玉米涝渍生理研究：根茎协同适应低氧胁迫的机制与育种策略

来自多机构的研究人员针对涝渍胁迫导致玉米减产的问题，开展了根茎生理分子响应机制研究，发现乙烯诱导的通气组织形成、RAFs代谢调控不定根发育等关键适应机制，提出通过渗入Zea nicaraguensis的ROL屏障QTL位点及细胞分裂素调控叶片抗衰老等育种策略，为洪涝易发区耐涝玉米品种选育提供理论支撑。

　　

涝渍胁迫通过低氧(hypoxia)、乙烯(ethylene)和活性氧(ROS)信号触发玉米根系溶生性通气组织(lysigenous aerenchyma)形成，促进氧气内部扩散。洪水诱导的不定根(adventitious roots)受乙烯-生长素(auxin)互作和棉子糖(raffinose)代谢调控，可增强侧根发育与养分吸收。由于玉米缺乏径向氧损失(radial oxygen loss, ROL)屏障，从Zea nicaraguensis渗入调控该性状的数量性状位点(QTL)成为育种新靶点。地上部通过降低气孔导度、抑制光合作用和加速衰老响应氧化应激，且叶片损伤在土壤饱和后持续存在。细胞分裂素(cytokinins)能延缓衰老并减轻氧化损伤。未来需验证茎部通气组织存在与否及其调控机制，结合转录组学、表型组学与田间评估将加速耐涝玉米育种。