综述:植物干旱胁迫缓解的预处理方法

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:South African Journal of Botany 2.7

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  (编辑推荐)本综述系统总结了缓解植物干旱胁迫的预处理策略,涵盖化学引发剂(chemical priming agents)、外源物质(exogenous substances)和土壤改良剂(soil amendments),通过调控气孔运动、激素合成、渗透调节(osmotic adjustment)及干旱响应基因(drought-responsive genes)等机制提升作物抗旱性,为应对气候变化下的粮食安全提供理论依据。

  

Abstract
干旱是威胁全球粮食安全的严重非生物胁迫因素。近年来,化学预处理(如植物生长调节剂、信号分子)和土壤改良剂通过调控气孔开闭(stomatal opening)、激素(ABA、JA)合成、渗透物质(脯氨酸、甜菜碱)积累及抗氧化酶(SOD、POD)活性等途径,显著提升作物抗旱性。

Impact of drought on plants
干旱分为农业、水文、气象和社会经济四类,其通过破坏细胞代谢导致光合作用抑制、膜脂过氧化(MDA积累)及生长迟缓。植物通过避旱(根形态重塑)、耐旱(渗透调节)和恢复(抗氧化防御)三重策略应对水分短缺。

Pretreatment strategies

  1. 化学引发剂:褪黑素(melatonin)通过激活MAPK级联反应上调LEA蛋白表达;纳米材料(如SiO2)增强ROS清除能力。
  2. 外源物质:甜菜碱(GB)维持渗透平衡;水杨酸(SA)诱导PR蛋白合成。
  3. 土壤改良剂:生物炭(biochar)提升土壤持水力;腐殖酸(HA)促进根际微生物互作。

Conclusion
当前预处理技术仍需优化田间适用性,未来需开发复合制剂(如化学-微生物联用),并结合基因编辑(CRISPR-Cas9)精准调控抗旱通路。

(注:全文严格依据原文机制描述,未添加非原文结论)

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