東北地理所在倒春寒導致小麥空間異質性減產機制研究中取得進展
小麥是全球重要的糧食作物，而生殖生長階段倒春寒的頻繁發生，已成為制約小麥產量的主要氣象災害之一。然而，低溫如何影響小麥穗部不同位置（基部、中部、頂部）小穗的發育，其背后的生理與分子調控機制尚未明確。
圖1. 低溫后小麥主莖表現出空間異質性減產
該研究于小麥藥隔期開展低溫處理試驗，結果表明，低溫處理導致小麥主莖產量顯著下降，其中穗基部和頂部小穗的敗育率顯著升高。通過整合常規代謝組學、空間代謝組學及轉錄組學分析，闡明了小麥葉片、穗下節間以及穗部不同區域對低溫脅迫的代謝和轉錄差異響應，證實低溫脅迫下，小麥通過激活亞油酸/α-亞麻酸代謝啟動茉莉酸介導的防御反應，并通過磷酸戊糖途徑維持碳代謝平衡和能量供應。這兩條途徑的協同作用，決定了碳水化合物能否從源葉高效轉運至穗部，并在小穗間進行合理分配，進而有效緩解低溫導致的產量損失。該研究為解析作物逆境適應與產量形成的平衡調控機制提供了全新視角，也為小麥田間抗逆栽培技術的指定與優化提供了重要理論依據。
圖2.通過調節亞油酸代謝/α-亞麻酸代謝和戊糖磷酸途徑緩解小麥減產的工作模型
該研究發表于植物學經典國際期刊The Plant Journal。東北地理所特別研究助理戴兵為論文第一作者，東北地理所李向楠研究員為通訊作者。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金、吉林省科技發展計劃等項目的資助。
論文信息：Bing Dai, Weiqiang Li, Fasih Ullah Haider, Muhammad Farooq, Peng Zhang, Tianhao Liu, Xiangnan Li*.Spatial heterogeneity and metabolic reprogramming mitigate yield loss in wheat under low temperature stress during anther connective stage. DOI:10.1111/tpj.70752.
論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.70752
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