植物激素与多胺种子引发调控玉米抗旱性的机制及其在幼苗期和生殖期的生理与产量效应

为应对气候变化导致的玉米(Zea mays)干旱胁迫问题，研究人员通过种子引发技术评估了褪黑素(150 μM)、血清素等植物激素与多胺的调控作用。实验证实褪黑素引发显著提升种子活力，使相对含水量(RWC)提高41-75%，脯氨酸积累达177-159 mg/g，丙二醛(MDA)降低至0.84-0.74 μmol g?1，最终增产32.18%，为玉米抗旱栽培提供新策略。

　　

气候变化正对玉米(Zea mays (L.))生产构成严峻挑战，其中干旱胁迫在幼苗期和生殖期对作物生长和产量形成造成关键阻碍。针对这一难题，最新研究以COH(M) 8玉米品种为材料，创新性地采用褪黑素(melatonin)、血清素(serotonin)、精胺(spermine)、亚精胺(spermidine)、水杨酸(salicylic acid)和油菜素内酯(brassinolides)等植物激素与多胺进行种子引发处理，通过体外(-0.4 MPa PEG 6000模拟干旱)和田间实验系统解析其抗旱机制。

体外筛选显示，150 μM褪黑素引发处理显著提升干旱条件下种子萌发率和活力指数。田间验证更发现，经褪黑素处理的植株在株高、开花特性、花粉形态等生殖期关键指标上表现优异，其抗氧化系统活性增强，相对含水量(RWC)从41%跃升至75%，渗透调节物质脯氨酸积累量达159-177 mg/g，同时脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量降低至0.74-0.84 μmol g^?1，有效维持细胞稳态。这些协同效应最终使小区产量提升32.18%，彰显褪黑素种子引发在玉米抗旱生产中的应用潜力。该研究为植物激素调控作物抗逆性提供了理论依据和技术支撑。