近日，生命科學學院孟慶偉/莊焜揚團隊在《The Plant Journal》在線發表了題為 “Salicylic acid regulates two photosystem II protection pathways in tomato under chilling stress mediated by ETHYLENE INSENSITIVE 3-like proteins”的研究論文。張萌博士、張明岳博士為該論文的第一作者，莊焜揚副教授和馬娜娜副教授為該論文的通訊作者。

低溫脅迫(0-12°C)嚴重制約著番茄等冷敏感作物的生長發育。在低溫脅迫下，番茄葉綠體中產生大量活性氧(ROS)，導致光抑制的發生、限制了其光合效率。前人研究表明， EIN3和EILs蛋白介導乙烯信號傳導并與植物低溫耐受性有關。然而，在低溫脅迫下，EIN3/EIL對光合作用的保護途徑尚不清楚。在本研究中，作者發現水楊酸（SA）通過SlEIL2和SlEIL7參與PSII保護。在低溫脅迫下，苯丙氨酸解氨酶基因SlPAL5在SA的產生中起著重要作用，而SA能夠明顯誘導WHIRLY1（SlWHY1）的轉錄表達，由此產生的SlWHY1在低溫脅迫下激活SlEIL7的表達，增加的SlEIL7隨后結合并阻斷熱休克因子SlHSFB-2B對熱休克蛋白21（HSP21）表達的抑制，維持了光系統II（PSII）的穩定性。

此外，SlWHY1抑制SlEIL2的表達，從而促進了編碼L-半乳糖-1-磷酸酶3基因SlGPP3的表達。隨后SlGPP3的增加促進了抗壞血酸（AsA）的積累，從而清除了低溫脅迫下產生的活性氧（ROS），從而保護了PSII(圖1)。

圖1. 低溫脅迫下SA介導的SlWHY1-SlEILs通路在PSII保護中的調控模式圖

本研究表明，SlEIL2和SlEIL7通過兩種不同的SA響應機制在低溫脅迫下保護PSII：一種涉及抗氧化劑AsA，另一種涉及光保護伴侶蛋白HSP21（圖2）。這些PSII保護的調控機制的解析對于番茄耐冷性的改良具有重要意義。

圖2SlEIL2和SlEIL7響應SA在低溫脅迫下保護PSII的示意圖。

該研究得到了國家重點研發計劃、中國博士后基金、國家自然科學基金、山東省自然科學基金的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.16199

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波