揭示水黄皮(Pongamia pinnata)抗旱机制：整合生理生化与转录组学的多维解析

本研究针对水黄皮(Pongamia pinnata)在干旱胁迫下幼苗存活率低的产业难题，通过对比耐受型(NRCP9)与敏感型(NRCP10)基因型的生理生化响应及转录组差异，鉴定出128个共同差异表达基因(DEGs)，揭示bHLH、NAC等转录因子家族及MAPK信号通路的关键作用，为抗旱品种选育提供分子靶点。

　　

随着全球气候变化加剧，干旱已成为威胁农林生产的主要非生物胁迫因素。作为极具潜力的生物柴油原料树种，水黄皮(Pongamia pinnata)因其种子含30-40%非食用油脂而备受关注，但幼苗期对干旱的高度敏感性严重制约了其在干旱地区的商业化种植。此前研究多集中于该树种的固氮能力与土壤改良作用，对抗旱分子机制的认知仍存在重大空白。

为解析这一科学问题，世界农林业研究中心联合团队选取经田间筛选的极端基因型NRCP9(抗旱型)和NRCP10(敏感型)，通过控制干旱处理开展系统性研究。研究人员采用SPAD叶绿素测定、相对含水量(RWC)分析等生理指标评估，结合过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸积累等生化检测，并运用RNA-Seq技术进行全基因组转录组测序。

Genotypes and experimental conditions
通过18个基因型的田间筛选，确定NRCP9和NRCP10分别作为抗旱研究的正负对照材料。种子在控水条件下培育，设置干旱组(土壤含水量20-25%)与对照组(70-75%)。

Morphophysiological and biochemical analysis
干旱胁迫下NRCP10叶绿素含量(23.80)显著低于NRCP9(41.77)，且相对含水量下降更剧烈。耐受型NRCP9表现出更强的抗氧化防御能力，其POD活性和脯氨酸积累量分别比敏感型高2.3倍和1.8倍。

Physiochemical responses of Pongamia genotypes to drought stress
转录组分析共鉴定到26,195(NRCP9)和18,742(NRCP10)个差异表达基因(DEGs)。其中128个共同DEGs在干旱条件下特异性表达，涉及bHLH、NAC、ERF等12类转录因子家族。通路分析显示激素合成(如ABA)、黄酮类次生代谢、辅因子代谢等途径显著富集。

Conclusion
该研究首次绘制水黄皮抗旱分子图谱，揭示渗透调节物质积累与ROS清除系统的协同作用机制。发现的128个核心DEGs为分子标记辅助育种提供靶点，尤其bHLH和NAC转录因子可能通过调控MAPK信号通路增强抗旱性。研究成果对干旱地区生物能源作物栽培具有重要实践价值，论文发表于《Plant Gene》。

研究团队特别指出，NRCP9中鉴定的Trihelix和FAR1家族基因可能参与光信号转导与膜稳定性调控，这为后续功能验证研究指明了方向。该工作不仅填补了木本油料作物抗旱机制的理论空白，其建立的转录组数据库更为相关物种的比较基因组学研究奠定基础。