碱度胁迫会严重阻碍植物生长，特别是影响世界范围内重要作物柑橘。紫阳香橙(Citrus junos Sieb. ex Tanaka)(Cj)是一种耐碱性柑橘砧木，引起了人们对了解其恢复机制的兴趣。研究表明，侧根 (LR) 的形成和激素相互作用，尤其是茉莉酸 (JA) 的相互作用，是应激适应的关键。然而，JA 在根系发育和胁迫反应中的具体作用，以及质膜 H + -ATP 酶在根系适应碱度中的功能，人们知之甚少。尽管在识别应激反应途径方面取得了进展，但全面了解这些机制如何使 Cj 等柑橘砧木能够承受碱度应激、影响嫁接结果和接穗特征，仍然是一个重大的研究空白。
Fruit Research于2024年1月2日 在网上发表了题为“综合分析提供了对紫阳香橙(Citrus junos Sieb.)对碱度胁迫耐受性的见解”的论文 。
在本研究中，两种柑橘砧木，资阳香橙 ( Citrus junos Sieb. ex Tanaka) (Cj) 和枳 ( Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (Pt)，以及一种脐橙接穗，‘Lane Late’脐橙使用Citrus sinensis (L.) Osb.) (LL ) 。这些嫁接材料Cj + LL和Pt + LL(砧木+接穗)交替种植在石灰质土壤的果园中，其特点是钙含量高(7,075.27 mg/kg)和pH值(7.88)，但矿质元素(Fe、Zn)较低、Cu、Mg 和 Mn)与对照果园相比。观察结果显示，Cj + LL 比 Pt + LL 表现出更好的生长、产量和果实品质，表现出显着更大的树高、冠层体积、果实大小和更重的单果重量。此外，研究深入研究了不同组织中的矿物质元素含量，发现与 Pt + LL 相比，Cj + LL 通常具有较高水平的矿物质元素和微量元素，特别是 Cu 和 Fe。
为了了解这些表型差异背后的分子调控机制，利用 RNA-seq 生成 Cj + LL 和 Pt + LL 的根、茎和叶组织的转录组图谱。在Cj + LL_root和Pt + LL_root之间鉴定出3,431个差异表达基因(DEG)，表明Cj + LL和Pt + LL之间存在主要差异资源。富集分析确定了关键的生物过程和途径，包括类黄酮生物合成、植物激素信号转导和谷胱甘肽代谢，强调了参与应激反应、营养吸收和发育的基因的复杂相互作用。还鉴定出许多与木质素生物合成相关的DEG，木质素生物合成的几个关键基因在Cj + LL_root中均下调，且根和叶组织中Cj + LL中的木质素含量均显着低于Pt + LL。因此，木质素生物合成可能在应对碱度胁迫中发挥重要作用。
特别是，该研究强调了茉莉酸 (JA) 在碱度胁迫耐受性中的关键作用，JA 信号转导途径中的关键基因在 Cj + LL 中上调。 Cj + LL 中的 JA 含量显着较高，这与对碱度胁迫的耐受性增强相关，外源 JA 处理实验增强了 Cj 幼苗的胁迫恢复能力，证明了这一点。此外，植物激素分析揭示了砧木之间 ABA 和 IAA 含量的差异，进一步暗示了观察到的胁迫反应中的植物激素动态。
该研究得出的结论是，JA 及其相关的代谢和信号转导途径在介导柑橘对碱度胁迫的耐受性、影响侧根形成、木质素生物合成和活性氧清除方面发挥着关键作用。这些发现强调了了解砧木对环境胁迫耐受性的遗传和分子机制的重要性，为在具有挑战性的土壤条件下改善柑橘种植提供了潜在的策略。
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