河南农业大学分析玉米对干旱和汞复合胁迫的适应性机制及调控措施

近日，河南农业大学农学院玉米高产栽培与逆境生理团队骨干成员邵瑞鑫副教授在玉米干旱胁迫调控方面取得重要研究进展。该研究通过单一和复合的干旱和汞胁迫，对暴露于单一和复合胁迫下的玉米进行了生理学、转录组学、激素分析和外源施加油菜素内酯（BRs）验证，分析了玉米对干旱和汞复合胁迫的适应性机制及调控措施。

极端天气导致的作物减产是气候变化对农业生产造成的最大影响之一。近几十年来，干旱对包括玉米在内的全球主要农作物造成的产量损失有所增加。然而，作物生长过程中往往需应对两种或多种环境胁迫。揭示作物对复合胁迫的响应及适应机制，对提高作物生产力至关重要。

在本研究中，与单一胁迫相比，干旱和汞联合胁迫增加了玉米植株内汞的积累及其向地上部的转移，进一步增加了玉米叶片活性氧的积累，加重了类囊体膜的损伤，降低了叶绿素含量，降低了玉米的光能捕获并干扰了光合电子传递。转录组学分析表明，联合胁迫下调了大部分与光合途径相关的基因。然而，BRs信号通路中的大部分基因上调且胁迫处理下BRs含量增加，说明玉米主要通过激活BRs代谢途径提高干旱和汞胁迫抗性。此外，外源施加BRs降低了玉米植株内汞的积累及其向地上部的转移。BRs还通过降低ROS水平，增加光的吸收和转化，减轻了复合胁迫对玉米光合作用和生长的损害。本研究为了解干旱和汞复合胁迫抑制作物生长的生化和分子机制提供了参考，且有助于降低干旱和汞胁迫对作物生长的危害。

邵瑞鑫副教授与团队部分学生合影

邵瑞鑫副教授团队长期致力于玉米抗逆生理调控机制研究，题为“Water deficit aggravated the inhibition of photosynthetic performance of maize under mercury stress but is alleviated by brassinosteroids”的论文在线发表在农业生态学领域Top期刊《Journal of Hazardous Material》，博士研究生汤钰镂与硕士研究生张俊杰为并列第1作者，邵瑞鑫为通讯作者。

同时，该成果也得到了农学院杨青华教授、李玉玲教授和西南大学时伟宇教授的支持，获得了河南省高校科技创新人才（20HASTIT036）、河南农业大学科技创新基金（KJCX2021C02）、中原青年拔尖人才的资助。此外，近半年来，其作为第1或通讯作者取得的系列成果发表在《Environmental Pollution》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《作物学报》等该领域权威的学术期刊上。

全文链接地址：

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

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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