内蒙古大学生命科学学院牧草与特色作物生物学教育重点实验室哈达/牛一丁团队在植物学国际期刊 Frontiers in Plant Science 上发表了《Melatonin Enhances Seed Germination and Seedling Growth of Medicago sativa Under Salinity via a Putative Melatonin Receptor MsPMTR1》为题的研究论文，在读博士于若男和已毕业的硕士左田田为共同第一作者，哈达教授和牛一丁教授为通讯作者。本研究是在内蒙古自治区创新指导项目（KCBJ2018001）、内蒙古自治区科技计划项目（201802061）、国家自然科学基金（31860055、31460036、31860671）、科学技术内蒙古自治区自然科学基金（2017JQ05），内蒙古自治区自然科学基金（2017MS0330），内蒙古自治区自然科学基金重点项目（2021ZD03）资助下完成。

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是重要的牧草作物，盐胁迫是其产量的主要限制因素。褪黑激素 (MT) 是植物中的调节分子。

这项研究中发现植物中基础MT含量与不同紫花苜蓿品种的耐盐度呈正相关。MT 及其前体 5-羟色胺（5-HT）完全恢复了种子萌发，同时部分改善了盐胁迫紫花苜蓿幼苗的生长。在改善了盐胁迫下幼苗的生长过程中5-HT 显示出了一些与 MT 不同的影响。

盐胁迫导致植物生长受阻，而 MT 通过提高植物高度、鲜重、分枝数和叶绿素含量来改善其对苜蓿的影响。假定的 MT 受体MsPMTR1被证明是膜定位的，而且沉默该受体便消除了 MT 对盐胁迫苜蓿幼苗生长的改善作用，而MsPMTR1 的过表达改善了盐胁迫下的植物生长。

RNA测序分析表明，与盐胁迫相比，MT处理特异性诱导了9个通路基因。这些MT响应差异表达基因包括基础代谢途径基因，如“核糖体、延伸因子”、“糖脂代谢”和“光合作用”以及编码“膜完整性”相关蛋白、热休克蛋白、过氧化物酶/氧化还原酶和蛋白酶。还有几种非生物胁迫反应相关基因，如DRE、ARF、HD-ZF、MYB和REM被 NaCl 处理抑制，而被 MT 处理诱导。

总之，该研究证明了MsPMTR1在 MT 介导的苜蓿耐盐性中的重要性，并且还分析了盐胁迫下苜蓿种子萌发过程中 MT 的调控机制。

文章链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.702875/full