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扦插是基于離體莖稈或葉片基部再生不定根而實現的，是農業和園藝生產中常用的擴繁技術。當莖稈或葉片離體后，傷口和環境會帶來脅迫影響，例如失水、滲透脅迫、活性氧爆發和環境微生物影響等（Plant Commun. 3:100306,2022）。離體的植物器官如何快速響應傷口和脅迫，如何在脅迫環境中完成不定根再生過程，對于這些科學問題的解答將有助于我們提高扦插的成功率。

2025年3月13日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心徐麟研究組于Cell Reports雜志在線發表文章 “JA and ABA signaling pathways converge to protect plant regeneration in stress conditions”，揭示了植物扦插過程中保護不定根再生的抗逆機制。

科研人員利用模式植物擬南芥離體葉片再生不定根（葉扦插）體系（Plant Cell 26:1081–1093,2014），將離體葉片放置于含有不同濃度甘露醇的培養基，模擬滲透脅迫。結果發現，離體葉片能夠耐受低程度滲透脅迫（50 mM甘露醇）和中程度滲透脅迫（200 mM甘露醇）再生出不定根；而無法在極端滲透脅迫（400 mM甘露醇）下再生不定根。這說明，存在一套抗逆機制幫助離體葉片抵御低程度和中程度滲透脅迫，并保障不定根的再生能力。

茉莉素（JA）是一種傷口響應激素，在葉片受傷離體后的30分鐘內能夠迅速積累達到高水平，其含量在葉片離體的2小時后下降（Nat. Plants 5:491–497,2019）；脫落酸（ABA）是一種逆境脅迫響應激素，科研人員發現脫落酸在滲透脅迫下能夠不斷積累在離體葉片中，協助葉片抵御逆境。在低程度滲透脅迫下，葉片離體后30分鐘到2小時內，茉莉素信號通路轉錄因子基因MYC2和脫落酸信號通路轉錄因子基因ABI5的表達被調動起來。接著MYC2和ABI5形成蛋白復合體，在2小時左右促進BGLU18的表達。BGLU18能夠將ABA-葡萄糖基酯催化為具有生物活性的自由態ABA，提高ABA在葉片中的積累，從而提高離體葉片耐受脅迫的能力。這些研究暗示，茉莉素和脫落酸信號通路協同工作，通過提高離體葉片中ABA的含量保障逆境下不定根的再生過程。

農業和園藝中常用的扦插技術是將葉片或者莖稈直接插入土壤中進行根再生，實際應用過程中往往面臨著由傷口和土壤等帶來的眾多脅迫因素的考驗。利用該研究發現的機制，可以對扦插材料先后施加茉莉素和脫落酸，調動其抵御逆境的能力，保障不定根再生過程。通過先后施加茉莉素和脫落酸，科研人員發現楊樹扦插的效率明顯提高。

萬啟慧博士為論文第一作者，徐麟研究員為通訊作者。姚瑞楓教授（湖南大學）和趙楊研究員（中國科學院分子植物科學卓越創新中心）也參與了這項研究。研究得到了國家基金委、國家重點研發計劃、中國科學院等項目的支持。高通量數據可以通過線上工具查詢（http://xulinlab.cemps.ac.cn/）。

論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115423

滲透脅迫下的擬南芥葉扦插

JA和ABA協同保護根再生的分子模型

先后施加JA和ABA可以促進楊樹扦插中的根再生