植物细胞壁不仅起着支撑和保护细胞的作用，还被认为是植物抵抗逆境胁迫环境的第一道屏障。作为限制农业生产的一个主要非生物胁迫因子，盐胁迫能造成植物细胞壁的组分和结构发生改变，而植物可以通过细胞壁完整性感受器如CrRLK1Ls、LRXs和WAKs等蛋白来感知这些变化并启动下游盐胁迫响应。在细胞内，植物通过盐胁迫诱导的Ca2+内流、植物激素等信号促进细胞壁多聚糖合成和修饰相关基因的表达，从而有助于维持细胞壁的完整性，增强植物盐胁迫适应性。近日，《生物技术通报》在线发表了题为《植物调控盐胁迫下细胞壁完整性的分子机制》的文章。本文概述了植物初生细胞壁多聚糖的主要组分和各组分之间的相互结合关系，并且阐述了盐胁迫对细胞壁各组分的影响，以及盐胁迫下植物感知和维持细胞壁完整性的分子机制，最后讨论了盐胁迫下细胞壁完整性感知和调控研究领域还需要解决的科学问题。本文将在《生物技术通报》2023年11期胁迫生物技术专刊出版，欢迎阅读！
3.1 植物感知盐胁迫下细胞壁完整性变化的分子机制
盐胁迫是限制植物生长和发育的重要环境因素之一。细胞壁作为植物细胞的第一道屏障，是最先受到胁迫影响的部位，因此，植物在细胞壁里第一时间感知盐胁迫的存在并诱导细胞内胁迫响应，对于提高植物的耐盐性至关重要。本文概述了盐胁迫下细胞壁各组分的变化以及植物感知并维持细胞壁完整性的分子机制。目前的研究结果阐明了细胞壁完整性在植物耐盐中的重要作用，但同时也带来了一些新的科学问题。
4.1 细胞壁完整性的感受机制
虽然目前已经鉴定出了很多参与感知细胞壁完整性的蛋白，如CrRLK1L家族成员、LRXs、WAKs等，但其具体的感受机制仍未明晰。目前还需要解决的问题包括：这些蛋白分别与哪些细胞壁组分结合，通过什么样的方式结合，结合后如何感知细胞壁组分的变化，感知细胞壁变化后如何将信号传递到细胞内来激活下游信号响应。此外，这些感受器蛋白之间是否存在直接的调控关系，以及是否还有其他未发现的细胞壁完整性感受器也都值得进一步研究。
4.2 介导盐胁迫响应的Ca2+通道
盐胁迫早期信号转导与Ca2+关系密切。虽然鞘脂GIPCs能够感知盐胁迫并激发Ca2+内流，但是具体介导盐胁迫下Ca2+内流的Ca2+通道仍未被鉴定到。研究表明FER通过Ca2+信号来激活细胞壁修复途径，因此，挖掘FER调控的Ca2+通道将有助于解析植物维持盐胁迫下细胞壁完整性的分子机理。盐胁迫引起细胞壁多聚糖的组成和结构发生改变。相应地，植物也通过改变各种细胞壁修饰酶的活性来调整细胞壁的状态，实现对胁迫环境的适应性。细胞壁果胶甲酯化水平的变化是植物响应环境胁迫的主要方式，也是植物感知细胞壁变化的重要途径。细胞壁中果胶甲酯化水平主要由PMEs和PMEIs这两大家族蛋白来动态调控，但目前关于盐胁迫对这两类蛋白活性影响的研究还相对较少。未来我们需要继续深入研究盐胁迫对PMEs和PMEIs功能的影响以及对细胞壁果胶甲酯化状态的影响，从而解析植物感知盐胁迫下细胞壁完整性的分子机理。目前关于盐胁迫下细胞壁完整性调控的研究主要在模式植物拟南芥中开展，而在作物中进行的相关研究还很少。随着基因编辑技术和转基因体系的日益成熟，通过在作物中对盐胁迫下调控细胞壁完整性的重要基因进行基因编辑或过表达，将有助于我们解析细胞壁完整性在作物耐盐中的作用，并为培育兼顾耐盐和产量的作物新品种提供重要的遗传资源和策略。
赵春钊，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员，入选上海市海外高层次人才和国家人社部高层次留学人才回国资助。主要研究植物响应盐胁迫和低温胁迫的分子机制。主持参与国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金、中国科学院先导A项目和上海市科技兴农项目等。在Nature Plants、Developmental Cell、PNAS、National Science Review、Trends in Plant Science、New Phytologist 等杂志上发表论文30余篇。《生物技术通报》是由中国农业科学院农业信息研究所主办、生物工程技术领域高水平综合性学术期刊，由知名科学家谢旗研究员担任期刊主编。主要报道与农业科学相关的国内外生物技术领域最新基础研究成果，致力于为学术共同体打造学术成果传播和交流的优秀平台。目前是中文核心期刊、中国科技核心期刊，入选CSCD核心库、RCCSE核心，“百种中国杰出学术期刊” “中国精品科技期刊” “中国科技期刊卓越计划”入选期刊。
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