Xiuling Wang, Li Niu, Huaipan Liu, Xucun Jia, Yulong Zhao, Qun Wang, Yali Zhao, Pengfei Dong, Moubiao Zhang, Hongping Li, Panpan An, Zhi Li, Xiaohuan Mu, Yongen Zhang, Chaohai Li
渍涝胁迫会影响植物的生发发育,进而降低作物产量。亚精胺(Spd)作为第二信使,在渍涝胁迫下对植物的生长有缓解作用。然而,外源施加Spd缓解渍涝胁迫的分子机制尚不清楚。本研究利用生理学分析和多组学联合分析以揭示施加Spd对渍涝胁迫的影响。施加Spd使参与捕光复合体(LHC)、光合作用和淀粉合成相关途径的基因上调表达,同时抑制了叶绿素降解,因此保持了较高的光合速率,从而增加了淹水胁迫下生物量的积累;海藻糖和Spd生物合成相关基因的上调表达引起海藻糖和内源性Spd的积累;抑制1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因的表达有助于减少乙烯排放。这些变化增加了玉米对渍涝的抗性。外源施加Spd后,生长素相关的基因发生上调表达,同时IAA含量增加,有利于玉米细胞伸长,能够使玉米在涝渍胁迫下保持相对正常的生产。在渍涝胁迫下施加外源Spd使大部分参与脂质合成相关的基因发生上调表达,引起脂质的积累,保护了细胞膜的完整性和稳定性。这些改变均有利于抵抗涝渍胁迫。本研究的发现扩宽了我们对外源施用Spd缓解渍涝损害机制的理解,并为培育耐涝玉米品种提供证据。