摘要：植物在其生命周期中不断面临干旱、高盐、温度波动、病原菌侵染等复杂的环境胁迫。近年来，作为植物信号传导网络中不可或缺的调控因子，小肽 (Small Peptides, SPs) 逐渐成为植物科学研究的前沿热点 (Chang and Xiao, 2025; Yu

植物在其生命周期中不断面临干旱、高盐、温度波动、病原菌侵染等复杂的环境胁迫。近年来，作为植物信号传导网络中不可或缺的调控因子，小肽 (Small Peptides, SPs) 逐渐成为植物科学研究的前沿热点 (Chang and Xiao, 2025; Yu et al., 2025)。这些由2到100个氨基酸组成的生物活性分子，虽体积微小，却在调节植物的生长、发育及环境适应中发挥着核心作用 (Matsubayashi, 2014; Olsson et al., 2019; Chang and Xiao, 2025)。它们通过精细的信号传导机制，协调植物内部复杂的生理活动，包括根系发育、气孔调节、生殖过程及对环境胁迫的快速响应 (图1)。小肽的功能多样性及其在信号网络中的关键地位，使其成为理解植物应对环境变化和胁迫机制的关键分子。

近日，JIPB在线发表了来自新疆大学肖飞副教授与四川大学林宏辉教授团队题为"Decoding small peptides: Regulators of plant growth and stress resilience"的长篇综述论文 。这篇综述不仅系统梳理了小肽的分类、结构特征及多组学鉴定策略，更在小肽的信号传导机制和应用前景方面提出了诸多新观点，为植物科学研究注入了新的活力。

图1. 小肽在植物生长发育与胁迫响应中的关键作用

在小肽预测及鉴定策略方面，作者提出了一种整合基因组学、转录组学、翻译组学 (Ribo-seq) 与小肽组学的多组学策略 (图2)，结合基因沉默、基因编辑、过表达分析和表型验证等实验手段，有效克服了小肽体积小、序列保守性低导致的鉴定挑战。这一系统性的研究框架不仅提升了小肽的高通量筛选效率，还为其生物学功能的精准解析提供了坚实的实验基础。通过多组学数据的整合与实验验证的结合，研究人员能够更全面地揭示小肽在植物生长发育和环境适应中的关键调控作用。

图2. 小肽的预测、鉴定与功能验证策略

特别值得关注的是，作者在综述中对小肽在胞外pH感知中的新兴角色进行了深入探讨，提出小肽不仅是信号传递的中介，更是环境变化的敏锐“感知器”。例如，RGF小肽能够感知酸性环境，增强与受体的结合，激活MAPK通路促进根系生长；而PEP小肽在碱性条件下通过去质子化增强与受体的亲和力，从而激活植物的免疫反应。这一跨越发育与免疫领域的信号整合机制，揭示了小肽在植物环境适应中的全新调控层次，为植物应对多重胁迫提供了新的分子视角。

此外，作者还对小肽在农业中的应用现状及前景进行了展望。小肽在提升作物抗逆性、激活植物免疫及优化植物-微生物互作方面表现出巨大潜力。例如，稳定抗菌肽 (SAMPs) 在防治柑橘黄龙病等重大病害中展现了显著效果，既能破坏病原细胞膜，又能激活植物的内源防御系统；而环肽类 (Cyclotides) 因其广谱的杀虫活性和高度稳定性，在绿色农业中同样具有重要应用前景。然而，尽管小肽在农业中的潜力巨大，其大规模应用仍面临生产成本高、稳定性差以及田间施用技术等挑战。对此，作者提出通过合成生物学和基因工程技术降低小肽的生产成本，并开发更高效的施用方法，有望推动小肽在农业生产中的大规模应用。

尽管小肽在植物生长发育、胁迫响应及植物-微生物互作中的关键作用已逐步揭示，其信号传导网络的复杂性和多层次调控机制仍存在诸多未解之谜。作者在综述中指出，未来的研究应深入探索小肽与植物激素、活性氧 (ROS)、钙信号等信号通路的交互机制，特别是在pH感知这一新兴领域的动态响应模式。此外，当前研究主要集中于模式植物，对于适应极端环境 (如干旱、高盐、低温等) 的植物中小肽的功能及其进化机制仍需进一步探索，这将为理解植物如何应对多样环境胁迫提供新的分子视角。

在研究方法和技术手段上，作者创新性地强调了人工智能 (AI) 技术与多组学数据整合的潜力。AI驱动的生物信息学工具、深度学习算法与高通量质谱分析技术的结合，有望显著提升小肽筛选、结构预测及功能注释的效率，推动小肽研究迈向精准化和高通量化。这一跨学科的研究模式不仅为基础科学研究提供了新的思路，也为农业科技创新带来了新的解决方案。

综述最后强调，小肽作为植物信号调控网络中的“隐秘主角”，其潜力尚未被完全挖掘。随着研究的深入，小肽有望在应对气候变化、提升作物抗逆性和保障全球粮食安全等方面贡献重要力量，成为未来农业科技创新的核心分子工具。这篇长篇综述，不仅为植物科学领域提供了新的理论框架和研究方向，也为农业可持续发展和生态环境保护提供了重要的分子基础。

本综述由新疆大学肖飞副教授与四川大学林宏辉教授团队联合完成。肖飞副教授担任第一作者，林宏辉教授和肖飞副教授为共同通讯作者。此外，四川大学周华鹏教授参与了文章框架的讨论工作。本研究得到了多项国家级和地区级科研项目的资助，包括由林宏辉教授参加的国家重点研发计划项目 (2024YFA1306700)，以及由肖飞副教授主持的国家自然科学基金项目 (32260074)、中央引导地方科技发展专项 (ZYYD2025ZY05) 和新疆维吾尔自治区青年科学基金项目 (2022D01C94)。这些资助为该项工作的顺利开展提供了重要保障。

林宏辉教授长期致力于植物抗性生理及其适应逆境的分子机制研究。多年来，主持和参与了多项国家及省部级科研项目，包括国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目、国家重点研发子课题、973计划子课题、教育部重点项目等。近年来以通讯作者身份在Developmental Cell、PNAS、Nature Communications、Science Advances、The Plant Cell、Journal of Integrative Plant Biology、New Phytologist等国际主流期刊发表SCI论文60余篇。

肖飞副教授作为青年学者，现任中国生物化学与分子生物学会农业专业分会青年委员，研究方向专注于植物逆境分子生物学及植物源功能小肽的研究与开发。其主要研究领域涵盖棉花小肽信号在胁迫响应中的调控机制以及功能型小肽的开发与应用。肖飞副教授在植物中首次鉴定出调节耐盐性的小肽-受体PIP3-RLK7信号模块，为植物盐胁迫感知及耐盐机制的研究提供了新的分子视角。近年来，主持国家自然科学基金、中央引导地方科技发展专项、天池英才博士等项目多项，以第一和通讯作者在The Plant Cell、Journal of Integrative Plant Biology、The Plant Journal和 International Journal of Biological Macromolecules等国际期刊发表SCI论文10余篇。

参考文献：

Chang, S., and Xiao, F. (2025). Comprehensive review of plant small signaling peptides: From stress adaptation mechanisms to practical solutions for crop resilience. Int. J. Biol. Macromol. 299: 139971.

Matsubayashi, Y.(2014). Posttranslationally modified small-peptide signals in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 65:385–413.

Olsson, V., Joos, L., Zhu, S., Gevaert, K., Butenko, M.A., and De Smet, I. (2019). Look closely, the beautiful may be small: Precursor-derived peptides in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 70:153–186.

Yu, Y., Li, W., Liu, Y., Liu, Y., Zhang, Q., Ouyang, Y., Ding, W., Xue, Y., Zou, Y., Yan, J., et al.(2025). A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize. Cell188:44–59.e21.

文章引用：

Xiao, F., Zhou, H., and Lin, H. (2025). Decoding small peptides: Regulators of plant growth and stress resilience. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13873

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来源：科学新天地