盐胁迫促进番茄早期开花通过扰乱细胞周期抑制花器官发育

一个研究小组调查了盐胁迫对番茄(Solanumlycopersicum)开花转变的影响，发现盐胁迫显著降低了植物生物量，导致开花提早和花朵变小。这项研究强调了了解盐胁迫对作物的影响的重要性，因为它强调了适度的盐胁迫如何通过上调单花桁架(SFT)基因来加速开花。

这些发现有可能提高盐碱土壤中的番茄产量，为在恶劣环境条件下管理作物产量提供见解。

植物天生固着，因此进化出了感知环境变化的机制，这对植物的生产至关重要。目前的研究表明，这些机制会影响开花时间，而开花时间对于繁殖成功和种子生产至关重要。然而，在非生物胁迫下，植物会调整开花时间，既可以促进开花，也可以抑制开花。

盐分是重要的胁迫​​因子，可影响植物的开花时间和育性。番茄中的FA和SFT分别是拟南芥中LEAFY(LFY)和FLOWERINGLOCUST(FT)的同源基因，在开花调控中发挥着平行的作用。

研究表明，FT及其同源基因可能参与非生物胁迫下植物的开花过程。尽管研究广泛，但盐胁迫对番茄从营养生长到生殖生长转变的具体影响仍不清楚，需要进一步研究这些机制。

2024年6月27日发表在《蔬菜研究》上的一项研究旨在了解盐诱导番茄早花背后的机制。

在本研究中，研究人员通过用不同浓度的NaCl溶液处理“MicroTom”幼苗并记录首次开花的天数，研究了盐胁迫对番茄开花时间的影响。结果表明，盐胁迫显著改变了开花时间，较低浓度(50-150mMNaCl)诱导开花，较高浓度(200mMNaCl)抑制开花。

此外，较高浓度的盐胁迫会减少每棵幼苗的花和枝的数量，表明生理过程受到干扰，生物量积累减少。

为了探索潜在机制，我们使用RT-qPCR测量了关键开花基因(SlSFT和SlFA)的表达水平，结果显示SlSFT表达与盐胁迫下的早期开花相关。在番茄植株中沉默SlSFT证实了其在盐诱导早期开花中的作用，因为这些植株在盐处理下不会提前开花。此外，盐胁迫影响花器官(特别是萼片和花瓣)的细胞周期进程，导致器官尺寸减小和形态改变。

细胞周期蛋白基因表达分析表明，盐胁迫阻碍了G2/M检查点，导致形态发生显著变化。最终，盐胁迫导致产量下降，因为果实尺寸变小，尽管果实总数保持不变。聚类和PCA分析强调了盐胁迫对开花时间的剂量依赖性。

该研究首席研究员马芳芳表示：“我们的研究表明，盐胁迫通过诱导SFT表达促进早期开花，并通过扰乱细胞周期延缓番茄花器官的发育。”

综上所述，本研究调查了盐胁迫对番茄开花的影响，结果表明50–150mM的NaCl浓度会诱导早期开花并降低生物量。RT-qPCR显示SFT基因上调，激活SFT-AP1通路。

盐胁迫对番茄萼片和花瓣的复制有显著影响，并会扰乱花器官的细胞周期。未来的研究应侧重于操纵SFT等基因，以提高盐碱地作物的抗逆性和生产力。