作科所揭示玉米干旱冷害联合胁迫的生理和分子机制
近日，中国农业科学院作物科学研究所耕作与生态创新团队揭示了玉米苗期在干旱冷害联合胁迫下，干旱缓解冷害造成损伤的光合生理、代谢及分子机制。2月5日，相关研究论文在《植物生理（Plant Physiology）》杂志上在线发表。
据周文彬研究员介绍，在全球气候变化日益加剧的背景下, 多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。因此，需要通过培育耐受联合胁迫的新品种或采用栽培调控技术来提高作物对多重联合胁迫的耐受性。目前，大量的研究集中在单一胁迫对作物造成的生长发育、生理及分子的调控机制，而有关作物对多种胁迫组成的联合胁迫响应和适应的生理及分子机制知之甚少。
本研究通过系统分析苗期玉米在单一干旱、冷害以及二者联合胁迫条件下的表型和光合生理差异，发现联合胁迫条件下干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。通过转录组学和代谢组学分析，发现相对于单一冷害胁迫，联合胁迫诱导大量脱落酸合成及脱落酸合成关键基因上调、与胁迫响应相关糖类（棉子糖、海藻糖等）合成及其合成关键基因上调、胚胎发育晚期丰富蛋白编码基因上调、光合相关基因下调等；进一步通过外源脱落酸喷施的平行试验，验证了联合胁迫下干旱诱导产生的脱落酸在增强植物冷害耐受性中具有重要作用。
该研究阐明了玉米抵御干旱冷害联合胁迫的调控网络、生理代谢与分子途径，为培育耐受联合胁迫的作物以及建立抵御苗期干旱冷害联合胁迫的栽培措施提供重要的理论依据。
作科所博士后郭倩倩博士为论文第一作者，作科所周文彬研究员为通讯作者。该项目得到中国农科院创新工程、国家重点研发计划项目资助。
原文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab050/6128687
