朱自强课题组综述环境高温与乙烯对幼苗形态建成调控的研究进展

阅读原文：https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-021-00063-0

全球气温升高对农作物产量具有十分严重的不利影响，研究植物对环境高温的响应具有非常急切的现实意义。虽然植物无法像动物一样通过移动自身位置而躲避高温环境，但是植物可以巧妙调节自身的发育模式，例如促进下胚轴伸长、叶片伸长上翘等从而达到降低叶片表面温度的目的。

近日，南京师范大学生命科学学院朱自强教授课题组在aBIOTECH上发表了“Seedling morphogenesis: when ethylene meets high ambient temperature”（点击题目查看全文）的综述文章，文章系统地总结了近年来高温和气体激素乙烯对植物温度响应的研究进展，着重讨论了两方面内容：（1）对于暗中生长的幼苗，高温如何抑制植物对乙烯的响应；（2）对于光下生长的幼苗，乙烯如何抑制植物对高温的响应。

植物幼苗发育具有极强的可塑性。当拟南芥室温条件（22°C）生长在黑暗中时，拟南芥幼苗表现为下胚轴伸长、子叶黄化并且形成一个顶端弯钩；当同时给予乙烯处理后，暗中生长的幼苗下胚轴和根伸长都受到明显抑制，并且出现一个加剧的顶端弯钩。有趣的是，当温度升高到28°C后，乙烯对暗中生长幼苗的下胚轴伸长抑制以及顶端弯钩的促进作用就部分丧失（图1），说明高温对暗中生长的幼苗乙烯响应起到抑制作用。

另一方面，22°C光下生长的幼苗下胚轴较短，而28°C下生长的幼苗下胚轴伸长，从而有利于植物适应高温。与暗中抑制下胚轴伸长不同，光下乙烯促进下胚轴伸长。然而同时给予28°C高温和乙烯处理却发现乙烯部分抑制了28°C高温对下胚轴伸长的促进作用（图1）。

图1：生长在不同环境下的植物幼苗示意图（红点表示下胚轴和根的连接处，根部未展示）

近年来针对植物幼苗对高温、光和乙烯的精确响应研究取得了一系列重要研究进展，本综述论文总结了该领域的主要研究进展并对今后的研究提出了展望。

乙烯在植物衰老和果实成熟领域已经是植物生物技术的重要研究靶点，利用针对乙烯合成酶的抑制从而调节番茄果实成熟也曾经是植物转基因技术的开端，本文暗示乙烯在植物高温适应中也起到重要作用，对今后利用植物生物技术提高作物热耐受提出了新观点。

南京师范大学生命科学学院博士研究生史浚洁为本文第一作者，朱自强教授为本文通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金面上项目、江苏省基础研究计划面上项目、江苏省青蓝工程以及江苏省生物学优势学科的支持。