评估不同亚麻荠品系对干旱胁迫的生理、产量及品质响应机制研究

本研究针对气候变化背景下干旱胁迫对油料作物生产的影响，通过比较四种亚麻荠品系（UNT4、UNT18、UNT21、UNT46）在干旱（9% VWC）与正常水分（21% VWC）条件下的生理响应及产量表现。研究发现，品系间存在显著差异，其中UNT46在干旱下表现出更高的光合效率（A）和水分利用效率（iWUE），且种子产量逆势提升（0.44 g/plant vs. 0.26 g/plant），而UNT21通过维持稳定的角果数量实现产量稳定。研究为干旱地区作物育种提供了关键靶点，并揭示了角果光合作用对产量的贡献机制。

　　

随着全球气候变化加剧，地中海地区等农业区域面临日益频繁的干旱威胁，而这一时期恰与许多作物的生殖生长阶段重叠，导致严重的产量损失。亚麻荠（Camelina sativa）作为一种古老的油料作物，因其耐旱性和低投入需求被重新关注，但其不同基因型对干旱的响应机制尚不明确。这一问题直接关系到干旱地区农业的可持续发展和生物经济作物的选育。

为解决这一问题，意大利博洛尼亚大学（University of Bologna）的研究人员通过一项创新的lysimeter（渗漏仪）实验，系统评估了四种亚麻荠品系（UNT4、UNT18、UNT21、UNT46）从开花期至成熟期在干旱胁迫下的生理、产量及品质响应。研究论文发表在《Industrial Crops and Products》上，揭示了不同品系的耐旱策略及其对种子生产的潜在影响。

研究采用1立方米lysimeter模拟田间条件，通过控制土壤体积含水量（VWC）设置干旱（9%）与对照（21%）两组，监测了包括叶绿素荧光（F_v/F_m）、净光合速率（A）、气孔导度（g_s）等生理参数，并结合收获后的产量构成（角果数、种子重量）和品质分析（脂肪酸组成、δ¹³C同位素）。

3.1 气象与生理响应

干旱胁迫显著降低了所有品系的相对含水量（RWC）和光合参数，但品系间差异显著。UNT46在干旱下表现出最高的内在水分利用效率（iWUE，0.12 μmol CO₂ mol^-1 H₂O），且其角果光合速率在胁迫下仍维持较高水平（21.5 μmol CO₂ m^-2 s^-1），暗示其通过增强生殖器官的光合能力补偿胁迫损失。

3.3 产量与品质表现

出乎意料的是，UNT46在干旱下的种子产量反超对照（0.44 vs. 0.26 g/plant），而UNT18尽管生理参数降幅最小，产量却最低（0.16 g/plant）。相关性分析显示，角果气孔导度（g_s）与种子含油量呈强正相关（r=0.65），而叶绿素荧光（F_v/F_m）与产量负相关（r=-0.59），表明早期光合抑制可能触发抗逆机制。

4. 讨论与意义

研究首次揭示了亚麻荠品系间复杂的干旱响应策略：UNT46通过“高角果光合-高产”模式实现胁迫适应，而UNT21则依赖角果数量稳定维持产量。δ¹³C分析进一步表明，茎秆同位素分馏能力可区分品系耐旱性，为育种提供简易指标。此外，干旱显著增加种子中α-亚麻酸（C18:3）含量，可能与膜稳定性调节相关。

该研究不仅为干旱地区亚麻荠栽培提供了优选品系（UNT46和UNT21），更揭示了角果光合作用对产量贡献的关键机制，突破了传统叶片光合主导的认知。未来研究可聚焦于多胁迫（如干旱-高温）组合下的代谢调控网络，以及利用δ¹³C等指标加速耐旱品种选育。这一成果对边际土地利用和气候适应性作物开发具有重要实践意义。