类型a

这篇研究由Nadia Bazihizina和Sergey Shabala等人完成，作者分别来自意大利佛罗伦萨大学、澳大利亚塔斯马尼亚大学、意大利国家研究委员会可持续植物保护研究所等机构。该研究发表在《Journal of Experimental Botany》2022年第73卷第1期。

本研究属于植物科学领域，特别是盐胁迫响应机制的研究。藜麦（Chenopodium quinoa）作为一种耐盐植物，其不同品系对盐胁迫的耐受性差异显著。尽管表皮膀胱细胞（epidermal bladder cells, EBCs）被认为是藜麦耐盐性的关键因素之一，但研究发现EBC密度与盐耐受性并不总是正相关。因此，本研究旨在探索除EBC外其他可能影响藜麦耐盐性的机制，特别是根部早期信号事件的作用。

研究包括多个实验步骤。首先，研究人员选择了两个具有对比盐耐受性和EBC密度的藜麦品系：Q30（低耐盐性，高EBC密度）和Q68（高耐盐性，低EBC密度）。实验对象包括种子、幼苗及成株，样本量根据具体实验设计有所不同。实验处理包括短期（30分钟至48小时）和长期（两周）盐胁迫处理，以及等渗PEG处理。使用非侵入性微电极离子流测量技术（MIFE）监测K+和Ca2+通量；通过DCFDA荧光探针检测H2O2水平；采用FDA-PI双染色法评估根细胞活力；并通过RT-qPCR分析基因表达变化。数据分析主要采用GraphPad Prism v.8.00软件进行两因素方差分析。

研究结果表明，在叶片水平上，敏感和耐盐品系对盐和活性氧（reactive oxygen species, ROS）胁迫的反应相似。然而，在根部水平上，耐盐品系Q68表现出更好的质膜完整性和K+保留能力。特别是在成熟根区，Q68在盐胁迫下K+泄漏显著减少。此外，Q68在伸长区和成熟区均显示出更快且根特异性的H2O2积累，这与ROS诱导的K+和Ca2+通量密切相关。转录组分析显示，Q68中FER（Feronia）基因的表达上调，进一步支持了其在早期盐响应中的关键作用。

本研究得出结论，根部早期信号事件对于藜麦的盐胁迫适应至关重要。具体而言，根部快速且特异性的ROS生成以及ROS激活的Ca2+通道敏感性增强是Q68耐盐性提高的关键因素。这些发现不仅揭示了藜麦耐盐性的新机制，还为未来作物改良提供了潜在靶点。例如，通过调控FER基因表达或相关信号通路，可以提高作物的盐胁迫耐受性。

本研究的亮点在于首次系统地阐明了根部早期Ca2+-ROS信号在藜麦盐响应中的作用。研究方法创新之处在于结合了多种先进技术（如MIFE、DCFDA荧光探针、RT-qPCR等），全面解析了根部信号事件的动态变化。此外，研究对象的选择（即具有对比盐耐受性和EBC密度的品系）也为揭示藜麦耐盐性机制提供了独特视角。

值得一提的是，本研究还探讨了渗透胁迫在盐响应中的作用。结果显示，Q68在等渗PEG处理下同样表现出更强的ROS生成和基因表达响应，表明其优越的耐盐性可能部分归因于对渗透胁迫的感知和适应能力。这一发现为进一步研究植物盐胁迫响应机制提供了新的方向。