近日，林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院左照江教授課題組在《Cell》旗下植物科學(xué)頂級(jí)期刊《Trends in Plant Science》（中科院1區(qū)Top，IF-5yr=20.1）在線(xiàn)發(fā)表了題為“How volatile isoprenoids improve plant thermotolerance”（《類(lèi)異戊二烯如何提升植物抗高溫脅迫能力》）的論文，系統(tǒng)總結(jié)了類(lèi)異戊二烯作為信號(hào)分子提升植物抗高溫脅迫能力的最新研究進(jìn)展，為在全球氣候變暖背景下提高植物抗高溫脅迫能力提供了全新思路。
類(lèi)異戊二烯是植物揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的核心組分，主要包括異戊二烯（C5）和單萜（C10）。在全球范圍內(nèi)，植物異戊二烯和單萜年釋放量分別高達(dá)300-440億噸和90-100億噸碳，相當(dāng)于植物光合固碳的1%-10%，其在植物抵御高溫脅迫中發(fā)揮重要作用。
傳統(tǒng)假說(shuō)認(rèn)為，類(lèi)異戊二烯可通過(guò)嵌入膜間隙以穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)，直接清除活性氧（ROS）以提高植物抗高溫脅迫能力。該論文主要作者前期明確提出，異戊二烯可作為信號(hào)分子通過(guò)調(diào)控基因表達(dá)以增強(qiáng)植物抗逆性（Zuo et al.，Plant Physiology，2019）。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究結(jié)果支持這一觀(guān)點(diǎn)。
左照江教授課題組長(zhǎng)期研究單萜在香樟抗高溫脅迫中的作用，揭示了其可通過(guò)調(diào)控光合作用、非酶抗氧化物形成、膜脂代謝、初生代謝和熱激蛋白等相關(guān)基因表達(dá)以增強(qiáng)植物抗高溫脅迫能力。基于現(xiàn)有證據(jù)，該論文詳細(xì)探討了類(lèi)異戊二烯在提高植物抗高溫脅迫中的信號(hào)機(jī)制，同時(shí)評(píng)估了類(lèi)異戊二烯的潛在受體并提出了可能的信號(hào)傳遞途徑。論文還對(duì)類(lèi)異戊二烯在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了展望，為在全球變暖背景下維持農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提供了創(chuàng)新解決方案。
浙江農(nóng)林大學(xué)為該論文第一單位和通訊作者單位，林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院左照江教授為第一作者和唯一通訊作者。美國(guó)密歇根州立大學(xué)Thomas D. Sharkey教授、加拿大畢索大學(xué)Sarathi M.Weraduwage博士參與了論文寫(xiě)作，林生院2024級(jí)碩士研究生黃天瑜繪制了論文圖片。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和美國(guó)能源部、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)以及密歇根州立大學(xué)農(nóng)業(yè)生物研究計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
全文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138525001323
（林生院 黃天瑜）
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