长期以来，吲哚-3-羧酸（indole-3-carboxylic acid，ICA，又称吲哚甲酸）常被视为IAA代谢途径中的弱活性吲哚类物质，其独立生理功能未受到足够重视。近日，郑州大学农业与生物制造学院华营鹏教授团队在农林科学领域期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》发表题为“Integrated transcriptomics, metabolomics, and functional analyses uncover TaHMA1-7b and indole-3-carboxylic acid as key regulators of wheat cadmium detoxification”的研究论文，重点揭示了ICA在作物抗逆中的新功能。

镉（Cd）是威胁粮食安全和人体健康的重金属污染物。小麦作为全球主要口粮作物，其籽粒潜在Cd污染风险备受关注。叶绿体是Cd毒害的重要靶点，但叶绿体特异性Cd外排机制及其上游代谢调控因子长期缺乏深入解析。研究团队通过比较转录组、代谢组及功能验证发现，ICA是耐Cd与敏感基因型间差异积累的关键代谢物。外源施用ICA后，小麦幼苗表现出明显的剂量依赖型保护效应：低浓度（0–1000 nM）无明显影响，15 μM处理可显著缓解Cd毒害。更重要的是，ICA处理显著降低了叶片Cd浓度，并诱导叶绿体包膜定位的P1B-ATPase基因TaHMA1-7B上调表达，促进Cd的叶绿体外排，进而提高重金属的耐受性。然而，与ICA结构相关的经典生长素IAA在Cd胁迫下未表现出类似保护效果，高浓度甚至抑制小麦生长。这提示ICA并非通过经典生长素途径发挥作用，而是可能作为上游代谢信号，激活TaHMA1-7B介导的叶绿体Cd外排，减少叶绿体及叶片Cd积累，保护光合机构，从而增强小麦Cd耐受性并降低籽粒Cd积累风险。本研究发现改变了以往对ICA“生理活性较低”的传统认知，揭示了其在胁迫下独立、特异且剂量依赖的调控功能。有望作为新型作物生长调节剂或抗逆诱导剂的先导化合物，为开发安全、高效的叶面调控剂、种子处理剂或抗逆制剂提供了新思路。

论文第一作者为华营鹏教授，通讯作者为河南省农科院/河南省作物分子育种研究院周正富研究员，团队周婷副教授、冯英娜副研究员、崔蕊博士、王泳棋博士也参与了上述研究工作。该研究得到河南省重点研发计划、河南省高校青年骨干教师培养计划、国家自然科学基金区域创新发展联合基金等项目资助。项目团队持续围绕作物抗逆与营养高效利用开展系统性研究，近三年已获得多项国家自然科学基金面上项目和青年基金（C）类资助，在Plant Journal、Plant, Cell and Environment、Theoretical and Applied Genetics、Journal of Hazardous Materials、Journal of Experimental Botany、Journal of Agricultural and Food Chemistry等经典SCI期刊发表多项研究成果。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c09893

（文 稿/华营鹏  一 校/张 淼  二 校/王文静  三 校/高 宇）