干旱、盐害、低温等非生物逆境导致渗透胁迫，严重影响植物的生长发育，是我国农作物减产的主要因素。大陆季风气候导致我国水旱灾害频繁，且我国淡水资源极为匮乏，人均占有水量约为世界人均水平的1/4。因此，提高植物的干旱耐受能力和植物水分利用效率，是农业可持续发展的必然选择。

干旱导致渗透胁迫，是造成作物减产的主要自然灾害。自达尔文时代，科学家开始探索植物感知和应答干旱胁迫的机制。现已阐明胁迫激素脱落酸信号途径并逐步获得植物感知干旱和渗透胁迫的一些线索。虽然近年来植物干旱胁迫应答的分子机制研究取得了诸多进展，但距离解决植物抗旱问题仍有距离。

近日，《生物技术通报》在线发表了题为《植物感应干旱信号的机制》的综述。本文总结了近年来干旱和渗透信号在植物中感知和传导的研究进展，对干旱胁迫可能的输入信号以及植物潜在的感知方式进行阐述，并提出了干旱胁迫信号研究中尚需解决的核心科学问题，期望为解析植物干旱信号感知和作物抗逆遗传改良提供线索。本文将在《生物技术通报》2023年11期胁迫生物技术专刊出版，欢迎阅读！

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本文主要包括以下几部分内容：    

1 植物干旱应答研究的三个层次

2 渗透胁迫介导的细胞水平的生物物理变化

3 植物对渗透信号的感受机制

3.1 细胞壁相关信号的感知

3.2 质膜张力信号的感知

3.3 大分子凝聚信号的感知

3.4 组氨酸激酶相关信号

3.5 MIZ1与避渗性

4 渗透信号的上游传导机制

4.1 质膜相关信号传导

4.2 RAF-SnRK2级联信号通路

5 ABA核心信号途径

6 展望

近年来渗透信号感知和上游信号转导取得较多进展，鉴定到若干重要的信号元件。然而，这些元件感知或者传导渗透信号的机制尚待进一步研究，部分元件介导的下游应答和生物学意义仍待商榷，信号元件之间的关系尚不清楚。后续的研究需要解决以下六个核心问题：（1）渗透胁迫介导的何种生物物理变化可以作为信号输入？（2）如何鉴定主效的渗透感受器并阐明其调控机制？（3）已报道的信号元件响应何种信号，具体介导哪些胁迫应答？（4）渗透胁迫下Ca²⁺信号如何编码和解码？（5）渗透信号如何解除PP2C或者其他负调控因子对RAF和SnRK2的抑制？（6）渗透信号如何激活RAF激酶？

另一方面，渗透和ABA信号在增强植物抗逆性的同时，严重抑制了植物的生长和发育，其核心问题在于大部分的抗逆策略属于“节流”策略。如何发掘胁迫下的“开源”策略并解析其机制，例如根系生长调控、蔗糖转运调控、C4途径等，并将其应用于作物抗逆遗传改良，将是植物逆境生物学和作物育种领域亟待解决的核心科学问题。

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