隨著人口的增加, 對糧食的需求量越來越多, 而耕地面積卻由于諸多原因在日益減少。鹽脅迫是影響植物生長發育進而影響作物產量最重要的環境因素之一。植物激素乙烯作為一種重要的逆境脅迫激素，參與了多種生物和非生物的脅迫反應。
郭紅衛課題組一直致力于研究乙烯在植物生長和逆境脅迫中的作用機制。他們最新的研究發現用乙烯氣體或乙烯合成前體ACC預處理植物都能顯著增強對鹽脅迫的耐受性；高濃度的鹽處理可以通過促進兩個F-box 蛋白EBF1/EBF2蛋白的降解，從而促進乙烯信號通路中的兩個核心轉錄因子EIN3和 EIL1的蛋白積累，并且首次發現了一條不依賴于乙烯上游信號開關EIN2 而調節EIN3蛋白穩定性的途徑。
進一步通過基因芯片分析、體外EMSA及體內ChIP實驗，鑒定了一批鹽脅迫條件下EIN3/EIL1的靶標基因，Salt-Induced /Repressed EIN3/EIL1-Dependent Genes（SIEDs/SREDs）。對這些EIN3靶標基因進行遺傳學研究，發現5個脅迫相關轉錄因子和一個可能感應氧化還原勢的多肽參與介導了乙烯對鹽脅迫的耐受性。同時，還發現EIN3上調了一組過氧化酶PODs（peroxidases）的基因表達，增強了POD酶的活性，并協助清除鹽脅迫產生的活性氧(ROS)，從而增強了植物對鹽脅迫的耐受性。
該項研究首次深入而全面地揭示了乙烯增強植物對鹽脅迫耐受性的分子機制，對培育耐鹽作物品種、提供作物抗逆性提供了重要的理論依據。相關研究成果近期發表在PLOS Genetics雜志上 (Salt-Induced Stabilization of EIN3/EIL1 Confers Salinity Tolerance by Deterring ROS Accumulation in Arabidopsis)。郭紅衛課題組的博士后彭金英博士和李中海博士為共同第一作者。工學院朱懷秋教授課題組在芯片數據統計分析方面提供了很大幫助。該項研究得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金及北大清華生命科學聯合中心基金資助。
植物激素乙烯增強植物對高鹽脅迫耐受性的分子機制
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