PPB|南京农业大学汪良驹教授团队揭示 ALA 介导苹果耐盐性的全新分子机制
2026年2月，南京农业大学园艺学院汪良驹教授团队在 Plant Physiology and Biochemistry在线发表了题为“MdPP2AC interacting with MdCLC to mediate ALA-induced salt tolerance in apple”的研究论文。
该研究揭示了新型植物生长调节物质5-氨基乙酰丙酸（ALA）通过增强PP2A蛋白磷酸酶和氯离子通道CLC的相互作用提高苹果耐盐性的全新分子机制，为ALA在苹果耐盐中应用以及培育耐盐苹果品种提供了重要理论依据和新靶点。
5-氨基乙酰丙酸（ALA）是一种天然植物生长调节物质，能通过调节光合、抗氧化、离子转运等机制来提升植物抗逆性。前期研究发现，盐胁迫下使用外源ALA能够促进植物根系将所吸收的Na+截留于地下部，减少向地上运输，缓解盐离子对光合器官伤害，从而保障叶片光合性能与植株生长，但ALA对Cl−毒性的缓解机制却了解不深。众所周知，过量Cl−会导致植物叶绿素降解，破坏氮素稳态，严重时引发细胞程序性死亡。这是盐胁迫导致植物盐害的重要原因。该研究首次证明，ALA能够诱导苹果蛋白磷酸酶2A（PP2A）C亚基基因表达上调，提高全酶活性，同时也能诱导苹果氯离子通道蛋白MdCLC基因表达上调；作者还证明，MdPP2AC与MdCLC结合，促进后者脱磷酸化，促进Cl−积累于根系液泡，减少向地上部运输，从而提高植物耐盐性。
本研究以苹果为试材，利用‘嘎啦’离体叶片、组培苗、‘王林’愈伤组织等多套实验体系，综合利用生理生化和分子生物学等技术手段，系统解析了MdPP2AC在ALA诱导苹果耐盐性中的功能。
ALA诱导MdPP2AC表达与酶活： 研究发现，盐胁迫能够诱导苹果叶片中PP2A酶活及其催化亚基基因 MdPP2AC 的表达，而外源ALA预处理能进一步增强这种诱导效应，暗示MdPP2AC可能参与ALA信号通路。
图1.ALA 增强苹果无根试验苗耐盐性以及促进MdPP2AC 基因表达
MdPP2AC正调控耐盐性：利用过表达MdPP2AC的转基因苹果材料并结合药理学（使用PP2A特异性抑制剂斑蝥素，CT）的研究发现，过表达MdPP2AC能显著增强苹果离体叶片耐盐性，具体表现为叶片褐化减轻、抗氧化酶活性提高、活性氧和丙二醛积累减少。反之，抑制PP2A活性则加剧了盐害。这表明，MdPP2AC是ALA增强苹果耐盐性所必需的一个正调控因子。
维持Cl−稳态是关键：分析发现，ALA和MdPP2AC过表达能显著促进Cl−在苹果根系成熟区的区隔化积累，减少向上运输，从而有效缓解Cl−对叶片光合器官造成毒害。相反，抑制PP2A活性则破坏了这一分配模式。
图3. MdPP2AC 促进苹果根系截留Cl−并提高植株耐盐性
苹果MdCLC成员对NaCl和ALA的响应：Cl−跨膜转运和区隔化作用由氯离子通道蛋白（CLC）介导。在苹果基因组中，存在着11个MdCLC家族成员，可分为6个亚家族（标记为b-g），其中MdCLC-b1/c1/c2/d1的表达受 MdPP2AC 和 ALA 上调，暗示着这些基因可能参与 MdPP2AC 介导的 ALA 诱导苹果耐盐通路。
图4 MdCLC家族成员对NaCl和ALA处理的响应
MdPP2AC 与苹果液泡膜蛋白 MdCLC-c2 互作：酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、荧光素酶互补成像（LCI）等实验证实，MdPP2AC可与MdCLC-c2发生直接物理互作。进一步的截短以及定点突变试验证实，MdCLC-c2 C端Glu684残基是二者互作的核心关键位点。该氨基酸位点突变将完全消除MdPP2AC与MdCLC-c2的物理互作。
图5 MdPP2AC 与 MdCLC-c2 互作的关键位点鉴定
盐胁迫可诱导MdPP2AC和MdCLC-c2表达，但不足以截留根部Cl−，导致大量Cl−向地上部运输，引发植株盐害。外源使用ALA能显著上调MdPP2AC与MdCLC-c2表达，促进二者依赖MdCLC-c2的C端Glu684残基发生物理互作，激活Cl−通道，有利于Cl−截留于根细胞液泡，减少向地上部转运；同时增强SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，协同维持离子与氧化稳态。因此，ALA处理的苹果植株耐盐性得到改善。
本研究首次揭示了“MdPP2AC-MdCLC”介导ALA诱导苹果耐盐的全新分子机制，明确了关键氨基酸残基位点，为苹果耐盐育种提供了精准靶点，也为ALA在盐碱地果园的绿色应用提供了理论支撑。
硕士研究生向坤和博士研究生周家一为该论文第一作者，汪良驹教授为该文通讯作者，博士研究生张建婷及留学博士生Mohsin Iqbal参与本研究。
汪良驹教授是江苏省植物生理学会植物生长物质与生长调控专业委员会主任。他于2000年起开始从事ALA在农林作物抗逆增产提质效应及其生物学基础研究。其研发的产品“金村秋”“禾稼春”和“秀果美”等已经大面积应用于全国20多个省市区农业生产区。其团队先后获得20多项政府专项资金资助，在国内外学术期刊发表与ALA有关研究论文125篇，国家授权专利20余项，处于5-A农业应用研究领域前沿水平。他的“5-ALA抗逆提质增效理论创建与应用”成果获得2024年中国商业联合会技术发明一等奖，江苏省园艺学会第一届科技创新二等奖，2024年度江苏省行业领域优秀科技进展(现代农业领域）。
本期编辑：
汪良驹 南京农业大学园艺学院
文稿联系及审核：
富薇 沈阳师范大学生命科学学院
排版校对：
李雨晴 内蒙古农业大学生命科学学院
2026 年，PPB 将进一步加强期刊最新研究成果的学术传播与交流，并面向学术同行，诚邀您参与期刊学术内容的共建（人数不限）。
如有参与意愿，欢迎扫描二维码添加运营人员微信，备注 “PPB 学术推广” 即可。
如您想加入PPB科研交流群，同样可以通过二维码添加，备注 “PPB 科研交流群” 。
再次感谢大家对PPB的长期关注与支持。
植物科学 - 爱思唯尔
聚焦Elsevier旗下
植物科学期刊最新研究进展
