柑橘多因子胁迫-Carrizo和Cleopatra对三重威胁环境挑战的不同反应

　　气候变化与人为的不利因素一起，给植物造成压力，如温度升高、极端天气事件、虫害爆发、疾病和污染，从而威胁到农业生产和粮食安全。

　　目前的研究深入研究了植物对这些不利条件的反应，为改进农业实践和植物育种提供信息。值得注意的是，植物经常同时面临多个应激源，大多数组合具有协同作用，放大了植物的应激。

　　尽管对双重胁迫效应进行了广泛的研究，但对三种或三种以上同时发生的胁迫因素的影响的了解有限，这些因素会严重阻碍植物的生长。因此，综合研究多因子胁迫组合对优化植物抗逆性和农业产量至关重要。

　　2023年5月，《园艺研究》发表了一篇题为“柑橘组学分析揭示了RNA翻译途径和未折叠蛋白反应调节因子在耐干旱、高辐射和热胁迫中的可能作用”的研究论文。

　　本研究对Carrizo和Cleopatra柑橘植株在不同的单株和组合非生物胁迫条件下的叶片损伤进行了研究。结果表明，单纯的热胁迫对叶片的损害不显著。然而，高辐照(L)和水分胁迫(W)对两种基因型的叶片损伤均在23% ~ 35%之间。

　　以L+H和W+L为代表的组合胁迫也产生了显著的叶片损伤，W+H条件下，埃及艳后植株叶片损伤率高达60%，W+L+H组合胁迫下叶片损伤率为71%。另一方面，卡里佐的损伤百分比与双因素应力组合相似。利用转录组学和蛋白质组学分析对植物的反应进行了更深入的研究。

　　在差异调节转录本(DRTs)方面，三重胁迫组合(W+L+H)导致两种基因型的DRTs数量最多。差异积累蛋白(DAPs)分析表明，无论是单独的还是联合的热胁迫，都会导致两种柑橘类型的DAPs发生显著变化。

　　主成分分析(PCA)显示了基因型间的显著差异，转录因子在不同胁迫条件下也表现出不同的表达模式。

　　此外，我们还研究了Carrizo和Cleopatra在不同压力下的共同反应。一个关键的发现是“内质网蛋白加工”途径在不同应激条件下的重要作用，两种基因型都显示了与该途径相关的转录本上调。然而，当暴露于W+L+H的组合应力时，它们的反应不同。

　　一项针对植物对三重胁迫组合的独特反应的分析显示，超过95%的上调转录本是基因型特异性的，强调了Carrizo和Cleopatra对相同胁迫条件的不同反应方式。此外，植物的翻译途径调节因胁迫和基因型而异，在大多数胁迫条件下，Carrizo的DAPs数量通常高于Cleopatra。

　　综上所述，在不同的胁迫组合下，Carrizo和Cleopatra柑橘表现出不同程度的叶片损伤和分子反应。关键蛋白质和调控机制的发现可以指导未来的作物改良策略，使柑橘植物更好地抵御气候条件变化的挑战。