提升水稻抗旱性:种子引发技术通过调控淀粉品质与生物分子机制应对生殖与成熟期干旱胁迫

【字体: 时间:2025年06月14日 来源:Physiology and Molecular Biology of Plants 3.4

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  为解决干旱胁迫下水稻(Oryza sativa L.)产量与品质下降问题,研究人员探索了甲基茉莉酸(MJ)与锌/铁硫酸盐复合引发剂(MJZ/MJI/MJIZ)对淀粉合成的影响。研究发现MJ引发使脱落酸(ABA)含量提升3.16倍,MJIZ处理使抗性淀粉增加253%,并显著上调SS-I、SS-IIa和Pull-2基因表达。该研究首次从生理生化与分子层面揭示种子引发技术增强水稻抗旱性的机制,为联合国零饥饿目标提供创新解决方案。

  

干旱胁迫如同无形的枷锁,严重制约着水稻(Oryza sativa L.)的产量与品质。在这场与自然博弈的科研战役中,科学家们祭出"种子引发"(seed priming)这一秘密武器——通过甲基茉莉酸(MJ)与锌/铁硫酸盐的复合配方(MJZ/MJI/MJIZ),激活水稻的分子防御系统。

高效液相色谱(HPLC)检测显示,MJ处理的水稻品种N-22和PS-5中,脱落酸(ABA)含量分别飙升至对照组的3.16倍和2.56倍。更令人振奋的是,MJIZ组合引发剂使抗性淀粉含量实现253%的惊人增长,这相当于为水稻装上了"分子蓄水池"。淀粉合成酶(SS)和分支酶活性的显著提升,配合SS-I、SS-IIa基因的强势表达,共同构建起淀粉合成的"分子流水线"。

扫描电镜揭开了更精妙的微观世界:不同处理组淀粉颗粒的形态、尺寸和堆叠方式呈现显著差异,如同精心设计的"纳米积木"。这项研究不仅破解了种子引发技术调控淀粉品质的分子密码,更为实现联合国可持续发展目标2(SDG2)提供了兼具成本效益与操作便捷的农业解决方案。当干旱再度来袭,这些经过"分子特训"的水稻种子,或将改写全球粮食安全的游戏规则。

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