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腐植酸(HA)重塑植物抗逆“基因防线”——科学家揭示拟南芥和油菜氧化胁迫耐受分子路径
2025-07-011

腐植酸(HA)重塑植物抗逆“基因防线”

——科学家揭示拟南芥和油菜氧化胁迫耐受分子路径


在全球气候变化背景下,干旱、高温等逆境导致作物细胞内活性氧(ROS)过量积累,使得氧化胁迫成为制约全球粮食产量的核心逆境因子。腐植酸(HA)作为土壤腐殖质的主要成分,其提升作物抗逆性的生理效应已被广泛证实,然而其介导氧化胁迫耐受的深层分子机制尚缺乏系统解析。

2025年6月17日,《植物生物学杂志》(Journal of Plant Biology)发表了一篇题为《腐植酸通过增强拟南芥和油菜中氧化还原基因的转录提高植物氧化胁迫耐受性》(Humic Acid Confers Oxidative Stress Tolerance by Enhancing the Transcription of Redox Genes in Arabidopsis and Oilseed Rape)的研究论文。该研究由 Ade Citra Aulia等科研人员完成,利用对拟南芥(Arabidopsis thaliana)与油菜(Brassica napus)双模式系统进行深入研究,成功揭示了腐植酸(HA)重塑植物抗逆“基因防线”的关键机制。主要发现包括:

1. 转录组分析和基因本体富集结果表明,HA处理显著上调了与氧化胁迫响应和细胞稳态相关的基因。

2. 定量RT-PCR分析证实,HA诱导了多个关键氧化还原相关基因的表达,包括OXS3(氧化胁迫诱导基因3)、SEN1(衰老相关核酸酶1)和ROXY家族成员(硫氧还蛋白相关基因)。

3. 生理测定结果表明,HA能有效减轻甲基紫精(MV)诱导的氧化胁迫损伤,具体表现为叶绿素含量提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)积累减少。在油菜幼苗中,HA处理同样减轻了MV诱导的氧化胁迫症状并降低了MDA水平,证实了HA在非模式作物中的保护作用。

该研究在分子层面揭示了HA的“转录预激活”抗逆机制。这一发现,不仅为腐植酸功能性肥料定向研发、作物抗逆分子育种提供了重要的理论基础,也为建立精准农业分子诊断标准、破解“双碳农业”与“高产稳产”协同发展的难题提供了新的技术路径。


(中腐协秘书处  供稿)

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