JXB | 南京农业大学蔬菜生理生态实验室揭示番茄叶片和花对高温干旱复合胁迫的差异化响应机制

农业生产过程中，多种非生物胁迫常常同时发生，尤其是高温干旱胁迫。高温和干旱胁迫同时发生对作物的生长带来了严峻的挑战。在高温干旱复合胁迫下，气孔面临着关闭以保持水分，还是打开以促进蒸发冷却的两难选择。

近日，南京农业大学蔬菜生理生态实验室与丹麦奥胡斯大学Plant, Food and Climate课题组的合作在Journal of Experimental Botany上在线发表了题为Stomatal effects and ABA metabolism mediate differential regulation of leaf and flower cooling in tomato cultivars exposed to heat and drought stress的研究论文，揭示了番茄叶片和花对高温干旱复合胁迫的差异化响应机制。

该研究以番茄为对象，阐明了单一和复合高温干旱胁迫下叶片和花的气孔调节规律（图1）。胁迫下，叶片气孔主要受干旱影响，气孔密度降低，气孔关闭，导致光合作用显著降低，叶温升高。相反，萼片上的气孔主要受到胁迫期间高温的影响。叶片和花器官气孔调节的差异模式与气孔密度的差异模式持续到恢复阶段。该研究发现，在胁迫条件下，花器官的蒸腾受温度的调节，而叶片的蒸腾受土壤水分有效性的调节，气孔发育和ABA代谢的器官特异性模式介导了这一现象。因此，该研究揭示了气孔在营养器官和生殖器官的耐热性和耐旱性中的双重作用，并证明了在胁迫下气孔表型分析中考虑花器官的重要性。

图1. 高温干旱下番茄叶片和花降温的调控机制

丹麦奥胡斯大学博士生Nikolaj Bjerring Jensen为论文第一作者，南京农业大学蔬菜生理生态实验室周蓉副教授为通讯作者。捷克帕拉茨基大学Ondřej Vrobel、Nuria De Diego和Petr Tarkowski、奥胡斯大学Carl-Otto Ottosen教授等参与了该工作。该研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、奥胡斯大学项目经费、江苏省种业振兴揭榜挂帅项目、国家现代农业产业技术体系、捷克共和国农业部等项目的资助。

南京农业大学蔬菜生理生态实验室在收集千余份种质资源的基础上，深入解析番茄耐逆（高温、干旱、盐害、涝害等）和品质（耐裂果、高糖）等关键性状的调控机理，在The Plant Journal、Plant Cell and Environment、Journal of Experimental Botany、Horticulture Research和Environmental and Experimental Botany等主流杂志上发表多篇论文。

全文链接：

https://doi.org/10.1093/jxb/erad498

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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