盐害不仅产生离子胁迫和渗透胁迫，还会引发一系列次生胁迫，如氧化胁迫(Yang and Guo, 2018)等，从而影响植物的发育和作物的产量。磷脂酰胆碱（PC）是组成植物非质体膜的主要磷脂(Bolognese and McGraw, 2000)，而磷酸胆碱（PCho）是PC的重要前体(Chen et al., 2019)，其生物合成主要依赖磷酸乙醇胺(PEA)N -甲基化，由植物磷酸乙醇胺 N -甲基转移酶(PMTs)催化。已有研究表明PMT1沉默导致拟南芥对盐敏感(Mou et al., 2002)，但PCho调节耐盐的机制仍不清楚。
JIPB近日在线发表了浙江大学生命科学学院郑绍建教授课题组题为“ABA-dependent PMT1 expression regulates salt tolerance by alleviating ABA-mediated ROS production in Arabidopsis”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jipb.13326)。该研究发现拟南芥中，PMT1依赖的脂质代谢通过缓解盐胁迫下脱落酸(ABA)诱导活性氧类（ROS）爆发造成的膜损伤，根尖分生组织活性减弱和生长素分布紊乱，从而维持主根伸长。
图. pmt1对盐胁迫超敏性依赖于ABA.
研究人员筛选到一个盐敏感T-DNA插入突变体SALK_108751，在盐胁迫下表现为主根伸长抑制，分生区缩短，分生区细胞数目减少以及过渡区和伸长区出现肿胀形态的表皮细胞。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和转基因回复结合外源添加氯化胆碱（ChoCl）实验，确定了PMT1的突变是导致该突变体对盐胁迫敏感的原因。通过比较野生型和突变体盐处理后Na+、K+离子含量、Na+/K+比率，脂质含量变化以及活性氧的积累情况等，发现pmt1突变体在盐胁迫下主根伸长抑制与钠钾平衡改变无关，而与甘油脂代谢的改变从而影响质膜完整性有关。此外，盐胁迫下， PMT1的表达依赖于盐胁迫诱导的ABA信号，并且pmt1突变体对外源ABA敏感，而抑制pmt1突变体中ABA的合成可有效缓解pmt1对盐胁迫的敏感性。该研究揭示了盐胁迫诱导ABA一方面会造成ROS爆发抑制主根伸长，另一方面可诱导PMT1表达，而PMT1依赖的脂质代谢能够有效缓解ABA诱导的ROS，减轻盐胁迫对主根的毒害。
浙江大学生命科学学院博士生何琦瑜为该论文第一作者，课题组已毕业金建峰博士（现为浙江大学园艺系博士后）参与了该研究。研究得到了国家重点研发计划等项目的资助。
参考文献：
1. Bolognese, C. P., and McGraw, P. (2000). The isolation and characterization in yeast of a gene for Arabidopsis S-adenosylmethionine : phospho-ethanolamin N-methyltransferase. Plant Physiol. 124: 1800–1813.
2. Chen, W. H., Taylor, M. C., Barrow, R. A., Croyal, M., and Masle, J. (2019). Loss of phosphoethanolamine N-methyltransferases abolishes phosphatidylcholine synthesis and is lethal. Plant Physiol. 179: 124–142.
3. Mou, Z. L., Wang, X. Q., Fu, Z. M., Dai, Y., Han, C., Ouyang, J., Bao, F., Hu, Y. X., and Li, J. Y. (2002). Silencing of phosphoethanolamine N-methyltransferase results in temperature-sensitive male sterility and salt hypersensitivity in Arabidopsis. Plant Cell 14: 2031–2043.
4. Yang, Y. Q., and Guo, Y. (2018). Unraveling salt stress signaling in plants. J. Integr. Plant Biol. 60: 796–804
转自：科研人直通车
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