腐胺通过调控膜稳定性、抗氧化活性和气体交换缓解芥菜型油菜热胁迫的机制研究

针对高温胁迫导致芥菜型油菜(Brassica juncea L.)产量下降的问题，研究人员通过外源施加1 mM腐胺(Put)，系统评估了其对早播、适播和晚播基因型（包括热敏感型RH-1707/RH-1708和耐热型RH-1566/RH-1999-42）的缓解效应。研究发现Put通过降低脂质过氧化、电解质渗漏和气孔密度，同时提升抗氧化酶活性、叶绿素含量及产量构成，显著增强植株耐热性，为气候变化下的油菜栽培提供了新型调控策略。

　　

随着全球气候变暖加剧，农作物面临的高温胁迫日益严重。芥菜型油菜作为印度重要的油料作物，其产量在高温条件下可骤降430 kg/ha，尤其在开花期遭遇3°C以上的温度升高时。早播油菜易受萌芽期热害，晚播则面临生殖阶段"终端热胁迫"，导致花粉活力下降、籽粒灌浆期缩短等问题。尽管多胺类物质(PAs)已知参与植物应激响应，但腐胺(Put)在油菜热适应中的具体机制尚未明晰。为此，来自哈里亚纳农业大学的研究团队在《Plant Science》发表论文，系统解析了外源Put对四种基因型油菜在不同播种期热胁迫的调控作用。

研究采用田间试验结合生理生化分析，主要运用红外气体分析仪(IRGA)测定气体交换参数，分光光度法检测抗氧化酶活性，组织化学法评估膜损伤程度，并解剖观察木质部导管形态。通过比较早播(9月中旬)、适播(10月中旬)和晚播(11月中旬)三个播种期下，敏感型(RH-1707/RH-1708)与耐热型(RH-1566/RH-1999-42)基因型对1 mM Put叶面喷施的响应差异。

生长条件与处理效应
实验在印度哈里亚纳邦的典型热带半干旱区进行。结果显示，未处理组中RH-1999-42对早期热胁迫耐受性最强，而RH-1708最敏感；晚期热胁迫下RH-1566表现双重耐性，RH-1707产量损失达28.45%。Put处理显著逆转了这些负面效应。

叶绿素含量动态
热胁迫导致总叶绿素最大降幅出现在开花期（RH-1707晚播组降28.45%）。Put使敏感型RH-1708在营养期的叶绿素提升21.3%，且通过维持PSII(光系统II)效率减轻光抑制。

抗氧化防御系统
Put处理使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高1.5-2倍，显著降低过氧化氢(H₂
O₂
)和丙二醛(MDA)含量。其中RH-1707的电解质泄漏率从37%降至22%，表明膜稳定性增强。

解剖结构适应
显微观察发现早播敏感型木质部导管异常膨大（直径增加40%），Put处理使导管尺寸部分恢复正常。但晚播组的导管发育不良现象未明显改善，暗示Put对生殖期热胁迫的缓解存在局限性。

讨论与结论
该研究首次揭示Put通过多途径协同缓解油菜热损伤：1）激活SOD-抗坏血酸过氧化物酶(APX)级联清除活性氧(ROS)；2）维持气孔调节能力（气孔导度下降15%但光合速率保持）；3）促进渗透调节物质脯氨酸积累（增加2.1倍）。值得注意的是，Put对敏感基因型的修复效果优于耐热型，尤其在早播阶段效果显著。研究为精准施用生物刺激素提供了理论依据，但晚播期效果有限提示需结合其他农艺措施。这些发现对保障气候变化下的油菜稳产具有重要意义，也为多胺类物质的农用开发提供了新视角。