近日，河南農業(yè)大學農學院玉米高產栽培與逆境生理團隊骨干成員邵瑞鑫副教授在玉米干旱脅迫調控方面取得重要研究進展。該研究通過單一和復合的干旱和汞脅迫，對暴露于單一和復合脅迫下的玉米進行了生理學、轉錄組學、激素分析和外源施加油菜素內酯（BRs）驗證，分析了玉米對干旱和汞復合脅迫的適應性機制及調控措施。
極端天氣導致的作物減產是氣候變化對農業(yè)生產造成的最大影響之一。近幾十年來，干旱對包括玉米在內的全球主要農作物造成的產量損失有所增加。然而，作物生長過程中往往需應對兩種或多種環(huán)境脅迫。揭示作物對復合脅迫的響應及適應機制，對提高作物生產力至關重要。
在本研究中，與單一脅迫相比，干旱和汞聯合脅迫增加了玉米植株內汞的積累及其向地上部的轉移，進一步增加了玉米葉片活性氧的積累，加重了類囊體膜的損傷，降低了葉綠素含量，降低了玉米的光能捕獲并干擾了光合電子傳遞。轉錄組學分析表明，聯合脅迫下調了大部分與光合途徑相關的基因。然而，BRs信號通路中的大部分基因上調且脅迫處理下BRs含量增加，說明玉米主要通過激活BRs代謝途徑提高干旱和汞脅迫抗性。此外，外源施加BRs降低了玉米植株內汞的積累及其向地上部的轉移。BRs還通過降低ROS水平，增加光的吸收和轉化，減輕了復合脅迫對玉米光合作用和生長的損害。本研究為了解干旱和汞復合脅迫抑制作物生長的生化和分子機制提供了參考，且有助于降低干旱和汞脅迫對作物生長的危害。
邵瑞鑫副教授團隊長期致力于玉米抗逆生理調控機制研究，題為“Water deficit aggravated the inhibition of photosynthetic performance of maize under mercury stress but is alleviated by brassinosteroids”的論文在線發(fā)表在農業(yè)生態(tài)學領域Top期刊《Journal of Hazardous Material》，博士研究生湯鈺鏤與碩士研究生張俊杰為并列第1作者，邵瑞鑫為通訊作者。同時，該成果也得到了農學院楊青華教授、李玉玲教授和西南大學時偉宇教授的支持，獲得了河南省高?？萍紕?chuàng)新人才（20HASTIT036）、河南農業(yè)大學科技創(chuàng)新基金（KJCX2021C02）、中原青年拔尖人才的資助。此外，近半年來，其作為第1或通訊作者取得的系列成果發(fā)表在《Environmental Pollution》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《作物學報》等該領域權威的學術期刊上。
全文鏈接地址：1、https://authors.elsevier.com/sd/article/S0304-3894（22）02159-8
2、https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114191
3、https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114191
4、https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20221025.1144.002
日期：2022-11-15
極端天氣導致的作物減產是氣候變化對農業(yè)生產造成的最大影響之一。近幾十年來，干旱對包括玉米在內的全球主要農作物造成的產量損失有所增加。然而，作物生長過程中往往需應對兩種或多種環(huán)境脅迫。揭示作物對復合脅迫的響應及適應機制，對提高作物生產力至關重要。
在本研究中，與單一脅迫相比，干旱和汞聯合脅迫增加了玉米植株內汞的積累及其向地上部的轉移，進一步增加了玉米葉片活性氧的積累，加重了類囊體膜的損傷，降低了葉綠素含量，降低了玉米的光能捕獲并干擾了光合電子傳遞。轉錄組學分析表明，聯合脅迫下調了大部分與光合途徑相關的基因。然而，BRs信號通路中的大部分基因上調且脅迫處理下BRs含量增加，說明玉米主要通過激活BRs代謝途徑提高干旱和汞脅迫抗性。此外，外源施加BRs降低了玉米植株內汞的積累及其向地上部的轉移。BRs還通過降低ROS水平，增加光的吸收和轉化，減輕了復合脅迫對玉米光合作用和生長的損害。本研究為了解干旱和汞復合脅迫抑制作物生長的生化和分子機制提供了參考，且有助于降低干旱和汞脅迫對作物生長的危害。
邵瑞鑫副教授團隊長期致力于玉米抗逆生理調控機制研究，題為“Water deficit aggravated the inhibition of photosynthetic performance of maize under mercury stress but is alleviated by brassinosteroids”的論文在線發(fā)表在農業(yè)生態(tài)學領域Top期刊《Journal of Hazardous Material》，博士研究生湯鈺鏤與碩士研究生張俊杰為并列第1作者，邵瑞鑫為通訊作者。同時，該成果也得到了農學院楊青華教授、李玉玲教授和西南大學時偉宇教授的支持，獲得了河南省高?？萍紕?chuàng)新人才（20HASTIT036）、河南農業(yè)大學科技創(chuàng)新基金（KJCX2021C02）、中原青年拔尖人才的資助。此外，近半年來，其作為第1或通訊作者取得的系列成果發(fā)表在《Environmental Pollution》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《作物學報》等該領域權威的學術期刊上。
全文鏈接地址：1、https://authors.elsevier.com/sd/article/S0304-3894（22）02159-8
2、https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114191
3、https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114191
4、https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20221025.1144.002
日期：2022-11-15
