水稻同化物转运及其对逆境胁迫响应的机理∗

张彩霞，符冠富，奉保华，陈婷婷，陶龙兴

（中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室，杭州 310006）

由于温室气体排放增多，全球极端气候频发，农作物产量及粮食安全受到严重威胁[1-4]。在某种恶劣条件下，单一胁迫可导致产量绝收[5]，加之耕地面积锐减，粮食安全问题日趋严峻[6-7]。水稻是世界最重要的粮食作物之一[8-11]，为满足人类对粮食日益增长的需求，预计到2035年，水稻产量与2010年相比需增加25%[12]。鉴于粮食安全隐患加剧及需求的增加，通过有效生产方式提高作物产量迫在眉睫[13-14]。产量形成与干物质积累、分配及转运密切相关，实质上是“源库流”协调统一的过程。“源”是制造或供应光合产物的器官，“库”是接受或积累光合产物的器官，“流”是指光合同化物从源到库的运输[15]。

光合同化物主要以蔗糖的形式通过韧皮部进行运输，即蔗糖装载进入小叶脉筛管分子后，经长距离运输进入库器官。适宜生长条件下，光合作用形成的碳水化合物大部分以非结构性碳水化合物形式暂时贮存在茎鞘中[16]，籽粒灌浆开启后，贮存于茎鞘中的同化物重新活化、装载进入韧皮部，最终运向籽粒。茎秆贮藏同化物及其向籽粒转运能力可能是影响作物高产的重要途径。因而，近年来作物单产难以提高甚至减产，极有可能与极端温度等逆境下同化物转运受抑有关。目前对“源”和“库”的研究较多，但对“流”的关注相对较少，尤其是逆境下同化物转运特征及响应机理。因此，本文在综述同化物运输和分配机理的基础上，明确植株对逆境胁迫的响应机制，重点分析同化物转运对逆境胁迫的响应机制，以期为提高水稻的稳产性和抗逆性提供理论参考，为未来粮食安全提供保障[17]。……