南京农业大学园艺学院蔬菜生理生态实验室在Plant Biotechnology Journal发表研究论文,系统揭示了番茄通过干旱预处理获得抗旱能力的生理与分子机制。研究团队对30份番茄基因型进行筛选,发现无论是敏感型还是耐旱型,经过适度干旱预处理后,均能提升对后续干旱的适应能力。
干旱预处理主要通过优化气孔调节发挥作用。预处理植株在再次遭遇干旱时,能维持更合理的气孔开度,减少无效水分散失,同时避免CO₂供应过度下降,从而提高净光合速率和瞬时水分利用效率,减轻后续干旱损伤。
研究发现,H₂O₂在番茄干旱记忆建立中扮演关键信号角色。干旱预处理期间H₂O₂的积累,能在复水及再次干旱时激活更高效的ROS清除与信号调控网络。H₂O₂还与ABA信号形成反馈调节,帮助植株在二次干旱中更快、更强地响应。
研究团队整合转录组与蛋白质组分析,鉴定出518个与干旱记忆相关的转录本,并锁定HSP90、WRKY26、WRKY31等关键候选基因。通过病毒诱导基因沉默实验,证实WRKY26是获得性干旱耐受性的负调控因子,沉默WRKY26后,番茄在再次干旱下萎蔫减轻、光合性能更优,显示出作为育种靶点的潜力。