山西农业大学农学院作物基因组与遗传改良导学团队在高粱干旱胁迫响应机制方面取得新进展

近日，山西农业大学农学院作物基因组与遗传改良导学团队在高粱干旱胁迫响应机制方面取得系列进展，相关成果以“Physiological, metabolic, and transcriptional responses of contrasting sorghum (Sorghum bicolor(L.) Moench) cultivars to drought”为题发表于Plant Cell Reports期刊上。干旱是限制植物生长和产量的高胁迫环境因子，会影响作物品质并限制全球作物产量。近年来，研究发现植物次级代谢产物在植物非生物胁迫响应中发挥重要作用。当前对高粱耐旱机制的研究多在生理生化层面，也有学者研究了PEG胁迫下高粱相应基因表达水平的变化。然而，PEG无法代表植物实际的干旱环境，且干旱条件下高粱次级代谢产物的研究鲜有报道。本研究对高粱采用土壤控水处理，更能反应作物真实的干旱环境。本研究对比前人研究的优势在于将代谢组和转录组测序技术结合，可以克服单一组学的片面性。

本研究对两个高粱品种（耐旱品种“三尺三”，SCS；敏感品种“晋粱5号”，JL）采取两种处理：（1）正常供水（土壤相对含水量70%，CK）；（2）干旱处理（土壤相对含水量30%，DR）。代谢组结果表明，共有374个差异积累代谢产物（DAMs）被鉴定出来。例如，3-羟基-3-甲基丁酸在SCS中上调16倍以上，而1,2-棕榈酰磷脂酰甘油在JL中上调4倍以上。此外，共有7031个差异表达基因（DEGs）被鉴定出来。KEGG分析表明，两个品种的DEGs均显著富集在“植物激素信号转导”。

本研究有助于加深对高粱适应干旱胁迫分子机制的理解。论文第一作者为邹春雷（Chunlei Zou）副教授，通讯作者为张春来（Chunlai Zhang）教授。

https://doi.org/10.1007/s00299-026-03729-5