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前沿分享|Plant Cell：浙江大学师恺团队揭示PSK小肽调控番茄生殖耐热性的新机制 |
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论文标题：Direct coupling of PSK peptide signaling to ROS generation by PSKR1-RBOHB safeguards pollen thermotolerance in tomato
期刊：Plant Hormones
作者：Xiao Liang, Fangfang Li, Lu Han, Ping Wang, Qifei Gao, Anran Wang, Xiaotian Liu, Jiren Huang, Fei Li, Huan Liu, Jingquan Yu, Christine H Foyer, Kai Shi
发表时间：14 October 2026
DOI：10.1093/plcell/koag266
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研究背景
高温胁迫是限制作物生殖发育和产量稳定的重要环境因素，其中花粉作为植物生命周期中对高温最为敏感的阶段之一，极易受到高温影响而导致活力下降甚至败育。随着全球气候变化加剧，解析作物花粉耐热机制并培育耐高温品种具有重要意义。植物小肽激素是调控生长发育和环境适应的重要信号分子，近年来受到广泛关注。师恺团队长期围绕磺肽素（Phytosulfokine，PSK）信号开展研究，揭示了PSK及其受体PSKR1在植物生长、免疫及逆境响应中的重要作用（Zhang et al., Plant Cell, 2018; Hu et al., Plant Physiol, 2023; Fang et al., Plant Physiol, 2024; Ding et al., EMBO J, 2022, 2024; Wu et al., J Exp Bot, 2025; Lv et al., Plant Commun, 2026）。然而，PSK信号是否参与植物生殖耐热调控仍缺乏深入研究。
2026年9日，浙江大学师恺团队在The Plant Cell 期刊上在线发表了题为“Direct coupling of PSK peptide signaling to ROS generation by PSKR1-RBOHB safeguards pollen thermotolerance in tomato”的研究论文，围绕高温胁迫导致番茄花粉败育这一关键生殖障碍问题，系统解析了PSK调控花粉耐热性的分子机制。
核心成果
研究发现，高温显著诱导番茄花药中多数PSK前体基因的表达，并且在耐热种质中多数PSK前体基因表现出更高的表达水平，其表达水平与花粉萌发能力呈正相关；进一步通过外源PSK处理发现，PSK能够显著缓解高温造成的花粉活力下降，提高高温条件下的花粉萌发率与坐果率。为探究PSK介导花粉耐热性的作用机制，通过酵母双杂交筛选发现NADPH氧化酶RBOHB是其关键互作蛋白。利用多种互作实验证明PSKR1与RBOHB互作，且PSK处理和高温均能增强二者互作。遗传学分析表明，PSKR1或RBOHB功能缺失均会破坏花粉ROS稳态，显著降低高温下的花粉活力和坐果能力，造成严重减产（图1）。
图1 高温诱导PSK信号并通过PSKR1-RBOHB模块调控番茄花粉耐热性
通过外源H2O2处理以及遗传互补实验，研究进一步确定RBOHB介导的ROS信号位于PSK信号下游。进一步研究表明，PSKR1通过磷酸化NADPH氧化酶RBOHB的T266和S340位点，促进ROS信号产生。磷酸化模拟突变体实验证明，这两个位点的磷酸化对于RBOHB功能的激活和花粉耐热性的增强具有重要作用。PSKR1-RBOHB介导的ROS信号能够进一步激活下游HSF/HSP热响应通路，从而增强花粉耐热性（图2）。
图2 PSKR1通过磷酸化RBOHB调控ROS信号介导花粉耐热性
综上所述，该研究揭示了小肽信号调控植物雄性生殖耐热性的新机制，拓展了对PSK生物学功能及植物高温适应机制的认识，研究鉴定了PSKR1、RBOHB及其关键磷酸化位点等潜在分子靶标，为耐高温番茄遗传改良提供了理论依据（图3）；同时，外源环境友好型小肽调节剂的应用潜力也为提升作物高温适应能力和稳定产量提供了新的技术思路。
图3 PSK信号调控番茄花粉耐热性的工作模型
作者团队介绍
师恺课题组长期致力于设施蔬菜生长发育及品质形成调控机制研究，系统解析了高温/CO2等环境因子影响番茄抗性、产量与品质形成的分子机制，揭示了小肽激素调控番茄生长发育与品质的重要作用；同时，课题组围绕番茄环境响应过程中的关键基因和功能物质开展挖掘、鉴定与应用研究，为番茄耐逆品种培育、品质改良及高效生产提供了理论基础和技术支撑。以第一作者或独立通讯作者在EMBO J、Plant Cell、Mol Plant 等主流期刊上发表学术论文150余篇。
浙江大学师恺团队成员合影
原文链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koag266
关于Plant Hormones
Plant Hormones （e-ISSN 3067-221X）是一本国际化、开放获取、在线发行的学术期刊，专注于发表植物激素研究领域的原创研究论文、综述、快报、评述和前瞻性文章。期刊主编由重庆大学的李正国教授，法国图卢兹大学Mondher Bouzayen院士共同担任。期刊由Maximum Academic Press出版，于2025年1月21日创刊。目前期刊已被DOAJ、CAS、AGRIS等数据库收录。
期刊官网：
https://www.maxapress.com/ph
投稿链接：
https://mc03.manuscriptcentral.com/ph
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