Plant Cell | 山东农业大学巩彪团队揭示褪黑素调控番茄盐碱抗性的新机制

据联合国粮农组织的调查数据显示，目前全球有超过10亿公顷的盐渍化土壤因盐碱程度过高而不能被有效利用，且不合理的施肥灌溉将会进一步加剧盐碱地面积的扩张，土壤盐渍化问题已经成为世界性难题。因此，通过培育耐盐碱农作物，提高盐渍化土地产能，是解决未来人类粮食安全和农业发展的重要途径。盐渍化土地分为中性pH的盐地（富含氯化钠和硫酸钠）和高pH的苏打盐碱地（富含碳酸钠和碳酸氢钠，约占60%）。目前我们对于植物耐盐性有较深入认识，但是对植物耐碱胁迫环境的认识严重不足。

番茄起源于南美洲，作为世界最重要的蔬菜作物之一，具有一定的耐盐碱能力，经品种改良或栽培技术革新后，能在盐碱环境下栽培。“顺境出产量，逆境促品质”，适度盐碱胁迫会增加番茄的糖分、有机酸和风味物质。虽然盐碱地区番茄长势弱、产量低，但是山东及我国其它盐碱地区仍涌现出“碱地柿子”生产热潮，利用盐碱土壤生产高品质番茄，拉动消费者追寻儿时的番茄味儿。但目前番茄耐盐碱基础研究仍旧薄弱，优异种质和抗性基因利用率低，导致耐盐碱育种技术滞后和栽培品种匮乏。

近日，山东农业大学园艺科学与工程学院巩彪教授团队联合北京大学现代农业研究院秦国臣研究员和杨长宪研究员团队在The Plant Cell发表了题为Melatonin confers saline-alkali tolerance in tomato by alleviating nitrosative damage and S-nitrosylation of H+-ATPase 2的研究论文，揭示了褪黑素调控番茄盐碱抗性的分子机制。

该研究发现，褪黑素能清除盐碱胁迫下番茄根系产生的过量一氧化氮，在蛋白质组层面降低亚硝基化修饰水平，本研究靶向耐盐碱关键蛋白质膜H+-ATPase2，进一步揭示了褪黑素通过降低盐碱胁迫下质膜H+-ATPase2的亚硝基化修饰增强其生理功能的分子机制。该研究不仅阐明了番茄通过褪黑素减轻盐碱胁迫下细胞硝化损伤及维持质膜H+-ATPase2功能的分子机理，还拓展了褪黑素在植物氧化还领域中新的功能和信号转导调控途径。

山东农业大学史庆华、刘德瑞、周紫章教授在本研究工作中给予的帮助和指导。该研究受到国家自然科学基金、山东省泰山学者工程、山东农业大学“811”项目科研专项、国家盐碱地综合利用技术创新中心“揭榜挂帅”项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koaf035

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