文章概述

植物一生都在做一道选择题：全力生长，还是全力防御？水肥充足时拼命生根长叶、开花结果；遭遇干旱、盐碱或病虫害时，又必须立刻启动防御，牺牲生长换取生存。科学家一直好奇：植物没有神经系统，究竟靠什么精准感知环境变化，又靠什么精妙调控“生长-防御”的动态平衡？

近日，华南农业大学周海团队在Plant, Cell & Environment上发表了题为 “FERONIA: A Central Hub Integrating Environmental Signaling and the Growth-Defense Trade-off in Plants” 的综述文章（https://doi.org/10.1111/pce.70693）。该文系统阐述了植物体内一个核心调控枢纽——FERONIA（FER）受体激酶如何整合各类环境信号，统筹协调植物的生长发育与逆境防御，为理解植物环境适应性的调控网络和作物抗逆改良提供了系统的理论框架与思路参考。

FER是植物特有的类受体激酶，隶属于CrRLK1L家族，最早被发现调控植物雌蕊育性和受精过程。随着研究深入，科学家发现FER并非单一功能蛋白，而是一个遍布细胞膜、贯穿整个生命周期的信号整合中枢——从种子萌发、根系建成、茎叶生长、开花结果，到应对干旱、盐胁迫、病原菌侵染，FER全程参与、精准调控。该综述指出，FER凭借独特的结构特性搭建起庞大的信号网络，完美破解了植物生长与防御之间的“资源矛盾”。

研究速览

生长还是防御？FER是“核心开关”。

资源有限时，生长与防御天然存在博弈：过度侧重生长，抗逆能力薄弱；过度激活防御，生长受抑制、产量下降。如何动态平衡二者关系，是植物存活的关键，也是农业育种的核心难题。该综述指出，FER正是破解这一难题的“核心开关”：环境适宜时，FER激活生长相关通路，促进细胞伸长、根系建成和营养积累；当感知干旱、高盐等胁迫时，FER快速切换调控模式，抑制无效生长，启动防御机制。FER还能联动脱落酸、乙烯、茉莉酸、生长素等多种植物激素通路，同时感知细胞壁的力学变化，将各类零散信号整合输出精准指令，让植物在“生长”和“防御”之间实现动态最优平衡。

图1 FER受体激酶信号整合网络模型

FER是植物感知环境的“超级传感器”。

植物扎根土壤无法移动，精准感知环境变化是其生存基础。FER定位于细胞膜，可直接感知细胞壁质膜界面的力学变化，捕捉渗透胁迫、膨压波动等细微环境信号，并通过形成纳米功能结构域快速激活胞内通路，实现逆境极速响应。同时，FER与RALF多肽配体、LLG共受体协同作用，构建完整的胞外信号识别体系，从土壤盐碱度、水分含量、温度变化到病原菌信号，FER均能精准识别、快速响应，将外界信号转化为胞内生理反应，全方位调控植物的生存状态。

图2 拟南芥中FER介导的盐胁迫响应模型

图3 拟南芥中FER介导的生物胁迫响应模型

打破育种瓶颈：高产与抗逆可以兼得。

农业育种长期面临一大痛点：高产不抗逆，抗逆不高产。该综述系统总结了FER介导的植物生长防御权衡的分子机制，为破解这一矛盾提供了全新思路。科研人员可通过精准编辑FER相关通路，培育出既能高效生长、稳产高产，又能耐受干旱、盐碱、病害的优质作物品种。FER介导的激素交叉调控与环境信号整合机制，也为植物生长调控和逆境应答研究提供了全新的理论框架。

作者信息

该综述的共同第一作者为华南农业大学与韶关学院博士后韦小英，以及华南农业大学生命科学学院博士生黄震、周涛；华南农业大学周海研究员与刘振兰教授为共同通讯作者，硕士生况袁琴参与了论文写作。该综述的撰写与发表得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

论文信息

论文：FERONIA: A Central Hub Integrating Environmental Signaling and the Growth-Defense Trade-Off in Plants

作者：Xiaoying Wei#, Zhen Huang#, Tao Zhou, Yuanqin Kuang, Zhenlan Liu, Hai Zhou*

期刊：Plant, Cell & Environment

DOI: 10.1111/pce.70693

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期刊信息

Plant, Cell & Environment (PCE) 是植物科学领域的国际期刊，专注发表植物对环境响应机制的高质量原创理论与实验研究成果。期刊涵盖生物学、生理学与生态学等多学科视角，欢迎从分子到群落各个尺度的研究，为深入理解植物–环境互作提供前沿平台，是植物环境生物学领域的重要学术交流阵地。

2025 JIF：6.9 ｜ CiteScore：10.2

https://onlinelibrary.wiley.com/journal/13653040

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