Hortic Res 乙烯受体调控西葫芦对盐胁迫的应答反应

盐胁迫等非生物胁迫严重影响了作物的生长发育，进而限制了作物的产量。因此，解析作物对盐胁迫等非生物胁迫的响应机制尤为重要。研究显示，乙烯信号在植物对盐胁迫的响应中起着重要作用。但是，在拟南芥和水稻中，关于乙烯的生物合成及其信号转导组分在盐胁迫响应中的具体功能又有所不同。

近日，Horticulture Research在线发表了西班牙阿尔梅里亚大学Manuel Jamilena团队题为Involvement of ethylene receptors in the salt tolerance response of Cucurbita pepo的研究论文，丰富了人们对西葫芦中乙烯信号与盐胁迫响应之间关系的认识。

该研究分析了盐胁迫对三个功能获得性突变体（etr1b，etr1a和etr2b）的种子萌发、幼苗建立和营养生长阶段的影响，结果发现，相比于野生型，这些功能获得性突变体在种子萌发和营养生长期间均对乙烯不敏感，但是对盐胁迫都比较耐受，这表明这三个乙烯受体基因正调控西葫芦对盐胁迫的耐受性。

进一步研究发现，etr2b对盐胁迫的耐受性可能与其地上部中较低的Na+积累、较高的可溶性渗透物质（脯氨酸和可溶性糖等）以及较高的抗氧化剂（如花色苷）有关。

盐胁迫下，etr2b突变体中许多单价阳离子转运蛋白，比如Na+/H+和K+/H+逆向转运蛋白(NHXs)、K+反向转运体(KEAs)、高亲和K+转运载体(HKTs)和K+转运蛋白(KUPs)的基因表达量显著高于野生型。这些结果表明，盐胁迫下，etr2b突变体的光合器官中的单价阳离子转运蛋白基因显著被诱导，进而维持了K+/Na+动态稳态和渗透调节，最终使得etr2b突变体对盐胁迫耐受。因此，在西葫芦种子萌发和营养生长阶段的耐盐响应中，乙烯是作为一个负调控因子。

另外，该研究还发现，盐胁迫下，etr2b突变体叶片中与Ca2+信号传导相关的基因（CpCRCK2A和CpCRCK2B）和ABA生物合成基因（CpNCED3A和CpNCED3B）都有较高的表达，这说明乙烯受体在西葫芦响应盐胁迫过程中可能也通过Ca2+和ABA信号通路。

Fig. 2: Effect of salt stress on growth parameters of WT and etr1b, etr1a, and etr2b seedlings.

Fig. 5: Content of stress metabolites in WT and etr2b mutant leaves of plants growing under control and NaCl conditions for a total of 45 days after sowing (DAS).

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-021-00508-z