首页 > 科研动态干旱是重要的环境因素之一，严重影响作物生长、产量和品质。经过长期的进化，植物已经发展出各种应对干旱的策略，通过渗透调节、增加抗氧化能力等增强植物本身耐旱性是应对干旱的主要策略。植物通常生长在干湿交替的变化环境中，特别是有人工干扰的作物如小麦，间歇性干旱在实际生产中发生的频率更高。植物复水后的快速恢复能力，一方面能迅速减少干旱胁迫造成的损害，同时又能降低干旱对植物产量的影响，具有不同程度的补偿效应，对植物生产具有重要意义。然而，关于对渐进式干旱和复水后恢复响应的研究相对有限。因此，综合考虑干旱强度和复水作用，研究不同材料间的耐旱差异，将为小麦复杂干旱条件下的抗旱节水机理研究及育种提供理论支撑。
《Frontiers in Plant Science》近日在线发表了我所小麦研究中心题为“Different adaptive patterns of wheat with different drought tolerance under drought stresses and rehydration revealed by integrated metabolomic and transcriptomic analysis”的研究论文。小麦育种室前期育成的高产抗旱小麦品种冀麦418，表现出较好的抗旱节水性，为了进一步挖掘其抗旱节水基因并解析其调控机制，本研究对3个耐旱性不同的小麦材料(耐旱突变体Mu >普通小麦冀麦418 >干旱易感突变体mu)在中、重度干旱胁迫和复水化条件下结合生理和生化指标进行转录组学和代谢组学分析。研究表明黄酮类化合物在抗旱性中起着重要作用，干旱条件下富集的途径主要包括次生代谢产物的生物合成、代谢途径和光合作用。与渗透调节、抗氧化酶活性和ABA信号通路相关的代谢产物和基因在Mu中富集程度高于CK和mu。抗氧化酶活性的提高和黄酮类化合物含量的显著增加了氨基酸的生物合成能力和ROS清除能力，这可能是Mu抗旱性增强的内在机制。获得的3个候选基因及3个潜在代谢物可能有助于Mu快速可逆ROS损伤的恢复和氨基酸生物合成。本研究为复杂干旱条件下小麦的生理机制提供了新的认识，为阐明其生物功能及在小麦遗传改良中的应用奠定了基础。
我所吕亮杰博士为论文第一作者，该研究得到了河北省自然科学基金项目(C2020301004)、河北省农林科学院科技创新专项（2022KJCXZX-LYS-2）、河北省小麦创新团队现代农产技术研究体系专项资金(21326318D)、河北省重点研发项目(20326313D)的资助。
论文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1008624/full