汤文强课题组综述植物高温应答的分子机制

近日，河北师范大学汤文强课题组在Journal of Integrative Plant Biology (JIPB)期刊发表了题为“Molecular mechanisms governing plant responses to high temperatures”的综述论文，从植物高温感知，高温信号传导的分子机制以及高温基因表达调控网络几个方面，综述了植物参与高温应答的主要作用机制。

高温作为一个重要的环境因素，不仅影响植物的生长发育，甚至响应了全球粮食安全。植物的高温应答是一个极其复杂的过程。首先，高温信号不同于传统意义上的信号分子。其作为一个物理信号，不受空间位置的阻隔，可以几乎同时作用于细胞的表面和细胞核中。在过去的几十年里，科学家们提出了从细胞膜到细胞核的多个可能的高温感知机制。另外，在不同的温度条件下，植物展现不同的高温反应，主要分为高温形态建成 (拟南芥28℃左右) 和热激应答 (拟南芥37℃- 45℃) 两个不同的生物学过程，在这两个过程中，植物表现出极其不同的生理生化反应，继而产生一系列不同的应答机制来适应外界环境温度的变化。两类不同的转录因子PIF4、HSFs分别在这两个不同过程中发挥着重要的调节作用。除此之外，Ca² ，ROS，NO，H2S，UPR信号途径在植物的高温应答过程中也占有非常重要的地位。

 

虽然经过多年的研究，迄今为止，植物高温应答的分子机制依旧不是特别清晰。此篇论文比较详尽地归纳总结了目前植物高温应答信号传导机制的最新动态，并且提出了一些植物高温应答研究领域的问题和讨论，为促进植物高温应答的分子机制研究提供参考意见。

汤文强课题组的李兵杰博士和高亢博士为论文的共同第一作者，汤文强教授为通讯作者。另外，任卉敏博士为此论文贡献了部分数据，孙玉教授在文章撰写过程中提供了非常宝贵的意见。该项目受到中国自然科学基金及河北省科学技术厅的资助。

Abstract

The increased prevalence of high temperatures (HTs) around the world is a major global concern, as they dramatically affect agronomic productivity. Upon HT exposure, plants sense the temperature change and initiate cellular and metabolic responses that enable them to adapt to their new environmental conditions. Decoding the mechanisms by which plants cope with HT will facilitate the development of molecular markers to enable the production of plants with improved thermotolerance. In recent decades, genetic, physiological, molecular, and biochemical studies have revealed a number of vital cellular components and processes involved in thermoresponsive growth and the acquisition of thermotolerance in plants. This review summarizes the major mechanisms involved in plant HT responses, with a special focus on recent discoveries related to plant thermosensing, heat stress signaling, and HT‐regulated gene expression networks that promote plant adaptation to elevated environmental temperatures.

点击底部“阅读原文”查看论文原文。该文经JIPB（jipb1952）授权发布，略有改动。