全球近四成的耕地面临酸性土壤问题，其中铝毒害已成为制约农业生产的第二大非生物胁迫因素。在酸性环境下，土壤中的铝离子被激活并抑制植物根系生长，而植物通常通过根系分泌苹果酸等有机酸来螯合铝离子，从而减轻毒害。既往研究多聚焦于拟南芥、小麦等作物中ALMT家族蛋白的作用，但中国农业大学园艺学院郭仰东、张娜团队近期在《Nature Communications》发表了题为SlSLAH2 mediates malate exudation and contributes to aluminum tolerance的最新成果，揭示了番茄应对铝胁迫的独特分子策略。
研究团队以MicroTom番茄为材料，通过系统的分子生物学实验发现，在低苹果酸含量的番茄品种中，铝胁迫并未如预期般激活ALMT基因，反而显著诱导了SLAC/SLAH家族慢速阴离子通道蛋白SlSLAH2的表达。这种定位于根尖细胞质膜的通道蛋白，在铝胁迫下表达量急剧上升，成为介导苹果酸外排的关键执行者。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的突变体实验证实，SlSLAH2功能缺失会导致苹果酸分泌量减少约40%，根尖铝积累增加，耐铝能力显著下降。
在调控机制层面，该研究解析了SlSLAH2的多层次调控网络。转录水平上，铝离子通过诱导转录因子SlWRKY37的表达，特异性激活SlSLAH2的转录，这一过程独立于经典的SSTOP1调控通路。在翻译后修饰层面，研究团队发现钙依赖性蛋白激酶SlCDPK21通过磷酸化SlSLAH2的Thr167位点解除其自抑制状态，同时还能磷酸化并抑制负调控因子2C型蛋白磷酸酶SlPP2C72的活性，形成独特的"双重维持"机制。这种精细的调控网络确保了铝胁迫下苹果酸的适时分泌与稳态维持。
该研究成果不仅突破了传统对植物耐铝机制的认知，揭示了SLAC/SLAH家族蛋白在作物抗逆中的新功能，更为培育耐酸性土壤的作物品种提供了重要的基因资源和理论依据。研究团队通过整合遗传学、生物化学及电生理学等多学科手段，系统阐明了从铝信号感知到苹果酸分泌的完整分子通路，展现了植物应对环境胁迫的精巧调控智慧。
该论文第一作者为中国农业大学已毕业博士生董丹慧，通讯作者为张娜副教授和郭仰东教授。
