玉米根系对短期渗透胁迫的生理生化及蛋白质组学响应机制解析

为解决干旱胁迫对作物生产力的重大影响，研究人员通过30分钟10%聚乙二醇(PEG)-6000模拟短期渗透胁迫，系统分析了玉米根尖的生理生化及蛋白质组学变化。研究发现胁迫显著提升活性氧(ROS，尤其是O2 ? )、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和脯氨酸含量，增强过氧化氢酶(CAT)与超氧化物歧化酶(SOD)活性，并鉴定出20个主要参与抗氧化应激和能量代谢(如ATP合酶)的关键蛋白。该研究揭示了植物早期渗透应激的核心调控网络。

　　

干旱作为威胁全球粮食安全的主要非生物胁迫，其早期响应机制尚不明确。本研究通过高浓度PEG-6000快速诱导渗透胁迫，捕捉到玉米根尖在短短30分钟内爆发的防御反应：活性氧(ROS，特别是超氧阴离子O₂
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)水平激增，脂质过氧化标志物TBARS含量攀升，同时渗透调节物质脯氨酸大量积累。抗氧化酶CAT和SOD活性显著增强，犹如细胞内的"消防队"紧急动员。

蛋白质组学分析更发现20个"应激特种兵"，其中ATP合酶等能量代谢相关蛋白和抗氧化蛋白占比突出。这些蛋白在胁迫下集体"扩编"，印证了植物通过快速重构能量供应和抗氧化防御双通路来应对危机。该发现为解析作物抗旱的分子开关提供了新靶点，犹如破解了植物逆境生存的"30分钟应急密码"。