褪黑素(melatonin)是脊椎动物体内像松果般大小的“松果腺”器官分泌的一种吲哚胺类激素，在动物中具有促进睡眠、抗衰老、调节免疫、抗肿瘤等多项生理功能。近年来证据表明，植物中也有褪黑素存在。众多研究结果表明，外源褪黑素处理可以有效提高植物的抗性，同时在植物开花和昼夜节律变化方面起到一定的作用。在动物里，褪黑素合成分解以及信号传导途径研究得很清楚，但在植物里的研究则处于刚起步阶段。
近日，中国科学院武汉植物园植物水分胁迫生物学学科组施海涛博士在产祝龙研究员的指导下，发现高温胁迫下植物内源褪黑素含量持续增加，而外源褪黑素预处理可以提高植物对高温的耐受性。在植物中与高温相关的4个热激转录因子HSFA1a、HSFA1b、HSFA1d、HSFA1e的表达受到高温和外源褪黑素预处理的共同诱导。进一步研究发现，外源褪黑素预处理不能增强HSFA1四突变体植株对高温的抗性，而HSFA1激活的下游热激蛋白基因HSP的表达也受到抑制。相关结果表明，高温环境和外源褪黑素都可以诱导HSFA1的表达，从而激活下游的基因，提高了植物对高温的耐受性。
以上研究获得青年创新促进会项目的共同支持。相关研究结果发表在“Journal of Pineal Research (doi: 10.1111/jpi.12219)”上。
HSFA1参与褪黑素介导的植物抗高温应答途径
