桃（Prunus persica）作為全球廣泛栽培的重要經濟果樹，其根系發育是樹體高效吸收水肥的基礎。側根作為根系核心組成部分，其發育直接影響植株營養獲取。當前桃園養分投入量大，發達的側根對于提高桃樹養分吸收效率、降低桃園養分投入具有重要意義。硫化氫（hydrogen sulfide，H2S），是一種新型多功能氣體信號分子，已被證實參與調控植物環境適應和生長發育的諸多過程，尤其在植物側根發育方面發揮著積極調控作用，但其具體作用通路與分子機制尚不明確。因此，解析H2S信號調控側根形成的機理，對塑造具有重要農藝價值的根系構型，以及推動桃產業提質增效具有重要的理論創新與實踐指導意義。

近日，園藝科學與工程學院彭福田教授團隊在《Plant Biotechnology Journal》期刊上在線發表了題為“Hydrogen sulfide promotes lateral root formation in peach through persulfidation of SnRK1α kinase”的研究論文，揭示了能量/代謝調節器SnRK1蛋白激酶介導H2S調控桃側根形成的機制。

該研究發現，在H2S誘導的桃側根發育過程中，PpSnRK1激酶被外源H2S激活，其活性介導H2S促進桃側根形成。通過過硫化及LC-MS/MS分析發現，H2S對PpSnRK1激酶α催化亞基上Cys419、Cys430和Cys505位殘基進行了過硫化修飾，該修飾介導H2S對PpSnRK1活性的誘導，并且通過氨基酸位點突變實驗證實過硫化位點Cys419和Cys430在H2S誘導的側根形成過程中發揮著關鍵作用。通過蛋白互作分析進一步發現，PpSnRK1α能與側根形成核心調控因子PpLBD16在細胞核中發生相互作用，外源H2S處理會加強PpSnRK1α的核定位。通過轉錄檢測及互作驗證發現，PpLBD16下游靶基因PpCNGC1和PpEXPB2轉錄受H2S-PpSnRK1α途徑誘導。PpSnRK1α與PpLBD16互作增強了PpLBD16對這兩個靶基因的轉錄激活，從而促進側根形成。表達模式分析進一步顯示，PpSnRK1α、PpLBD16及其靶基因的轉錄在桃側根原基發育過程中顯著增加，它們位于桃側根原基中強烈表達，與桃側根原基發育密切相關。綜上所述，本研究不僅揭示了H2S-PpSnRK1α-PpLBD16信號模塊調控桃側根形成的分子機制，還為氣體信號分子H?S與能量信號激酶SnRK1之間的交互作用提供了理論依據。該成果可為桃根系構型的精準調控和桃園養分的高效利用提供創新性理論支撐。

山東農業大學園藝科學與工程學院已畢業博士生吳雪蓮為論文第一作者，彭福田教授、肖元松副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金面上項目、中國桃產業技術體系土肥水崗位科學家項目以及山東省重大科技創新工程的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70245

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波