港大揭示大豆适应盐土启动机制 冀提高农业生产

香港大学生物科学学院黄乾利辛烱僖基金教授（植物生物技术学）蔡美莲与研究助理教授龙兆章，揭示大豆启动高盐适应性变化的分子机制，有望提供解决盐土问题的方法。这项新发现已于植物学权威期刊 《植物细胞》（The Plant Cell）发表，研究成果将有助开拓抗盐植物的新策略。

在高盐环境下，固著不动的植物透过自身的迅速反应求存，当中包括改变根部结构、产生离子泵和制造特定代谢物等。这个适应性过程涉及多个逆境信号，包括两类重要脂质 -  磷脂酸和脂氧化物。研究团队早前发现，II类酰基辅酶A 结合蛋白（ACBP）能促进磷脂酸形成。ACBP家族成员在真核生物中高度保守，能结合酰基辅酶A（Acyl-CoA），即激活形式的脂肪酸；而脂氧化物是不饱和脂肪酸氧化成的衍生物，生物学者对激活其生成的过程及其与磷脂酸之间的串扰作用向来知之甚少。

团队发现，大豆根经盐液处理的数小时内，产生比原体II类ACBP3及ACBP4更小的截短蛋白，并说它们经mRNA前体被异常剪接而成，这现象从没出现于植物ACBP研究中。

团队表示，ACBP4的原体和截短蛋白在大豆毛状根超表达时，相比对照组分别减少和提高耐盐性。拟南芥转基因试验亦得出相似结论，即ACBP3截短蛋白的超表达株系比对照组更耐盐，原体ACBP3及ACBP4超表达株系则更敏感。显微镜、分子及生化分析进而得出一个模型，阐明ACBP3和ACBP4启动脂氧化物信号形成的机理作用，以及脂氧化物和磷脂酸信号的串扰。

蔡美莲简述道，脂氧化物由脂氧化酶催化而成。在一般情况下，此酶与ACBP及酰基辅酶A可逆性结合时失去活性。在高盐逆境下，复合体受到磷脂酸和ACBP截短蛋白的竞争性抑制而解离，并激活脂氧化酶。蔡美莲期望揭开脂氧化物信号传递机理的其他元素，并尝试利用基因工程改良大豆和其他作物的耐盐性。科创成果或能减少盐土对作物收成的损害，在气候变迁的影响下提高粮食供应。

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截短ACBP4变体在大豆毛状根的超表达提高耐盐性。港大图片