研究人员发表关于植物响应热胁迫的分子机制的综述文章

中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究组和上海交通大学林尤舜研究组联合，在《分子植物》（Molecular Plant）上，在线发表了题为The molecular basis of heat stress responses in plants的综述论文。该文章总结了植物在热形态建成和热胁迫损伤过程中感知和响应温度的分子机制，并从“源-库”角度提出了在全球气候变暖的形势下减少作物产量损失的应对策略。阐明植物对高温反应的基本机制，挖掘优异的耐高温基因位点，通过基因渗入或基因编辑的方法培育“环境广适、优质高产”的耐高温作物品种，对应对全球气候变暖带来的粮食安全问题具有重要意义。

事实上，并非所有的温度升高都对植物有害。在温和温度条件下，植物出现下胚轴伸长、开花提前等形态学上的变化统称为热形态学建成。而在极端高温下的热胁迫会对植物的生长发育产生负面影响，可能致使细胞损伤和死亡。该综述从热形态学建成和热胁迫损伤两方面总结了植物中已被证实的和潜在的高温感受器，利于科学家从信号发生的起始角度剖析高温信号的产生及传导机制。进一步，该文章阐述了热胁迫响应网络：从热激转录因子-热激蛋白、信号分子、非编码RNA、表观修饰、内质网未折叠蛋白响应以及半自主细胞器等多个角度总结了拟南芥中完善的热胁迫响应分子网络（图1）；从转录、翻译、代谢等多个层面总结了水稻、玉米、番茄中的热胁迫响应网络；从“源-库”的角度提出了多种遗传改良策略以应对全球气候变暖带来的产量损失，包括从“源”的角度保护光合系统、减少水分散失、增强物质的运输和吸收，以及从“库”的角度保障育性、调控抽穗期以及保护籽粒灌浆（图2）。该文章探讨了挖掘作物中潜在高温感受器的重要意义和目前存在的问题，以及在多胁迫因子组合下探索逆境适应驯化的紧迫性。

研究工作得到上海市、上海交通大学、国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国博士后科学基金会和岭南现代农业广东省实验室等的支持。