近日，農(nóng)學(xué)院張吉旺教授團隊在《Agricultural Water Management》在線發(fā)表了題為“The effects of hight emperature,drought,and their combined stresses on the photosynthesis and senescence of summer maize”的研究論文。畢業(yè)研究生胡娟博士、趙新宇碩士和谷利敏博士為該論文的第一作者，張吉旺教授和任佰朝副教授為該論文的通訊作者。
黃淮海地區(qū)，夏玉米生長季高溫、干旱及其復(fù)合災(zāi)害頻發(fā)，嚴重限制該地區(qū)玉米生產(chǎn)。該團隊通過設(shè)置不同生育時期高溫、干旱及高溫干旱復(fù)合脅迫處理，以正常水分管理和溫度條件為對照，研究高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對夏玉米光合、衰老特性及產(chǎn)量形成的影響，探討高溫、干旱及其復(fù)合脅迫導(dǎo)致玉米減產(chǎn)的生理機制。研究表明，不同生育時期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫顯著降低夏玉米葉片抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，導(dǎo)致MDA含量增加，細胞膜受損加劇，植株衰老加速。相應(yīng)地，夏玉米葉片RuBPcase和PEPCase活性降低，即高溫、干旱及其復(fù)合脅迫降低了葉片捕捉和利用光能的能力，進而導(dǎo)致葉片光合速率和干物質(zhì)積累量顯著降低。此外，高溫、干旱及其復(fù)合脅迫可不同程度抑制光合同化物向雌穗轉(zhuǎn)運，其中VT時期高溫對其影響最為顯著，而干旱會加劇高溫脅迫對同化物向穗部轉(zhuǎn)運的抑制作用。因此，VT時期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對夏玉米產(chǎn)量影響最為顯著，其次是V12時期，V3時期影響最小。此外，不同生育時期高溫、干旱復(fù)合脅迫對夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響均大于單一脅迫，但影響幅度小于兩單一脅迫的加和，即高溫、干旱對夏玉米生長有一定程度的正交互作用，這可能與作物的自我調(diào)節(jié)能力有關(guān)。
圖1不同生育時期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對夏玉米抗氧化酶活性的影響
圖2不同生育時期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對夏玉米可溶性蛋白的影響
該研究解析了不同生育時期夏玉米葉片抗氧化酶、光合酶活性，光合同化物合成與分配特性對高溫、干旱及其復(fù)合脅迫的差異響應(yīng)，對黃淮海地區(qū)夏玉米抗逆栽培生產(chǎn)具有重要意義。
該研究得到國家自然科學(xué)基金項目、山東省博士后創(chuàng)新計劃、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項、國家重點研發(fā)計劃和華北作物改良與調(diào)控國家重點實驗室的資助。