近日，中国农业科学院棉花研究所叶武威研究员团队对棉花抗旱相关叶黄素合成基因进行了差异表达分析及功能验证，发现盐水浸种是通过调节叶黄素和脱落酸含量提高棉花抗旱性的分子机制，为棉花干旱胁迫机理研究提供了新的理论依据。相关研究结果以“Pretreatment of NaCl enhances the drought resistance of cotton by regulating the biosynthesis of carotenoids and abscisic acid”为题在线发表在国际知名期刊《环境科学前沿（Frontiers in Environmental Science）》（IF=5.411）上。

干旱和盐胁迫是限制作物产量的主要非生物胁迫因子。长期以来，生产上常通过盐水浸种的方法增强植物的萌发率和抗逆性，但分子机制尚不清楚。研究盐水浸种提高棉花抗旱性的分子机制对发展旱地植棉具有重要的理论意义。

该研究通过预处理对实验需要的氯化钠浓度进行了筛选，最终确定了使用50毫摩尔/升的氯化钠和6小时处理时间作为浸种条件，并发现氯化钠浸种可以提高棉花的抗旱性，并促进种子下胚轴和根的伸长。转录组分析结果表明，氯化钠可以特异性地诱导类胡萝卜素通路中的叶黄素相关基因的表达。通过沉默叶黄素合成的上游基因 GhLUT2 ，发现基因沉默植株的叶绿素减少，叶片萎蔫，且对干旱更敏感。研究结果表明，氯化钠通过调节与类胡萝卜素和脱落酸下游合成途径相关的基因，增强了棉花的抗旱性。该研究揭示了棉花耐盐抗旱的交互作用机理，为提高干旱地区种子萌发和旱地植棉提供了新的理论依据。

论文第一作者为中棉所硕士研究生尼克松，叶武威研究员为通讯作者。该研究得到了国家现代农业产业技术体系的资助。

原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2022.998141/full

盐水浸种提高棉花抗旱性的分子机制