近日，生命科学学院孟庆伟/庄焜扬团队在《The Plant Journal》在线发表了题为 “Salicylic acid regulates two photosystem II protection pathways in tomato under chilling stress mediated by ETHYLENE INSENSITIVE 3-like proteins”的研究论文。张萌博士、张明岳博士为该论文的第一作者，庄焜扬副教授和马娜娜副教授为该论文的通讯作者。
低温胁迫(0-12°C)严重制约着番茄等冷敏感作物的生长发育。在低温胁迫下，番茄叶绿体中产生大量活性氧(ROS)，导致光抑制的发生、限制了其光合效率。前人研究表明， EIN3和EILs蛋白介导乙烯信号传导并与植物低温耐受性有关。然而，在低温胁迫下，EIN3/EIL对光合作用的保护途径尚不清楚。在本研究中，作者发现水杨酸（SA）通过SlEIL2和SlEIL7参与PSII保护。在低温胁迫下，苯丙氨酸解氨酶基因SlPAL5在SA的产生中起着重要作用，而SA能够明显诱导WHIRLY1（SlWHY1）的转录表达，由此产生的SlWHY1在低温胁迫下激活SlEIL7的表达，增加的SlEIL7随后结合并阻断热休克因子SlHSFB-2B对热休克蛋白21（HSP21）表达的抑制，维持了光系统II（PSII）的稳定性。
此外，SlWHY1抑制SlEIL2的表达，从而促进了编码L-半乳糖-1-磷酸酶3基因SlGPP3的表达。随后SlGPP3的增加促进了抗坏血酸（AsA）的积累，从而清除了低温胁迫下产生的活性氧（ROS），从而保护了PSII(图1)。
图1. 低温胁迫下SA介导的SlWHY1-SlEILs通路在PSII保护中的调控模式图
本研究表明，SlEIL2和SlEIL7通过两种不同的SA响应机制在低温胁迫下保护PSII：一种涉及抗氧化剂AsA，另一种涉及光保护伴侣蛋白HSP21（图2）。这些PSII保护的调控机制的解析对于番茄耐冷性的改良具有重要意义。
图2SlEIL2和SlEIL7响应SA在低温胁迫下保护PSII的示意图。
该研究得到了国家重点研发计划、中国博士后基金、国家自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16199
编 辑：万 千
审 核：贾 波
