外源独脚金内酯缓解小麦干旱胁迫的机制研究

干旱已成为小麦生长发育、产量与品质最重要的限制因素之一.为探究独脚金内酯(SLs)对小麦幼苗干旱胁迫的缓解效应,笔者以20％PEG-6000作为中度干旱胁迫处理水培的小麦品种百农207,以0.8μmol·L-1人工合成的独脚金内酯类似物GR24(rac-GR24)进行灌根处理,对干旱胁迫下小麦幼苗的长势、叶片相对含水量、叶绿素含量、抗氧化系统和渗透调节物质,以及SLs信号转导和脱落酸(ABA)等激素相关基因表达谱进行分析.研究结果表明,GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,与干旱胁迫相比,GR24处理后干物质含量增加了40.9％,总叶绿素含量和PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm分别提高了23.6％ 和84.3％,脯氨酸含量降低了41.7％,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别增加了8.4％,6.2％,12.6％,还原型谷胱甘肽(GS H)的含量和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GS H/GSSG)比值分别提高了43.9％ 和84.2％,活性氧水平显著降低,过氧化氢(H2 O2)和丙二醛(MDA)含量分别降低了26.3％ 和31.6％,根部SLs信号转导基因TaD14,TaMA X2,TaD53的表达量显著上调了18.4％,23.5％,12.3％,叶片ABA合成基因TaNCED1的表达量显著上调了12.5％,而ABA分解基因TaHYD1的表达量显著下调.因此,独脚金内酯提高了干旱胁迫下叶绿素含量和光合效率,增强了叶片的抗氧化能力,促进了SLs信号转导和ABA积累,从而促进了小麦幼苗的生长,有效提高了小麦幼苗的抗旱性.上述结果可为进一步研究SLs调控小麦耐旱胁迫的分子机制奠定基础.     

外源H2S缓解小麦苗期干旱胁迫的生理生化基础

小麦是人类重要的粮食作物之一，而其生长发育过程常受干旱胁迫，致使减产降质.随着全球气候变化，极端天气频发，小麦受旱面积与旱灾程度正逐年加剧.探究小麦抗旱调控机制，增强小麦抗旱能力，对于缓解小麦干旱胁迫造成的减产降质具有重要意义.前期研究发现低浓度的H₂S可显著缓解小麦幼苗干旱胁迫.笔者以20%聚乙二醇（PEG-6000）模拟中度干旱胁迫处理水培百农207小麦幼苗，以1 mmol·L^-1NaHS为H₂S供体对小麦幼苗进行叶面喷施处理，研究结果表明，干旱胁迫条件下，与未喷施NaHS的干旱处理组相比，外源喷施NaHS 7 d时可显著缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应，主要表现在：株高和根长分别显著增加9.63%和19.7%;地上部分及地下部分干重分别显著增加17.63%和12.58%;内源H₂S显著增加了43.76%;光合效率显著增加了3.02%;超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性分别显著增加了13.83%,11.57%,41.87%;丙二醛和过氧化氢的含量显著降低了36.1%和65....     

减肥减药样板工程 ——中国科学院"第二粮仓"的战略布局与示范

全球人口增长、气候危机严峻、旱涝病虫害频繁发生,使得粮食安全问题日益突出。在农业生产中,为了追求粮食产量,化肥和农药被不科学、不合理的施用,造成了农田土壤理化结构改变、肥药利用率日渐低下等严重问题。过量施用肥药带来的面源污染问题日益严峻,给农业生产、生态环境和人类健康带来了严重影响。但不可否认的是,化肥和农药的合理施用在粮食增产和稳产中发挥了重要作用。如何利用好化肥和农药这两把双刃剑,是现代农业可持续发展的关键。"第二粮仓"项目针对黄淮南片地区农业生产中存在的砂姜黑土障碍、抗逆优良品种缺乏、季节性旱涝威胁、肥药利用效率低和污染重等问题,进行农业全产业链技术创新与集成,建立了砂姜黑土产能与效益协同提升综合技术模式和高效持久的推广模式。这一战略布局与示范工程为新形势下农业生产提供样板,也是实施"藏粮于地、藏粮于技"战略的具体体现。"第二粮仓"项目在肥药双减科技创新方面走出了一条绿色可持续发展之路,建立的肥药双减技术产品研发与示范推广模式,为国家在肥药双减工作上的推进提供了解决方案和示范样板。