转自植物生物技术Pbj

       当植物面临缺水、土壤盐分、高温或遮荫等环境胁迫时，地上和地下器官之间的良好沟通对于协调生长和发育是必要的。包括激素、肽、蛋白质、水力信号和代谢物在内的各种信号主要通过维管系统输送到远处的组织。地上部和根是如何利用移动信号来同步它们对胁迫的反应，这是一个新兴的研究领域。

 

       2021年4月22日，瓦格宁根大学Zhang yanxia和Christa Testerink在Trends in Plant Science发表了题为How roots and shoots communicate through stressful times综述文章，详细介绍了移动信号在调控地上部气孔运动和根发育以响应局部化环境信号方面的最新进展。此外，作者还强调了维管系统不仅是一条管道，而且在对非生物胁迫的反应中也具有灵活性的发育机制。

 

 

 

      高等植物的组织是高度特异化的。地上部通过光合作用获取太阳能并进行繁殖，而根则从土壤中提取水分和矿物质。这些特殊功能的组织间的协调对于植物的茁壮成长至关重要。植物维管系统由木质部和韧皮部组成，将许多信号分子从地上部运输到根，反之亦然。激素是被广泛研究的根和地上部发育的整合因子。已知脱落酸(ABA)、生长素、赤霉素、细胞分裂素(CKS）和茉莉酸通过维管系统并在远距离组织中发挥作用(图1）。最近，人们发现一些小肽、蛋白质和RNA分子可以在木质部或韧皮部中移动，并协调养分吸收和远端胁迫反应。

 

响应环境胁迫所产生的地上部到根部和根部到地上部的移动信号

 

地上部产生的胁迫信号和激素与协调根系发育可塑性的局部信号整合

 

Highlight：

在非生物胁迫下，根的水分吸收和地上部蔗糖供应的限制可以编码为调节远距离组织生长和发育的信号。

根局部胁迫信号会引起木质部水力学、移动多肽、活性氧(ROS)和Ca2+的变化，从而导致远距离效应，诱导地上部气孔关闭。

HY5蛋白及其下游靶标通过韧皮部传递感受地上部的光和温度信息，从而影响初生根和侧生根的生长。

韧皮部中的地上部蔗糖装载/卸载对环境变化高度敏感，并触发调控根系发育的信号通路。

维管系统对非生物胁迫反应的发育可塑性对于物质的长距离运输以帮助植物抗逆性是至关重要的。

 

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138521000649