摘要：揭示了盐胁迫通过诱导甲硫氨酸合成和信号转导调控植物耐盐和生长平衡的分子机制，并发现了外源甲硫氨酸在提高作物耐盐中的关键作用。……（世界食品网-www.shijieshipin.com）

全球有超过150亿亩的盐渍化土壤因盐碱度过高而不能被有效利用，不合理的施肥灌溉、海水倒灌和气候变化将进一步加剧盐碱土地面积的扩张，土壤盐渍化已成为影响农作物种植和威胁粮食安全最重要的环境因素之一。中国有盐碱地约15亿亩，相当于现有耕地面积的近八成，约5亿亩具有开发潜力，培育耐盐碱农作物，开发盐碱地土壤改良剂，提高盐碱地产能，是解决我国粮食安全和农业可持续发展的重要途径。

3月7日，山东大学丁兆军教授和山东省葡萄研究院李科副研究员团队在Plant Physiology杂志（中科院1区TOP，IF6.5）上发表题为Methionine-mediated trade-off between plant growth and salt tolerance的研究论文，揭示了盐胁迫通过诱导甲硫氨酸合成和信号转导调控植物耐盐和生长平衡的分子机制，并发现了外源甲硫氨酸在提高作物耐盐中的关键作用。

当植物面临盐胁迫时，会采取一种聪明的策略来平衡生长和耐盐性，一方面通过激活盐胁迫反应以提高植物的耐盐性，另一方面，植物通过抑制根系的快速生长减少能量消耗，重新分配细胞能量用于提高植物的耐盐性，根系生长降低也能减少盐分的吸收。在正常条件下，低水平的ROS和ABA维持了细胞内生理水平的甲硫氨酸合成基因HMTs/MSs的表达和甲硫氨酸的含量，负责调节根系生长的基因被激活，而与耐盐相关的基因被抑制。在高盐条件下，ROS和ABA信号被激活，导致HMTs/MSs的表达增加，甲硫氨酸的合成显著增加。一方面，甲硫氨酸通过降低细胞周期、生长素和细胞分裂素信号阻碍根系的生长。另一方面，甲硫氨酸激活ABA合成、转运体和信号转导，提高细胞内ABA水平，增加盐响应基因的表达提高植物的耐盐性。甲硫氨酸恢复正常水平后，根系的生长恢复到正常，表明甲硫氨酸在维持生长和耐盐性之间发挥平衡作用。

氨基酸促进植物生长和抗逆的功能已经广为人知，但是目前对不同氨基酸的具体功能、最佳使用浓度以及调节机制的认识仍然有限。通常认为，氨基酸是构成蛋白质、激素等生物大分子的基本组成部分，补充外源氨基酸可以增加氨基酸的供应并减少内源氨基酸合成对细胞能量的消耗，或者某些氨基酸，如脯氨酸，在维持细胞的渗透平衡方面发挥作用。该研究发现，在盐胁迫下，甲硫氨酸合成基因的表达被激活，导致盐胁迫下甲硫氨酸含量的增加，甲硫氨酸又能激活ABA合成，增加细胞内ABA水平。盐胁迫下内源ABA含量的增加以及外源ABA对盐耐受性的积极作用被大家熟知。然而，ABA在农业中的直接应用引发了成本和安全性方面的担忧。研究人员提出了一个有趣的替代方案，在农业生产中使用甲硫氨酸代替ABA。重要的是，氨基酸的多功能性、丰富的原料来源、低廉的成本和安全性，基于这些特性的氨基酸定制应用将对农业的可持续发展发挥重要作用。

山东大学博士研究生史本慧和山东省葡萄研究院李科副研究员为论文的共同第一作者。山东大学丁兆军教授和田会玉教授为论文的通讯作者。山东农业大学的硕士研究生徐蕊，山东大学的张凤博士，于子鹏副研究员参与了此项工作。该研究得到了国家重点研发计划，山东省泰山学者专项基金；国家自然科学基金，山东省自然科学基金，山东农业科学院高层次人才引进与培养基金，山东省葡萄研究院科研引导基金的资助。（撰稿：李科 核稿：赵红军）

日期：2025-03-11

来源：食品世界