春寒胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)强弱势粒重量降低的细胞生理机制解析

来自中国黄淮麦区的研究人员针对春季低温胁迫(SLTS)导致小麦减产的问题，通过分析冷耐受型"烟农19"和冷敏感型"新麦26"的颖果发育、淀粉合成及籽粒灌浆特征，发现SLTS会抑制胚乳细胞增殖，降低蔗糖-淀粉转化酶(SS、AGPase)活性，导致淀粉积累减少，最终使强势粒和弱势粒千粒重分别降低3.98%-20.41%和6.02%-15.20%，为应对气候变化下小麦稳产提供了理论依据。

　　

全球气候变化背景下，春季低温事件频发对小麦生长造成严重威胁。中国黄淮麦区的研究团队以冷耐受型"烟农19"(YN19)和冷敏感型"新麦26"(XM26)为材料，在花药分化期设置2°C/-2°C低温处理(对照10°C)，揭示了春季低温胁迫(SLTS)影响小麦强弱势粒发育的奥秘。

显微观察发现，SLTS会显著延缓胚乳细胞增殖速率，抑制籽粒长、宽、高的发育。有趣的是，冷敏感品种XM26的弱势粒体积缩减最明显(降幅达30.75%)，如同被按下"暂停键"。生化分析显示，低温胁迫下蔗糖含量和关键酶(蔗糖合成酶SS、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶AGPase)活性降低，导致淀粉合成"生产线"效率下降。通过建立籽粒灌浆Logistic方程，研究者量化发现SLTS使强势粒最大灌浆速率降低14.97%-20.41%，而弱势粒对低温更敏感，其千粒重降幅可达15.20%。

这项研究如同给小麦应对"倒春寒"开了份体检报告，不仅阐明低温胁迫下籽粒发育受阻的细胞生理机制，更为选育抗逆品种提供了精准靶点。冷耐受品种YN19的表现提示，通过调控蔗糖-淀粉代谢通路的关键酶活性，有望培育出抵御气候变化的"抗寒小麦战士"。