IJMS北林陈少良：NMT发现胡杨磷脂酶Dα促盐胁迫下植物根排Na+保K+ 为探究PePLDδ促耐盐机制提供关键证据

摘要

磷脂酶Dα (PLDα)产生信号分子磷脂酸(PA)，已被证明在植物适应盐环境中发挥关键作用。然而，磷脂酶Dδ (PLDδ)是否能介导高等植物的盐反应尚不清楚。从耐盐胡杨(Populus euphratica)中分离出PePLDδ，转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)中验证转基因植物的耐盐性。NaCl处理(130 mM)降低了野生型(WT)拟南芥、载体对照(VC)和PePLDδ过表达株系的根系生长和全株鲜重，但在转基因植株中观察到的影响不太明显。在盐处理下，转PePLDδ的拟南芥表现出比WT和VC更低的电解质泄漏、丙二醛含量和H₂O₂水平，这是由于抗氧化酶被激活，编码超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化物酶的基因转录本上调。此外，PePLDδ过表达的植物增加了编码质膜Na⁺/H⁺反转运蛋白(AtSOS1)和H⁺‐ATPase (AtAHA2)基因的转录，这使得转基因植物在盐度下进行Na⁺挤压并减少K⁺损失。在过表达PePLDδ的植物中，活性氧(ROS)和K⁺/Na⁺稳态的调节能力与特定PA物种的丰度有关。PePLDδ转基因植物在对照和盐渍条件下保持了典型的更高丰度的PA物种，34:2(16:0-18:2), 34:3(16:0-18:3), 36:4(18:2-18:2), 36:5(18:2-18:3)和36:6(18:3-18:3)。值得注意的是，转基因植物中PA 34:2(16:0-18:2)、34:3(16:0-18:3)、36:4(18:2-18:2)和36:5(18:2-18:3)对NaCl的响应显著增加。综上所述，我们推测PePLDδ衍生的PA通过调节ROS和K⁺/Na⁺稳态来增强拟南芥的耐盐性。