近日，南京农业大学园艺学院设施园艺实验室研究成果揭示亚精胺（Spd）通过诱导质外体H2O2调控自噬提高黄瓜耐盐性。
设施土壤盐渍化已成为限制设施蔬菜生产的主要因素之一，Spd作为一种新型植物生长调节物质，能够缓解盐胁迫对植物造成的伤害。自噬是真核生物中进化保守的降解细胞内组分的过程，在植物逆境胁迫响应中具有重要的作用。然而，Spd调控自噬在植物逆境应答中的作用机理尚不清楚。
本研究发现，外源Spd显著提高了黄瓜幼苗盐胁迫抗性，抑制了不溶性蛋白积累及其泛素化。Spd处理显著诱导ATGs基因表达和自噬体形成。此外，Spd处理诱导了RBOH表达及H2O2在叶片和根系中积累。然而，预处理H2O2清除剂（DMTU）或NADPH氧化酶抑制剂（DPI）显著降低了Spd诱导的质外体H2O2。更为重要的是，预处理DMTU或DPI显著降低了Spd诱导的盐胁迫抗性和自噬体积累。此外，ATG4和ATG7沉默植株也显著降低了Spd诱导的盐胁迫抗性和自噬体积累。
A proposed model for the induction of autophagy by spermidine （Spd） in cucumber under salt stress.
综上所述，黄瓜植株经外源Spd处理后，诱导了RBOH表达，促进了根系H2O2积累。H2O2作为信号分子诱导ATGs表达和自噬体形成，吞噬了盐胁迫下受损的蛋白质或蛋白质聚集体以供进一步利用，从而提高了黄瓜幼苗对盐胁迫的抗性。
该研究成果发表于Autophagy，园艺学院研究生张月美、青年教师王玉博士为本文共同第一作者，王玉博士、孙锦教授和郭世荣教授为共同通讯作者。中国农业科学院郑州果树研究所古勤生研究员、河南科技大学Golam Jalal Ahammed博士和江苏省农业科学院农业设施与装备研究所曹凯副研究员参与了本研究。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目资助。
全文链接：https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1847797
