2021年3月11日, Grass Research在线发表公司徐彬教授题为Acetic acid mitigated salt stress by alleviating ionic and oxidative damages and regulating hormone metabolism in perennial ryegrass (Lolium perenne L.) 的研究文章。
盐胁迫是限制植物生长、发育和导致作物减产的重要环境因子之一。植物细胞内积累过量的钠离子（Na+）会打破养分、水分和激素平衡以及破坏光合、呼吸及抗氧化系统。外源喷施化学物质（包括植物激素、氨基酸和有机酸等生长调节剂）是提高植物耐受盐胁迫的有效途径。乙酸是植物内源小分子有机酸，已有报道发现，乙酸能够通过调控组蛋白乙酰化水平（Histone acetylation）和茉莉酸（JA）的合成，提高拟南芥（Arabidopsis thaliana）、玉米（Zea mays）、水稻（Oryza sativa）, 油菜（Brassica napus L.）、小麦（Triticum aestivum L.）和大豆（Glycine max）的耐旱性[1,2]。2019年，Rahman等人发现外源喷施乙酸可以促进钙（Ca2+）和镁离子（Mg2+）吸收、减少体内Na+积累、提高可溶性化合物含量和激活抗氧化系统，以缓解盐胁迫（海水）对绿豆（Vigna radiata）的伤害[3]。乙酸是否也调控了其他植物激素的合成及信号传导尚不清楚。
图1 乙酸对盐胁迫条件下多年生黑麦草草坪质量及叶片衰老的影响
该研究以重要的冷季型多年生黑麦草为材料，发现盐胁迫下，黑麦草体内的乙酸含量和乙酸合成酶编码基因的表达量均显著升高。外源乙酸处理能够提高黑麦草内源乙酸的含量，并显著抑制盐胁迫导致的Na+和过氧化物（ROS）的过量积累，降低了ABA的含量及其合成和信号通路基因的表达，并促进了IAA、JA和CK的合成和信号传导。该研究补充了乙酸和植物激素协同发挥提高植物耐盐性的调控途径；乙酸作为一种经济、环境友好型有机酸可以应用于提高植物耐非生物胁迫的生产实践中。
图2 多年生黑麦草中乙酸调节耐盐性模模式图
该研究的第一作者为冠军白菜策略网cmp8论坛的张敬博士，通讯作者为冠军白菜策略网cmp8论坛的徐彬教授，硕士研究生张晴和博士研究生邢静及河北农业大学的李会彬副教授和甘肃农业大学的苗佳敏副教授也参与该项目研究。该研究得到了江苏省自然科学基金、国家自然科学基金和甘肃农业大学团队建设基金的支持。
参考文献
[1] Kim JM, To TK, Matsui A, Tanoi K, Kobayashi NI, et al. 2017. Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants. Nature Plants 3:17097 doi: 10.1038/nplants.2017.97
[2] Rahman MM, Mostofa MG, Keya SS, Rahman MA, Das AK, et al. 2020. Acetic acid improves drought acclimation in soybean: an integrative response of photosynthesis, osmoregulation, mineral uptake and antioxidant defense. Physiologia Plantarum In press doi: 10.1111/ppl.13191
[3] Rahman MM, Mostofa MG, Rahman MA, Islam MR, Tran LSP, et al. 2019. Acetic acid: a cost-effective agent for mitigation of seawater-induced salt toxicity in mung bean. Sientific Reports 9:15186 doi: 10.1038/s41598-019-51178-w
原文链接：http://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/GR-2021-0003
