水杨酸通过调节源-流-库的协调作用，在热应激条件下稳定蜡质玉米的碳分配和籽粒产量

《Journal of Integrative Agriculture》：Salicylic acid modulates source-flow-sink coordination to stabilize carbon allocation and grain yield in waxy maize under heat stress

　　

王子涛|罗文轩|李光浩|杨欢|郭健|卢大雷

中国江苏省扬州市扬州大学农业学院作物遗传与生理学重点实验室/作物栽培与生理学重点实验室/粮食作物现代生产技术协同创新中心，邮编225009

摘要

在灌浆期间，热应激（HT）通过破坏植株整体的碳分配严重限制了玉米产量的形成。尽管已知水杨酸（SA）能够提高作物的耐热性，但其在热应激条件下协调源-库碳动态中的作用仍不明确。在本研究中，两个蜡质玉米杂交种在灌浆期预先喷洒了水杨酸，随后接受了15天的热应激处理。热应激减少了开花后的干物质积累和转运，抑制了叶片和籽粒中的蔗糖代谢，下调了茎和籽粒中的糖转运基因表达，从而导致¹³C向发育中的籽粒的分配减少以及籽粒产量的下降。水杨酸通过同时增强碳的供应、转运能力和库的利用，重新调整了热应激条件下的源-库碳动态。在源处，水杨酸维持了同化物的积累，并保持了叶片中蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶和转化酶的活性。在转运途径中，水杨酸上调了茎中的关键蔗糖转运基因表达，从而改善了蔗糖的装载和长距离转运。在库处，水杨酸稳定了籽粒中的蔗糖代谢和转运蛋白表达，使得更多的碳被分配到发育中的籽粒中。偏最小二乘路径模型进一步表明，叶片和籽粒中蔗糖代谢的协调调节，以及茎和籽粒中的蔗糖转运，是水杨酸缓解热诱导产量损失的主要途径。总体而言，外源水杨酸通过重新调整源-库碳动态，稳定了碳的分配，在热应激条件下保持了产量。