2022-05-03 17:50:43
“長江2號”多花黑麥草在江蘇鹽城灘涂地長勢良好。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院供圖
當(dāng)前，土壤鹽堿化是一個全球性的問題，嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全和人類可持續(xù)性發(fā)展。然而，中國鹽堿地居世界第五位，隨著中國農(nóng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，人畜之間爭糧、爭地的問題日益突出，利用好鹽堿土地資源種植牧草等適應(yīng)性強(qiáng)的作物是提高土地利用的有效途徑之一。多花黑麥草是世界知名一年生禾本科牧草，具有產(chǎn)量大、品質(zhì)高、家畜易喜食、耐鹽堿能力良好等優(yōu)點(diǎn)，在南方擁有較大的牧草種植面積，但國內(nèi)多花黑麥草種子十分依賴國外進(jìn)口，種子進(jìn)口形勢不容樂觀。
針對多花黑麥草耐鹽性狀，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院張新全教授團(tuán)隊開展了10余年研究，選育出“長江2號”“川農(nóng)1號”等優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)多花黑麥草新品種。此次團(tuán)隊以自主選育的“鉆石T×長江2號”新品系為材料，通過與鹽敏感材料對比，全面評估多花黑麥草苗期鹽脅迫響應(yīng)過程。結(jié)果表明，苗期鹽脅迫72 h后，“鉆石T×長江2號”生理生化及形態(tài)等指標(biāo)顯著優(yōu)于對照。在此基礎(chǔ)上，選取6個時間點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。
功能分析表明，參與脂質(zhì)、維生素和碳水化合物代謝通路的差異表達(dá)基因可能是導(dǎo)致耐鹽材料和鹽敏感材料鹽脅迫下響應(yīng)差異的重要原因。其中，兩個關(guān)鍵調(diào)控基因DgHAKs和DgHKT1，在維持多花黑麥草體內(nèi)離子穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮不同的調(diào)控作用。此外，研究結(jié)果還揭示了不同轉(zhuǎn)錄因子如WRKY、ERF和MYB等，可能在鹽脅迫的早期信號感知和轉(zhuǎn)導(dǎo)過程承擔(dān)不同的程序性響應(yīng)功能。本研究為多花黑麥草鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制解析提供依據(jù)，同時為耐鹽多花黑麥草品種選育和鹽堿灘涂等邊際土地利用提供參考。
相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在《國際分子科學(xué)雜志》（International Journal of Molecular Sciences），四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院馮光燕博士和碩士研究生肖朋清為共同第一作者，張新全教授為通訊作者。該論文受國家自然科學(xué)基金項目和四川省飼草育種攻關(guān)項目資助。（作者：張晴丹 馬驄毓 ）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3390/ijms23063279
來源：中國科學(xué)報
編輯：王婕
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