近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所耕作與生態(tài)創(chuàng)新團隊揭示了玉米苗期在干旱冷害聯(lián)合脅迫下，干旱緩解冷害造成損傷的光合生理、代謝及分子機制。2月5日，相關(guān)研究論文在《植物生理（Plant Physiology）》雜志上在線發(fā)表。
據(jù)周文彬研究員介紹，在全球氣候變化日益加劇的背景下， 多重聯(lián)合脅迫對作物生長發(fā)育及作物產(chǎn)量形成的不利影響日益顯著。因此，需要通過培育耐受聯(lián)合脅迫的新品種或采用栽培調(diào)控技術(shù)來提高作物對多重聯(lián)合脅迫的耐受性。目前，大量的研究集中在單一脅迫對作物造成的生長發(fā)育、生理及分子的調(diào)控機制，而有關(guān)作物對多種脅迫組成的聯(lián)合脅迫響應(yīng)和適應(yīng)的生理及分子機制知之甚少。
本研究通過系統(tǒng)分析苗期玉米在單一干旱、冷害以及二者聯(lián)合脅迫條件下的表型和光合生理差異，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合脅迫條件下干旱能夠明顯緩解冷害脅迫對玉米光合和生長等造成的損傷。通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)相對于單一冷害脅迫，聯(lián)合脅迫誘導(dǎo)大量脫落酸合成及脫落酸合成關(guān)鍵基因上調(diào)、與脅迫響應(yīng)相關(guān)糖類（棉子糖、海藻糖等）合成及其合成關(guān)鍵基因上調(diào)、胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白編碼基因上調(diào)、光合相關(guān)基因下調(diào)等；進(jìn)一步通過外源脫落酸噴施的平行試驗，驗證了聯(lián)合脅迫下干旱誘導(dǎo)產(chǎn)生的脫落酸在增強植物冷害耐受性中具有重要作用。
該研究闡明了玉米抵御干旱冷害聯(lián)合脅迫的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、生理代謝與分子途徑，為培育耐受聯(lián)合脅迫的作物以及建立抵御苗期干旱冷害聯(lián)合脅迫的栽培措施提供重要的理論依據(jù)。
作科所博士后郭倩倩博士為論文第一作者，作科所周文彬研究員為通訊作者。該項目得到中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程、國家重點研發(fā)計劃項目資助。
原文鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab050/6128687
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