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2025年10月31日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心的Chanhong Kim研究組在Science Advances上發表了一篇題為 “Salicylic Acid and ROS Signaling Modulate Hypocotyl Elongation in Darkness via NPR1 and EX1” 的文章。研究結果揭示了水楊酸與單線態氧信號在暗環境中協同調控擬南芥幼苗下胚軸伸長的作用機制。

種子在破土而出的過程中要面臨各種嚴峻的挑戰：實現基礎生長需求，抵御外界病原微生物傷害，和為接下來的光合生長階段做好準備。盡管這個階段很重要，一旦失敗就會導致植物死亡，但引導這一隱藏轉變的分子過程（黑暗中的生長防御調節）仍然知之甚少。

為了解決這一空白，研究小組對脅迫激素水楊酸（SA）是如何在黑暗中調節擬南芥發芽過程中的下胚軸伸長做出了研究。在這項研究中，闡述了SA抑制的下胚軸生長呈劑量依賴性，并且npr1突變體對于SA處理更為敏感，強調了NPR1在黑暗中SA積累下維持生長的作用。與此同時，該研究發現了核定位的NPR1通過維持生長素應答基因（比如SAURs和EXPs）的表達以此消減SA誘導的生長抑制。過表達SAUR19或SAUR63的確完全恢復了npr1在黑暗中的表型。再者，此研究闡述了SA在黑暗中觸發脂質過氧化（lipid peroxidation），產生¹O₂并激活EX1介導的逆向信號（從黃化質體到細胞核），從而抑制生長素相關基因，限制下胚軸伸長。

通過解析生長調控與脅迫響應之間的相互作用，研究小組揭露了SA通路未被發現的新功能。他們的研究結果表明，免疫調節因子NPR1和質體單線態氧（¹O₂）傳感器EXECUTER 1 （EX1）在協同下精準調控生長與防御間的trade-off，從而確保幼苗在黑暗中正常發育，這一過程嚴重依賴于SA。

中國科學院分子植物科學卓越創新中心在讀博士生李夢爽為第一作者，Chanhong Kim研究員為通訊作者。李夢萍博士（現為日內瓦大學博士后）參與了這項研究并作出了重要貢獻，中國農業大學（CAU）的王良省教授也為此項研究提供了重要實驗證據。中國科學院分子植物科學卓越創新中心在讀博士生祁珊也參與了研究。這項工作得到了國家自然科學基金的支持和植物抗逆高效全國重點實驗室開放基金的部分支持。

文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4417

圖1 SA在黑暗中影響下胚軸伸長機制的工作模型