简介
随着对植物激素的深入研究，人们对独脚金内酯有了更多的了解。独脚金内酯最早被发现于棉花的根分泌物中。随后，独脚金内酯被进一步鉴定为独脚金种子的萌发刺激信号分子。独脚金内酯 能刺激孢子萌发、菌丝分枝、以及AMF等有益微生物的代谢活性，以建立植物与AMF 之间的共生关系，这在适应胁迫中发挥着重要作用。Marro等人报道，独脚金内酯通过增强菌根定植来保护植物免受对植物寄生线虫的损害。这些报道证明了独脚金内酯在植物生长发育中有积极作用，但真正将独脚金内酯投入作物生产中还需深入挖掘独脚金内酯抗盐胁迫的调控机理[1]。
独脚金内酯的性状
与DNA甲基化的关系
为进一步阐明独脚金内酯介导的DNA去甲基化对盐胁迫响应的分子机制，本研究通过RNA-Seq和WGBS分析对NaCl处理与NaCl+GR24处理之间的基因表达和甲基化水平进行了系统比较。此外，一些上调基因被显著富集到苯丙氨酸代谢通路（包括PAL，PAL5，CYP73A4，HDC，4CLL7基因），苯丙素的生物合成通路（包括PAL，PAL5，CYP73A4，BGLU41，CYP98A3，4CLL7），以及磷脂酰肌醇信号系统（包括DGK1、DGK5、DGK7、PLC2和PIP5K9基因）中。与NaCl处理相比，这些基因在NaCl+GR24中的表达量更高。
众所周知，DGK和PIP5K基因分别通过调节植物PA和PIP2代谢来缓解盐胁迫。Han等人综述的大量研究表明，DGK、PLC和PIP5K基因在植物应对盐胁迫的过程中发挥着重要作用。综上所述，独脚金内酯可能通过调控植物与病原体的相互作用、MAPK信号通路和植物激素信号转导，特别是苯丙氨酸代谢、苯丙素的生物合成通路，以及磷脂酰肌醇信号系统，参与番茄对NaCl处理的响应[1]。
代谢通路
启动子中CG位点的SlCYP98A3、基因体中CG位点的SlBGLU41、基因体中CHG位点的SlPAL5、启动子中CHG位点的SlPAL和启动子中CHG位点的SlHDC的去甲基化可能会导致这些基因的转录、激活其他基因的表达，如SlCYP73A4和Sl4CLL7基因，从而增强PAL、HDC、CYP98A3和BGLU的酶活性，促进LPA、PEA、肉桂酸、香豆素、咖啡酸和木质素的代谢。这种相关性强调了苯丙烷代谢途径在独脚金内酯介导的DNA去甲基化过程中的关键作用，从而提高番茄的耐盐性[1]。
用途
近年来，独脚金内酯被认为是一种新型植物激素，其合成类似物GR24可以调控植物的生长发育，包括幼苗生长、叶片衰老、光形态发生、根系结构的塑造等。同时，独脚金内酯生物合成抑制剂Tis108，通过抑制独脚金内酯生物合成途径中的关键酶，影响独脚金内酯的运输或信号转导，来阻断独脚金内酯的合成，并降低独脚金内酯的生理活性。因此，GR24和Tis108被广泛用于探究独脚金内酯在植物中的生理功能，是一种开发调控植物生长和抗逆性的策略。以往的研究表明，BRs、ET和生长素作为植物的生长调节因子，可以调节植物的发育。独脚金内酯刺激了ET生物合成基因的表达，而ET通过信号转导直接影响根毛的伸长。生长素外排和生长素极性运输影响根毛细胞中的生长素水平，从而介导独脚金内酯促进根毛伸长，帮助植物从土壤中吸收养分和水分，以促进根系的发育[1]。
独脚金内酯在植物应对不同环境胁迫时起关键作用，包括光、干旱、渗透、营养和温度胁迫等。外源独脚金内酯作为一个正调控因子，可以增强拟南芥对弱光、干旱和盐的抗性。此外，氢气可以增强番茄的耐盐性，这与调控独脚金内酯生物合成基因SlMAX1和SlD27有关。在营养和渗透胁迫下，独脚金内酯和寄生植物的共生有助于帮助植物扩大吸收面，促进植物根对矿物质和水分的吸收，增强植物抗逆性。Min等人发现对模拟干旱胁迫条件下的葡萄幼苗叶面喷施独脚金内酯，发现根和叶中IAA和玉米核糖的水平降低，同时ABA的水平提高，独脚金内酯通过ABA或ROS调节气孔闭合，调节Chl含量和光合作用，并激活抗氧化防御能力，从而改善干旱的不利影响，促进葡萄生长和产量提高[1]。
参考文献
[1] 卢雪方. 独脚金内酯调控DNA去甲基化响应番茄盐胁迫的机制研究[D]. 广西大学, 2025. DOI:10.27034/d.cnki.ggxiu.2025.002773.