转录组及代谢组联合解析郑单309响应花粒期高温胁迫的机制

李 川，黄 璐，乔江方，张美微，张盼盼，牛 军，刘京宝，王淑凤

(1.河南省农业科学院 粮食作物研究所，河南 郑州 450002； 2.禹州市农业农村局，河南 禹州 452570)

温度是影响作物生长发育、产量品质的关键因素。近年来随着全球气候变暖，短期异常高温频发[1-3]。玉米是我国重要的粮食、饲料、工业三元作物。温度对玉米抽雄吐丝及授粉过程的影响较大[4]，进而严重影响玉米产量。因此，研究玉米对花粒期高温的响应机制具有重要的现实意义。玉米吐丝授粉的最佳日平均温度为25～28 ℃，空气相对湿度70%[5]。日最高温度超过35 ℃，田间玉米授粉过程将受到阻碍，花粉在高于39 ℃时会失活，授粉过程不能顺利完成从而造成减产甚至绝收[6]。高温胁迫除了影响花粉活性和授粉过程外，还可以影响雌穗的发育，例如雌穗分化异常、延缓吐丝，最终导致雌雄穗发育时期不协调，玉米授粉结实率下降[7-8]。花粒期日平均温度过高可以导致玉米叶片气孔关闭[9]、破坏玉米叶片叶绿体结构[10]、降低玉米植株中蛋白酶活性，这些最终导致玉米植株光合作用被大大削弱[11-12]。花粒期日间高温会提高玉米植株生育过程中多种生理生化反应速率[13-14]，缩短生育期，减少籽粒干物质积累量[15]，减少籽粒库容，导致玉米籽粒败育率增加[16]，最终导致玉米产量下降[17]。另外，玉米花粒期高温胁迫还能够改变内源激素的含量及种类[18]，而玉米果穗的灌浆由多种内源激素共同调控。其中，脱落酸(ABA )在植株受到高温胁迫时表达水平提高，调控下游高温诱导相关基因的表达水平，减少高温对叶绿体结构的破坏，提高植株的耐热性。……