土壤盐碱化是一个日益严重的环境问题，过量的盐分损害土壤的养分吸收、破坏渗透平衡，对植物生长、发育和开花产生负面影响，导致作物产量下降。

为应对自身或外部刺激，植物会通过细胞壁修饰（包括木质素和木栓素沉积的增加，以及在较老的组织中形成次级细胞壁）和改变根的生长方向，以减少盐分的摄入。在此过程中还涉及到纤维素合成、纤维素微纤维定位、半乳聚糖积累以及合成阿拉伯糖等生物过程。已有研究表明，延伸蛋白（extensin）糖基化是这个过程中的关键因素，其中涉及到4种糖基化蛋白（HPAT1-3、RRA1-3、XEG113和ExAD），但具体的参与过程仍缺乏了解。

荷兰瓦赫宁根大学植物生理学实验室的研究团队于2024年在《Plant》杂志发表了文章《Arabinosylation of cell wall extensin is required for the directional response to salinity in roots》。在该研究中，作者通过研究野生型和ExAD基因突变型拟南芥样本的果胶和半纤维素提取物，证实ExAD 基因是调节根定向生长所必需的，揭示了 ExAD 介导的阿拉伯糖基化在根对盐胁迫的反应中起着至关重要的作用。

实验方法：
1、盐诱导倾斜测定法（salt-induced tilting assay ，SITA）：将拟南芥培育发芽，并在相应的时间点移植到不同类型的培养基（无NaCl 、100mM NaCl 、100mM KCl 和 200mM 山梨糖醇等）中，并将植株逆时针旋转90度，然后持续动态拍照，观察植物根部的生长弯曲过程（图1）。根尖角度（root tip direction，RTD）表示平行于根尖生长方向的矢量与垂直重力矢量之间的角度，表示根尖弯曲的量。

图1 SITA的实验设置：将发芽的幼苗转移到含有不同处理的1/2 MS琼脂平板中，同时将平板逆时针旋转90度；在延时系统中追踪根系动态生长响应，成像频率为每块板每 20 分钟 1 张图像

2、微阵列聚合物分析（Comprehensive Microarray Polymer Profiling，CoMPP）：将样本拟南芥幼苗快速冻干。继而纯化，通过ArrayJet公司的Marathon（新型号M系列）微阵列生物芯片点样仪将多糖提取物点印在硝酸纤维素膜上制备糖芯片，随后同特异性抗体杂交，最终使用微阵列生物芯片扫描分析仪进行结果扫描和分析。

实验结果：
1. 野生型拟南芥在100mM NaCl 培养基中表现出明显的生长弯曲。与对照组、100mM KCl 和 200nM 山梨糖醇组相比，在100mM NaCl 培养基中生长的拟南芥的根尖RTD的变化量显著降低，说明高浓度NaCl 的确可以影响植物根尖生长方向（图2）。

图2 在不同处理（对照组、100 mMNaCl、100mM KCl 和 200mM 山梨糖醇）下，在 4 日龄野生型幼苗根尖不同时间点延时拍照，y轴表示每 20 分钟根尖的RTD 值

2. 相对于野生型，ExAD突变型拟南芥在NaCl溶液中根尖RTD值的变化量显著降低，说明ExAD突变导致根尖回避高盐环境的能力减弱。

3. 相较于野生型，ExAD突变型样本在冻干后的提取物中NaCl含量显著升高，说明ExAD基因突变导致植株摄取了过量的NaCl。

4. CoMPP糖芯片实验结果显示，野生型植株的JIM11杂交信号显著高于ExAD突变型，而JIM11是延伸蛋白糖基化的重要指征，说明ExAD突变型植株的延伸蛋白缺乏糖基化，引起根尖遇到高盐溶液后弯曲能力降低。

实验结论：
ExAD引起延伸蛋白糖基化，参与盐胁迫条件下的根细胞壁修饰，该过程是调节根尖定向生长所必需的。综合以上结果说明 ExAD 介导的阿拉伯糖基化在根对盐胁迫的反应中起着至关重要的作用。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae135

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