簡介
隨著對植物激素的深入研究，人們對獨腳金內(nèi)酯有了更多的了解。獨腳金內(nèi)酯最早被發(fā)現(xiàn)于棉花的根分泌物中。隨后，獨腳金內(nèi)酯被進一步鑒定為獨腳金種子的萌發(fā)刺激信號分子。獨腳金內(nèi)酯 能刺激孢子萌發(fā)、菌絲分枝、以及AMF等有益微生物的代謝活性，以建立植物與AMF 之間的共生關(guān)系，這在適應脅迫中發(fā)揮著重要作用。Marro等人報道，獨腳金內(nèi)酯通過增強菌根定植來保護植物免受對植物寄生線蟲的損害。這些報道證明了獨腳金內(nèi)酯在植物生長發(fā)育中有積極作用，但真正將獨腳金內(nèi)酯投入作物生產(chǎn)中還需深入挖掘獨腳金內(nèi)酯抗鹽脅迫的調(diào)控機理[1]。
獨腳金內(nèi)酯的性狀
與DNA甲基化的關(guān)系
為進一步闡明獨腳金內(nèi)酯介導的DNA去甲基化對鹽脅迫響應的分子機制，本研究通過RNA-Seq和WGBS分析對NaCl處理與NaCl+GR24處理之間的基因表達和甲基化水平進行了系統(tǒng)比較。此外，一些上調(diào)基因被顯著富集到苯丙氨酸代謝通路（包括PAL，PAL5，CYP73A4，HDC，4CLL7基因），苯丙素的生物合成通路（包括PAL，PAL5，CYP73A4，BGLU41，CYP98A3，4CLL7），以及磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)（包括DGK1、DGK5、DGK7、PLC2和PIP5K9基因）中。與NaCl處理相比，這些基因在NaCl+GR24中的表達量更高。
眾所周知，DGK和PIP5K基因分別通過調(diào)節(jié)植物PA和PIP2代謝來緩解鹽脅迫。Han等人綜述的大量研究表明，DGK、PLC和PIP5K基因在植物應對鹽脅迫的過程中發(fā)揮著重要作用。綜上所述，獨腳金內(nèi)酯可能通過調(diào)控植物與病原體的相互作用、MAPK信號通路和植物激素信號轉(zhuǎn)導，特別是苯丙氨酸代謝、苯丙素的生物合成通路，以及磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)，參與番茄對NaCl處理的響應[1]。
代謝通路
啟動子中CG位點的SlCYP98A3、基因體中CG位點的SlBGLU41、基因體中CHG位點的SlPAL5、啟動子中CHG位點的SlPAL和啟動子中CHG位點的SlHDC的去甲基化可能會導致這些基因的轉(zhuǎn)錄、激活其他基因的表達，如SlCYP73A4和Sl4CLL7基因，從而增強PAL、HDC、CYP98A3和BGLU的酶活性，促進LPA、PEA、肉桂酸、香豆素、咖啡酸和木質(zhì)素的代謝。這種相關(guān)性強調(diào)了苯丙烷代謝途徑在獨腳金內(nèi)酯介導的DNA去甲基化過程中的關(guān)鍵作用，從而提高番茄的耐鹽性[1]。
用途
近年來，獨腳金內(nèi)酯被認為是一種新型植物激素，其合成類似物GR24可以調(diào)控植物的生長發(fā)育，包括幼苗生長、葉片衰老、光形態(tài)發(fā)生、根系結(jié)構(gòu)的塑造等。同時，獨腳金內(nèi)酯生物合成抑制劑Tis108，通過抑制獨腳金內(nèi)酯生物合成途徑中的關(guān)鍵酶，影響獨腳金內(nèi)酯的運輸或信號轉(zhuǎn)導，來阻斷獨腳金內(nèi)酯的合成，并降低獨腳金內(nèi)酯的生理活性。因此，GR24和Tis108被廣泛用于探究獨腳金內(nèi)酯在植物中的生理功能，是一種開發(fā)調(diào)控植物生長和抗逆性的策略。以往的研究表明，BRs、ET和生長素作為植物的生長調(diào)節(jié)因子，可以調(diào)節(jié)植物的發(fā)育。獨腳金內(nèi)酯刺激了ET生物合成基因的表達，而ET通過信號轉(zhuǎn)導直接影響根毛的伸長。生長素外排和生長素極性運輸影響根毛細胞中的生長素水平，從而介導獨腳金內(nèi)酯促進根毛伸長，幫助植物從土壤中吸收養(yǎng)分和水分，以促進根系的發(fā)育[1]。
獨腳金內(nèi)酯在植物應對不同環(huán)境脅迫時起關(guān)鍵作用，包括光、干旱、滲透、營養(yǎng)和溫度脅迫等。外源獨腳金內(nèi)酯作為一個正調(diào)控因子，可以增強擬南芥對弱光、干旱和鹽的抗性。此外，氫氣可以增強番茄的耐鹽性，這與調(diào)控獨腳金內(nèi)酯生物合成基因SlMAX1和SlD27有關(guān)。在營養(yǎng)和滲透脅迫下，獨腳金內(nèi)酯和寄生植物的共生有助于幫助植物擴大吸收面，促進植物根對礦物質(zhì)和水分的吸收，增強植物抗逆性。Min等人發(fā)現(xiàn)對模擬干旱脅迫條件下的葡萄幼苗葉面噴施獨腳金內(nèi)酯，發(fā)現(xiàn)根和葉中IAA和玉米核糖的水平降低，同時ABA的水平提高，獨腳金內(nèi)酯通過ABA或ROS調(diào)節(jié)氣孔閉合，調(diào)節(jié)Chl含量和光合作用，并激活抗氧化防御能力，從而改善干旱的不利影響，促進葡萄生長和產(chǎn)量提高[1]。
參考文獻
[1] 盧雪方. 獨腳金內(nèi)酯調(diào)控DNA去甲基化響應番茄鹽脅迫的機制研究[D]. 廣西大學, 2025. DOI:10.27034/d.cnki.ggxiu.2025.002773.