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干旱胁迫记忆可增强苜蓿耐旱力

原标题:干旱胁迫记忆可增强苜蓿耐旱力

记者3月24日从国家草业技术创新中心(筹)获悉,该中心与内蒙古大学合作,深入探索了苜蓿反复暴露于干旱条件下产生的胁迫记忆及相关调控策略。这为苜蓿在干旱环境下的高效种植与可持续发展提供了关键理论支持。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《环境与实验植物学》上。

苜蓿是我国乃至全世界最优质的豆科牧草之一,具有较高的经济价值、营养价值和生态价值。然而,我国的苜蓿种植大多集中在干旱半干旱的西北、东北一带,水分是影响其产量的主要因素。先前的研究表明,植物经历干旱后可能存在胁迫记忆,但很少有苜蓿的相关报道。

本次研究旨在探索反复经历干旱能否诱导苜蓿产生胁迫记忆,以及这种记忆如何影响其对后续干旱和复水的响应。基于此,该研究以紫花苜蓿WL343为试验材料,设置两个组:从未经历过干旱的对照组(CK组)和反复经历三次干旱的处理组(D3组),分别测定了苜蓿的形态、生理参数、植物激素、酶活性等重要参数,并开展了全基因组DNA甲基化和转录组分析。

为进一步研究干旱胁迫记忆对苜蓿后续对干旱响应的影响,研究团队将CK组和D3组的幼苗再次进行48小时干旱处理,然后复水。团队在干旱24小时、48小时及复水后对两组苜蓿的上述参数和激素进行测量,并采集了两组苜蓿干旱48小时和复水后的叶片用于转录组分析。

实验结果显示,反复经历干旱可诱导苜蓿产生胁迫记忆,增强其对后续干旱的耐受性和恢复能力。DNA甲基化,尤其是CHH甲基化,在苜蓿的干旱胁迫记忆中起关键调节作用。经过干旱胁迫训练的苜蓿幼苗在重新浇水后,其生长状况和活力明显优于对照组。进一步研究发现,苜蓿反复经历干旱后,茉莉酸和细胞分裂素水平增加,表明这两种激素在苜蓿的干旱记忆反应中扮演着关键角色。

此外,干旱胁迫训练使苜蓿叶片中的RuBisCO酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶的表达显著上调。转录组分析表明,反复经历干旱胁迫的苜蓿在能量代谢、光合作用和氮代谢方面显著增强,能够更好地应对后续的干旱胁迫。该研究成果为提高植物抗逆性和农业生产力提供了重要的理论依据。(张景阳)

原标题:干旱胁迫记忆可增强苜蓿耐旱力 来源:科技日报

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