The Crop Journal | 扬州大学杨建昌教授评述两类新型植物激素缓解水稻高温胁迫的作用

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随着全球温室效应的增强和气候的变化，高温胁迫已成为全世界粮食和营养安全的一个严重威胁。探索提高作物耐热性的途径以缓解高温胁迫对作物生长发育的不利影响是当前植物科学研究的一个热点。茉莉酸类（JA类）和油菜素甾醇（BR类）是两类新型的植物激素，在调控植物生长发育和应答生物与非生物胁迫中发挥着重要作用。

近日，扬州大学作物栽培与生理课题组杨建昌教授等在The Crop Journal在线发表了题为“Roles of jasmonates and brassinosteroids in rice responses to high temperature stress – A review”的评述文章，以开花期遭受高温胁迫的水稻为对象，系统阐述JA类和BR类激素在减轻高温胁迫中的作用与生理机制。

近年的研究发现，JA类激素可缓解开花期高温胁迫引起的水稻开颖障碍，BR类激素则可改善雌蕊受精能力。这为应对气温变化引致的高温胁迫持续发生提供了新的思路和方法。首先，通过遗传改良方法促进植株体内JA类或BR类的生物合成，培育出耐热性强的作物品种。其次，当作物开花期遇到高温胁迫时，适量喷施JA类和BR类化学调控物质，改善作物的生长发育。第三，优化水、氮管理，提高植株体内JA类或BR类激素水平，减轻高温胁迫对植株的危害。JA类和BR类激素能够减轻高温胁迫对植物的伤害，其生理机制主要表现在激活植物防御系统、增强渗透调节、保护光合作用，以及与其他激素特别是与乙烯和脱落酸的相互作用（图1）。

图 1-茉莉酸类和油菜素甾醇缓解植物高温胁迫

JA, 茉莉酸; MeJA, 茉莉酸甲酯; 24-EBL, 24-表油菜素内酯; 28-HB, 28-高油菜素内酯; ROS, 活性氧物质; AOS, 抗氧化系统; AsA, 抗坏血酸; SOD, 超氧化物歧化酶; BZR1, 抗芸薹素唑1; AsA-GSH, 抗坏血酸谷胱甘肽.

目前，JA类或BR类激素响应高温胁迫的研究还比较少，对这两类激素介导的耐高温胁迫机制认识也非常有限。作者认为4个领域值得深入研究：（1）在不同遗传背景和环境条件下，不同植物组织中JA类和BR类激素应答高温胁迫的特征；（2）JA类和BR类激素介导植物耐高温胁迫的分子机制；（3）各类植物激素在调控高温胁迫耐受性中的相互作用；（4）减轻作物高温危害的综合栽培管理技术。

作者和基金项目

杨建昌教授为第一作者和通信作者。该研究得到国家自然科学基金（31771710, 32071943）项目资助。扬州大学水稻栽培与生理课题组长期从事作物产量源库关系及其调控技术、稻麦籽粒灌浆机制与调控途径、水稻产量与水分养分利用协同提高机制及关键栽培技术等的研究，在国内外发表学术论文430余篇，12项研究成果获国家和部省级科技奖励。

THE CROP JOURNAL

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The Crop Journal英文宣传片，敬请收看！

The Crop Journal (《作物学报（英文版）》)是中国科协主管，中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊，创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果，开展国际学术交流，促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源以及与农作物有关的生物技术、生物数学、农业气象等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2019年The Crop Journal的SCI影响因子为3.395，在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区，并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助。