Hortic Res：山东农大揭示褪黑素提高葡萄耐盐性的分子机制

来源：植物科学最前沿

盐碱胁迫已成为制约果树生长和品质形成的重要原因，激素是调控植物非生物胁迫的重要信号分子，尤其是激素间互作在非生物胁迫抗性响应上起至关重要作用。已有研究表明，褪黑素和乙烯作为信号分子在植物非生物胁迫响应中发挥重要作用，然而二者在调控植物耐盐性中的相互作用及相关分子机制尚不清楚。

2019年10月，Horticulture Research在线发表了山东农业大学园艺科学与工程学院姚玉新课题组题为Melatonin enhances salt tolerance by promoting MYB108A-mediated ethylene biosynthesis in grapevines的研究论文。该论文揭示了褪黑素通过促进MYB108A介导的乙烯合成提高葡萄耐盐性的分子机制。

该研究发现，褪黑素和ACC（乙烯合成前体）都可以增强葡萄对NaCl的耐受性，并且乙烯参与了褪黑素诱导的耐盐性。进一步研究表明，外源褪黑素处理和内源褪黑素增加分别提高了葡萄和烟草植株的ACC含量和乙烯生成。MYB108A 和 ACS1是乙烯合成途径中的关键基因。该研究发现，外源褪黑素可以诱导MYB108A 和 ACS1的表达。进一步研究发现，MYB108A可直接与ACS1的启动子结合并激活其转录。MYB108A可通过激活ACS1的表达促进ACC的合成和乙烯的生成，减少MYB108A的表达部分抑制了褪黑素诱导乙烯生成的作用，降低了褪黑素诱导的耐盐性。总之，褪黑素通过MYB108A对ACS1基因的转录调节促进葡萄乙烯的生物合成和耐盐性。

Fig. Effects of the addition of ACC, melatonin and melatonin with AVG on the tolerance of ‘Crimson seedless’ grapevines to salt.

该研究工作主要由第一作者许丽丽博士完成，许丽丽在攻读博士学位期间主要从事褪黑素调控葡萄非生物胁迫抗性的研究，先后在Horticulture Research、Frontiers in Plant Science、Horticultural Plant Journal和《植物生理学报》发表论文5篇。本研究主要在国家自然科学基金（31872068）和山东省自然科学基金(ZR2018MC021)资助下完成。姚玉新课题组主要从事葡萄逆境生物学研究，在Plant Biotechnology Journal、Horticulture Research、BMC Plant Biology等学术期刊发表论文34篇，从信号分子、关键调控因子、根系泌酸等角度阐明了葡萄耐盐碱的分子机制。在褪黑素研究方面，前期工作阐明了褪黑素与乙烯、ABA和H2O2均存在互作关系（Horticulture Research，2018, : 41），为本研究奠定了研究基础。

About Horticulture Research

Horticulture Research是由南京农业大学与Springer Nature合作创办的英文期刊，是Nature旗下唯一的园艺领域专刊。所有关于园艺作物的基础和理论研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安影响因子：2018年JCR影响因子3.640，位于园艺一区（第3/36名）；植物科学一区（第32/228名）。