2025年10月31日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心的Chanhong Kim研究组在Science Advances上发表了一篇题为 “Salicylic Acid and ROS Signaling Modulate Hypocotyl Elongation in Darkness via NPR1 and EX1” 的文章。研究结果揭示了水杨酸与单线态氧信号在暗环境中协同调控拟南芥幼苗下胚轴伸长的作用机制。

种子在破土而出的过程中要面临各种严峻的挑战：实现基础生长需求，抵御外界病原微生物伤害，和为接下来的光合生长阶段做好准备。尽管这个阶段很重要，一旦失败就会导致植物死亡，但引导这一隐藏转变的分子过程（黑暗中的生长防御调节）仍然知之甚少。

为了解决这一空白，研究小组对胁迫激素水杨酸（SA）是如何在黑暗中调节拟南芥发芽过程中的下胚轴伸长做出了研究。在这项研究中，阐述了SA抑制的下胚轴生长呈剂量依赖性，并且npr1突变体对于SA处理更为敏感，强调了NPR1在黑暗中SA积累下维持生长的作用。与此同时，该研究发现了核定位的NPR1通过维持生长素应答基因（比如SAURs和EXPs）的表达以此消减SA诱导的生长抑制。过表达SAUR19或SAUR63的确完全恢复了npr1在黑暗中的表型。再者，此研究阐述了SA在黑暗中触发脂质过氧化（lipid peroxidation），产生¹O₂并激活EX1介导的逆向信号（从黄化质体到细胞核），从而抑制生长素相关基因，限制下胚轴伸长。

通过解析生长调控与胁迫响应之间的相互作用，研究小组揭露了SA通路未被发现的新功能。他们的研究结果表明，免疫调节因子NPR1和质体单线态氧（¹O₂）传感器EXECUTER 1 （EX1）在协同下精准调控生长与防御间的trade-off，从而确保幼苗在黑暗中正常发育，这一过程严重依赖于SA。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心在读博士生李梦爽为第一作者，Chanhong Kim研究员为通讯作者。李梦萍博士（现为日内瓦大学博士后）参与了这项研究并作出了重要贡献，中国农业大学（CAU）的王良省教授也为此项研究提供了重要实验证据。中国科学院分子植物科学卓越创新中心在读博士生祁珊也参与了研究。这项工作得到了国家自然科学基金的支持和植物抗逆高效全国重点实验室开放基金的部分支持。

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4417

图1 SA在黑暗中影响下胚轴伸长机制的工作模型