危险来临时，老叶会为新叶做出牺牲学术资讯

PBS3保护幼叶免受ABA介导的免疫抑制，从而增强了叶片对病原体的抵抗力。但在同样受到胁迫的老叶中则没有这种效果，其免疫力就会减弱。

近日，马普植物育种研究所在《美国国家科学院院刊》上发表的一项最新研究表明，植物会在幼叶和老叶之间平衡对物理和生物胁迫的响应，以确保当同时遭遇两种压力时，实现最优的植物性能。

与动物不同，植物不能自由移动以逃离威胁生命的环境。这意味着它们需要一些策略来保护自己免受自然环境中的各种压力。这些环境压力可以是物理（非生物）性质的，如干旱和高盐度，也可以是生物性质的，例如微生物病原体和害虫的攻击。

植物潜在的保护机制包括诱导应激反应，专门针对不同的应激。然而，可供植物利用的有限资源意味着，专门的防御也会带来一个问题：针对物理胁迫（如干旱）量身定制的可诱导的应激反应，会降低植物对病原体攻击的抵抗力。那么当植物同时受到物理和生物压力时会发生什么？德国马普植物育种研究所的Kenichi Tsuda和Paul Schulze-Lefert领导的研究团队回答了这个问题。

许多植物对压力的反应由激素介导，这项研究主要关注两个特定的应激通路：一个由脱落酸（ABA）介导，触发保护植物免受非生物压力，另一个通路由水杨酸（SA）激活，提供对病原体的抵抗力。为了有效地分配资源，激活ABA介导的防御会抑制SA应激反应。

为了确定这种互作对同时受到物理和生物胁迫的植物的意义，研究人员首先对拟南芥模型中两种植物激素途径之间的互作进行了更深入的研究。令人惊讶的是，研究人员发现，将植物预先暴露于ABA中，仅在老叶中阻断了SA介导应答的活性，使这些叶片对细菌感染更加敏感，而幼叶则会受到保护，免受SA应答的阻断。

利用RNA测序技术，研究人员鉴定出一个名为PBS3的基因，并证明了该基因可以保护幼叶免受ABA介导的免疫抑制。研究人员在干旱和高盐度等物理压力下也观察到了类似的现象。因此，植物会根据叶片的年龄主动平衡物理和生物应激反应。

至关重要的是，PBS3的缺乏不仅影响了联合胁迫下的幼叶，还会导致生长受阻和种子囊的数量减少，从而影响植物的整体生殖能力。因此，生物和物理胁迫响应之间的主动平衡机制取决于叶片的年龄，提高了植物在复合胁迫下的适应性。

目前仍有几个重要的问题需要回答，例如，其他植物（如农作物）是否也会平衡应激反应来维持生长和繁殖？PBS3如何保护幼叶免受非生物胁迫引发的免疫抑制？考虑到应激反应之间的平衡对作物生产力有重大限制，回答这些问题对于可持续农业至关重要。

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编译：花花

审稿：阿淼

责编：张梦

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

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