新闻动态

新京葡萄最新官网作物生理生态与模拟团队在作物干旱响应机理与栽培应对取得新进展

发布日期:2023-08-28浏览次数:

本网讯 近日,新京葡萄最新官网宋有洪PI团队在国际学术期刊《Environmental and Experimental Botany》(中科院一区,IF=5.7)和《Journal of Environmental Management》(中科院一区,IF=8.7 上在线分别发表题为“Coordinated regulation of sucrose and lignin metabolism for arrested silk elongation under drought stress in maize”(论文1)和“Effects of mulching types on the yield and water utilization by broomcorn millet (Panicum miliaceum): Results of a study in the Loess Plateau, China” (论文2)的研究论文。

论文1”第一作者为新京葡萄最新官网 - 中国有限公司博士后李阳阳博士,新京葡萄最新官网宋有洪教授为论文通讯作者。海南大学园艺学院刘永华副教授,澳洲国立大学Ashley Jones博士,安徽农业老员工命科学学院吴雷明教授为论文主要合作者;论文2”第一作者为新京葡萄最新官网 - 中国有限公司田礼欣副教授,新京葡萄最新官网宋有洪教授和西北农林科技大学新京葡萄最新官网冯佰利教授为论文共同通讯作者,甘肃省农科院张磊副研究员和宁夏农林科学院固原分院杨军学副研究员为论文主要合作者。

  论文1:玉米花期干旱造成吐丝延迟、开花吐丝间隔期延长,导致结实率降低,进而造成籽粒产量严重损失。干旱胁迫引起的吐丝延迟主要是因为花丝伸长受到抑制,然而,关注花丝伸长的理化和分子机理方面的研究鲜少。因此,我们以安农591为对象研究花丝转录组和代谢组对干旱胁迫的响应,以期为玉米花丝的耐旱伸长机制研究提供生理和分子基础。本研究在玉米花丝伸长的速增期设置80±5%60±5%田间持水量的2个处理,处理后立即取样测定转录组和代谢组,共检测到757个差异表达的基因(DEGs)和80个差异表达的代谢物(DEMs),大多数DEGsDEMs与碳的初级和次级代谢有关。联合分析发现初级代谢通路淀粉和蔗糖代谢(SSM)和次级代谢通路苯丙类生物合成(PB)在花丝响应干旱中共同富集。进一步生理验证发现,干旱导致蔗糖的分解代谢和木质素合成代谢受阻,可能是花丝伸长延缓的重要原因。Beta glucosidase14-coumarate-CoA ligase,和cinnamyl-alcohol dehydrogenase是调控花丝耐旱的重要候选基因,D-(+)-trehalosechlorogenic acid2-hydroxycinnamic acid,和p-coumaric acid可能是调控花丝耐旱的重要中间产物。本研究由国家重点研发项目、安徽省自然基金项目、新京葡萄最新官网高层次人才项目和安徽农学大学优秀博士后工程项目资助完成。

  论文2:研究于2020-2022年在黄土高原的三个地区进行大田试验,结果表明地膜覆盖和垄沟集雨覆盖显著改变了土壤环境,其中地膜覆盖在增温效应方面更具优势,而垄沟集雨覆盖对土壤含水量的影响更大。地膜覆盖措施的水热效应促进了糜子的生长发育,提高了株高、叶面积和干物质积累,这与更高的光合能力和SPAD值相关,从而提高了糜子产量和水分利用效率。结构方程模型分析表明,土壤含水量对糜子产量的影响高于土壤温度。此外,在这三个西北地区,垄沟集雨覆盖的增产率和水分利用效率最高。因此,可采取垄沟集雨覆盖改善农业气候因素,最大限度地提高作物产量,从而促进黄土高原旱地农业的可持续生产。本研究受到国家谷子高粱产业技术体系和国家自然科学基金等项目支持。(宋有洪 一审:范宇 二审:武立权)