近日，農(nóng)學(xué)院張吉旺教授團(tuán)隊(duì)在《Agricultural Water Management》在線發(fā)表了題為“The effects of high temperature, drought, and their combined stresses on the photosynthesis and senescence of summer maize”的研究論文。畢業(yè)研究生胡娟博士、趙新宇碩士和谷利敏博士為該論文的第一作者，張吉旺教授和任佰朝副教授為該論文的通訊作者。

黃淮海地區(qū)，夏玉米生長季高溫、干旱及其復(fù)合災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重限制該地區(qū)玉米生產(chǎn)。該團(tuán)隊(duì)通過設(shè)置不同生育時(shí)期高溫、干旱及高溫干旱復(fù)合脅迫處理，以正常水分管理和溫度條件為對(duì)照，研究高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對(duì)夏玉米光合、衰老特性及產(chǎn)量形成的影響，探討高溫、干旱及其復(fù)合脅迫導(dǎo)致玉米減產(chǎn)的生理機(jī)制。研究表明，不同生育時(shí)期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫顯著降低夏玉米葉片抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，導(dǎo)致MDA含量增加，細(xì)胞膜受損加劇，植株衰老加速。相應(yīng)地，夏玉米葉片RuBPcase和PEPCase活性降低，即高溫、干旱及其復(fù)合脅迫降低了葉片捕捉和利用光能的能力，進(jìn)而導(dǎo)致葉片光合速率和干物質(zhì)積累量顯著降低。此外，高溫、干旱及其復(fù)合脅迫可不同程度抑制光合同化物向雌穗轉(zhuǎn)運(yùn)，其中VT時(shí)期高溫對(duì)其影響最為顯著，而干旱會(huì)加劇高溫脅迫對(duì)同化物向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)的抑制作用。因此，VT時(shí)期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響最為顯著，其次是V12時(shí)期，V3時(shí)期影響最小。此外，不同生育時(shí)期高溫、干旱復(fù)合脅迫對(duì)夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響均大于單一脅迫，但影響幅度小于兩單一脅迫的加和，即高溫、干旱對(duì)夏玉米生長有一定程度的正交互作用，這可能與作物的自我調(diào)節(jié)能力有關(guān)。

圖1 不同生育時(shí)期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對(duì)夏玉米抗氧化酶活性的影響

圖2 不同生育時(shí)期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對(duì)夏玉米可溶性蛋白的影響

該研究解析了不同生育時(shí)期夏玉米葉片抗氧化酶、光合酶活性，光合同化物合成與分配特性對(duì)高溫、干旱及其復(fù)合脅迫的差異響應(yīng)，對(duì)黃淮海地區(qū)夏玉米抗逆栽培生產(chǎn)具有重要意義。

該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、山東省博士后創(chuàng)新計(jì)劃、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和華北作物改良與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2023.108525

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波