图1：截短ACBP4变体在大豆毛状根的超表达提高耐盐性。

原体（上列中）和截短（下列右）ACBP4在大豆毛状根超表达时，相比对照组（下列左）分别减少和提高耐盐性。在正常条件下，所有基因型生长无异（上列）。比例尺=1公分。

(原新闻稿已于1月12日发布)

气候变化引致海水上涨、旱区扩张和地下水耗减，因而增加农地的含盐量。不当的耕作方式亦催化了土壤盐化的危机，损害农作物的产量，威胁全球肌饿人口。因此，科学家正开拓有助植物抗盐的技术，以保障世界粮食安全。

香港大学（港大）生物科学学院黄干利辛烱僖基金教授（植物生物技术学）蔡美莲教授与研究助理教授龙兆章博士，揭示了大豆启动高盐适应性变化的分子机制，有望提供解决盐土问题的方法。这项新发现已于植物学权威期刊《植物细胞》（ThePlantCell）发表，研究成果将有助开拓抗盐植物的新策略。

图2：截短ACBP3变体在转基因拟南芥的超表达提高耐盐性。截短ACBP3变体的超表达株系比对照组更耐盐。原体ACBP3及ACBP4的超表达株系则更敏感。比例尺=1公分。

在高盐环境下，固着不动的植物透过自身的迅速反应求存，当中包括改变根部结构、产生离子泵和制造特定代谢物等等。这个适应性过程涉及多个逆境信号，包括两类重要脂质-磷脂酸（Phosphatidicacid）和脂氧化物（Oxylipins）。蔡教授的研究团队早前发现，II类酰基辅酶A结合蛋白（ACBP）能促进磷脂酸形成。ACBP家族成员在真核生物中高度保守，能结合酰基辅酶A（Acyl-CoA），即激活形式的脂肪酸；而脂氧化物是不饱和脂肪酸氧化成的衍生物，生物学者对激活其生成的过程及其与磷脂酸之间的串扰作用向来知之甚少。

图3：ACBP3及ACBP4调控高盐环境下脂氧化物信号形成的示意图。

在正常条件下，原体ACBP3/ACBP4与亚油/亚麻酰基辅酶Ａ及脂氧化酶结合，使其失去活性（左图）。在高盐逆境下，复合体在双重机制调控下解离。其一，酰基辅酶Ａ在磷脂酸信号的竞争下与ACBP3/ACBP4解离（中图）。其二，mRNA前体通过可变剪接，产生不能与脂氧化酶结合的截短ACBP3/ACBP4变体（右图）。因此，被激活后的脂氧化酶产生脂氧化物信号，诱发适应性反应。

蔡教授的研究团队意外地发现，大豆根经盐液处理的数小时内，产生比原体II类ACBP3及ACBP4更小的截短蛋白。蔡教授说：「它们经mRNA前体被异常剪接而成。这现象从没出现于植物ACBP研究中，可幸这次我们抓对时机。」

团队表示，ACBP4的原体和截短蛋白在大豆毛状根超表达时，相比对照组分别减少和提高耐盐性（见图1）。拟南芥转基因试验亦得出相似结论，即ACBP3截短蛋白的超表达株系比对照组更耐盐，原体ACBP3及ACBP4超表达株系则更敏感（见图2）。显微镜、分子及生化分析进而得出一个模型（见图3），阐明ACBP3和ACBP4启动脂氧化物信号形成的机理作用，以及脂氧化物和磷脂酸信号的串扰。蔡教授简述道：「脂氧化物由脂氧化酶催化而成。在一般情况下，此酶与ACBP及酰基辅酶A可逆性结合时失去活性。在高盐逆境下，复合体受到磷脂酸和ACBP截短蛋白的竞争性抑制而解离，并激活脂氧化酶。」

蔡教授期望揭开脂氧化物信号传递机理的其他元素，并尝试利用基因工程改良大豆和其他作物的耐盐性。科创成果或能减少盐土对作物收成的损害，在气候变迁的影响下提高粮食供应。蔡教授表示，对获颁黄干利辛烱僖基金教授席感到荣幸，希望藉推动植物生物技术的应用，以确保粮食供应并缔造可持续的未来。

研究团队

项目由香港大学生物科学学院黄干利辛烱僖基金教授（植物生物技术学）蔡美莲教授带领，与香港中文大学卓敏生命科学教授兼农业生物技术国家重点实验室主任林汉明教授合作研究。港大生物科学学院研究助理教授龙兆章博士为期刊论文的第一及共同通讯作者，其他参与研究的港大学者包括赖思涵小姐、王海洋博士、张秀英小姐、刘艾林博士及郭泽华博士。

研究项目获黄干利辛烱僖基金、香港研究资助局卓越学科领域计划（AoE/M-/16）及创新科技署创新科技基金（国家重点实验室计划农业生物技术国家重点实验室）资助完成。

论文连结：

“Oxylipinsignalinginsalt-stressedsoybeanismodulatedbyligand-dependentinteractionofClassIIacyl-CoA-bindingproteinswithlipoxygenase”byShiu-CheungLung,SzeHanLai,HaiyangWang,XiuyingZhang,AilinLiu,Ze-HuaGuo,Hon-MingLamandMee-LenChye《植物细胞》全文连结网址：