盐胁迫会限制作物的生长，对作物的产量和品质造成不利影响。谷胱甘肽-S-转移酶（Glutathione S-transferase，GST）是植物中一种重要的多功能蛋白，在促进植物的生长、参与次生代谢物合成以及抵御各类逆境胁迫中发挥重要功能。木质素是植物木质部次生细胞壁的主要成分之一，在植物生长、发育和抗盐胁迫中也起着重要作用。然而，关于GST和木质素在盐胁迫下的相互作用机制尚不清楚。
近日，胡晓辉教授团队在 Plant Physiology 杂志在线发表了题为“ A glutathione S-transferase regulates lignin biosynthesis and enhances salt tolerance in tomato ”的研究论文。该研究发现400 mM NaCl胁迫显著诱导了野生型番茄根部 SlGSTU43 的表达。过表达 SlGSTU43 通过清除活性氧增强了番茄幼苗在盐胁迫下的抗性，而 SlGSTU43 突变体则表现出相反表型。利用RNA-seq进一步研究发现，过表达 SlGSTU43 会影响木质素生物合成相关基因的表达，SlGSTU43可以通过与木质素生物合成的关键酶SlCOMT2相互作用来调节番茄中的木质素含量，并在NaCl胁迫下促进番茄植株的生长（图1）。此外，SlMYB71和SlWRKY8这两个转录因子能够相互作用，并结合 SlGSTU43 的启动子来增强其表达。在野生型番茄中单独或共同沉默 SlMYB71 和 SlWRKY8 ，番茄幼苗都表现出对NaCl胁迫的不耐受性，并且GST活性和木质素含量都会降低。
图1 SlGSTU43和SlCOMT2相互作用增加木质素含量和促进植株生长
综上， SlMYB71 和 SlWRKY8 共同作用促进 SlGSTU43 的表达，增强番茄幼苗清除ROS的能力。同时，SlGSTU43和SlCOMT2相互作用增强番茄木质素的生物合成，从而促进番茄植株生长，最终提高番茄的耐盐性（图2）。该研究为拓展GST的功能提供新的见解。
图2 SlGSTU43 调节番茄耐盐性的机制
硕士研究生袁路乔（已毕业）和党娇为论文第一作者，中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后张政达（已毕业博士生）和胡晓辉教授为共同通讯作者。该研究得到国家大宗蔬菜产业技术体系（CARS-23-D06）、陕西省重点研发计划项目（2022ZDLNY03-11）等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae504
