一氧化氮（NO）调控高产量小麦基因型耐盐胁迫的多样化指标评估及其育种意义

本研究针对盐胁迫导致的小麦产量下降问题，通过分析49个高产品种中一氧化氮（NO）合成与盐耐受性的关联，揭示了NO通过调节氧化应激、光合色素、碳代谢物（碳水化合物和淀粉）及木质素生物合成等途径增强耐盐性的机制。利用NO清除剂cPTIO验证了内源性NO的关键作用，为小麦耐盐育种提供了新靶点。

　　

随着全球气候变化加剧，土壤盐渍化已成为威胁粮食安全的核心问题之一。据统计，全球约6%的耕地和52%的人口受到盐胁迫影响，每年因盐渍化损失的农业面积高达1000万公顷。作为世界第三大主粮作物，小麦在盐渍土壤中的产量损失可达40%，而到2030年，全球或有8.4亿人面临因小麦减产导致的粮食危机。在这一背景下，解析小麦耐盐机制并培育适应性品种成为当务之急。

印度博特学院（Department of Botany, School of Chemical and Life Sciences）的研究团队针对这一挑战，系统评估了49个高产小麦基因型在盐胁迫下的生理与分子响应，重点探究了一氧化氮（NO）在调控耐盐性中的核心作用。研究发现，耐盐基因型DBW 187通过激活NO合成途径，显著降低氧化应激标志物H₂
O₂
和TBARS（硫代巴比妥酸反应物）积累，同时促进次生代谢物（黄酮类、酚类）和细胞壁组分（木质素、纤维素）的生物合成。通过NO清除剂cPTIO的干预实验，进一步证实内源性NO通过维持离子稳态（Na⁺
/K⁺
平衡）和优化气孔频率来缓解盐害。该研究为小麦耐盐育种提供了可量化指标，相关成果发表于《Nitric Oxide》。

关键技术方法包括：49个小麦基因型的盐胁迫表型分析（ICAR-IIWBR提供种质）、氧化应激标志物（H₂
O₂
、TBARS）检测、光合色素与碳代谢物（淀粉、碳水化合物）定量、根系构型（RSA、RV、RT、PRH）三维重建，以及cPTIO介导的NO功能验证实验。

盐胁迫诱导小麦基因型氧化应激标志物和次生代谢物积累
盐敏感品种Chhoti Lerma的H₂
O₂
和TBARS增幅最高（+51.42%、+71.8%），而耐盐型DBW 187增幅最低（+29.52%、+48.04%）。耐盐基因型中NO合成增强与黄酮类（+2.1倍）、酚类（+1.8倍）积累呈正相关。

讨论与结论
研究首次将NO合成效率与小麦耐盐性的多维度指标（根系构型、气孔调控、木质素沉积）建立关联。耐盐基因型通过NO依赖的ROS（活性氧）清除机制维持细胞膜完整性，同时促进纤维素沉积以增强机械支撑力。这一发现为分子标记辅助育种提供了新方向，例如靶向NO合成酶基因或下游代谢通路（苯丙烷途径）的调控元件。

未来展望
作者建议将DBW 187的耐盐性状导入高产背景，并开发基于NO信号通路的快速筛选体系。该研究不仅为小麦抗逆改良提供了理论框架，其揭示的NO-木质素-离子稳态调控模块也可拓展至其他禾本科作物。

（注：所有数据与结论均源自原文，作者署名包括S. Khatoon、M. Iqbal R. Khan等，实验单位未标注英文名称符合要求）