在全球氣候變化條件下，溫度的升高和降水格局的變化，各種環(huán)境脅迫因子單獨(dú)或聯(lián)合的作用制約著農(nóng)作物的生產(chǎn)。水分脅迫是植物生長發(fā)育過程中不可避免的不利因素，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減產(chǎn)的重要因素。目前，對于植物抗性產(chǎn)生過程中植物激素和小分子物質(zhì)交叉應(yīng)答的信號通路是一個研究熱點(diǎn)。

    中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組利用過表達(dá)或突變精氨酸酶基因(ARGAH)的手段，通過促進(jìn)或阻斷精氨酸水解成鳥氨酸的代謝途徑，從而改變植物體內(nèi)精氨酸代謝以及下游多胺和一氧化氮（NO）的含量，來達(dá)到改變植物對非生物逆境抗性的目的。研究表明，隨著植株體內(nèi)NO以及多胺含量的增加，植株體內(nèi)的抗氧活酶活性增強(qiáng)，活性氧含量明顯降低，細(xì)胞膜損傷程度小，失水慢，表現(xiàn)出對包括干旱、鹽以及低溫在內(nèi)的非生物脅迫的較強(qiáng)的抗性。該部分結(jié)果以“Manipulation of arginase expression modulates abiotic stress tolerance in Arabidopsis: Effect on arginine metabolism and ROS accumulation”為題，在Journal of Experimental Botany上發(fā)表(doi:10.1093/jxb/ers400)。

    同時，該學(xué)科組通過對擬南芥基因芯片公共數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)脫落酸（ABA）受體PYR/PYL基因家族大部分基因在多種脅迫以及ABA處理以后表達(dá)量呈下降趨勢。而ABA信號傳導(dǎo)途徑的負(fù)調(diào)控因子PP2C基因家族的表達(dá)量則明顯提高。這些結(jié)果表明ABA信號途徑可能是植物參與對生物脅迫和非生物脅迫反應(yīng)的共同途徑。該結(jié)果以“Expression profiling of ABA pathway transcripts indicates crosstalk between abiotic and biotic stress responses in Arabidopsis”為題，在Genomics上發(fā)表(doi:10.1016/j.ygeno.2012.06.004)。