The Innovation | 综述：植物耐盐的适应性机制

植物在生长发育过程中，经常会受到诸如高盐、低温、高温、干旱和水涝等非生物胁迫的影响，造成作物生长不良、严重时导致作物减产甚至死亡。为应对各种逆境胁迫，植物已经进化出各种机制来感受外界环境，并通过调节形态、生理以及基因表达等方式来对不同的胁迫作出适应性响应。因此，挖掘重要的耐逆遗传资源对于培育抗逆作物将起着关键的作用。最近，中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵春钊研究员和朱健康研究员以及澳大利亚University of Tasmania 的Sergey Shabala 教授联合撰写了关于植物响应盐胁迫的详细综述。

该综述文章“Mechanisms of plant responses and adaptation to soil salinity” 在 Cell Press 合作期刊 The Innovation 第一期发表（投稿时间: 2019年11月13日；接收时间: 2020年2月22日）。

该综述从盐胁迫诱导的生理反应、氧化胁迫、盐胁迫感受机制、离子和渗透胁迫信号传递、细胞器胁迫、激素调控、基因表达和表观遗传调控、离子平衡机制、代谢变化、盐生植物耐盐机制等多方面系统阐述了最近20多年在盐胁迫领域取得的研究进展。主要内容包括：

• 植物对盐胁迫的适应需要达到体内离子、激素和ROS的动态平衡。
• SOS3-SOS2-SOS1信号通路在介导植物体内钠离子的排出过程中起主导作用(图1)。
• 盐离子受体GIPC sphingolipids的发现是盐胁迫研究领域的突破性进展(图1)。
• 维持细胞壁的完整性对于植物耐盐性起重要的作用，而定位于胞外和细胞膜上的LRX3/4/5-RALF22/23-FER元件在感受盐胁迫诱导的细胞壁破坏以及维持细胞壁的完整性中起关键的作用(图1)。
• 多种植物激素，包括脱落酸、茉莉酸、赤霉素、乙烯和水杨酸，参与植物响应盐胁迫，其中脱落酸起最主要的作用。脱落酸可以调控盐胁迫响应基因的表达、气孔关闭、离子平衡以及代谢变化等(图2)。
• 盐胁迫会造成多个细胞器胁迫，而每个细胞器都有可能参与感受盐胁迫。
• 多种转运蛋白参与调控盐胁迫下根部离子的平衡(图3)。
• 研究盐生植物的耐盐机制对于将来培育耐盐作物具有重要的借鉴意义(图4)。

图1 植物体内盐胁迫信号传递机制

图2 植物激素在调控盐胁迫响应中的作用

图3 盐胁迫下调控根部钠离子平衡的主要转运蛋白

图4 表皮盐泡细胞的耐盐机制

DOI:10.1016/j.xinn.2020.100017

原文链接：

https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(20)30017-5

作 者 简 介

中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵春钊研究员是本论文的第一作者兼共同通讯作者，朱健康研究员和澳大利亚 University of Tasmania 的 Sergey Shabala 教授是共同通讯作者，中国科学院分子植物科学卓越创新中心张蘅研究员和河南大学宋纯鹏教授参与本文撰写工作。 

赵春钊研究员主要从事植物与非生物胁迫互作领域的相关研究。先后获得中国科学院遗传与发育生物学研究所和荷兰瓦格宁根大学双博士学位。于2014年至2019年在美国普渡大学从事博士后研究。2019年至今，任职于中国科学院分子植物科学卓越创新中心。目前已在Developmental Cell、PNAS、Trends in Plant Science、New Phytologist、Plant Physiology等杂志发表论文20余篇。现任BMC Plant Biology植物与非生物胁迫互作领域副主编。

朱健康，男，1967年生，安徽省阜南县人。国际著名植物生物学家、植物抗逆分子生物学领军科学家，美国科学院院士，现任中科院上海植物逆境生物学研究中心主任。在植物抗旱、耐盐与耐低温方面做出了杰出成就，是世界植物科学领域发表论文引用率最高的科学家之一。朱健康院士是The Innovation期刊的指导委员会（Steer Committee）成员。

Sergey Shabala 教授主要从事植物逆境胁迫响应的机制研究，在解析逆境胁迫下离子通道、离子泵、离子载体的功能等方面取得了重要成果。2016-2018年担任Australian Society of Plant Scientists主席。现任Functional Plant Biology 主编及多个杂志的编委。