《Industrial Crops and Products》：Characterization of secondary wall polysaccharides and FLA function in
Cunninghamia lanceolata (Chinese fir)
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本研究针对全球气候变化下极端降雨频发导致油菜渍水胁迫加剧的产业问题，系统揭示了独脚金内酯(SLs)通过调控谷胱甘肽代谢和苯丙烷生物合成等关键通路，上调GPX、4CL等基因表达，增强抗氧化酶系统及氮磷钾吸收效率，从而有效缓解油菜表型性状和生理指标受损的分子机制，为油菜抗渍栽培提供新策略。
随着全球气候变化加剧，极端降雨事件日益频繁，给农业生产带来严峻挑战。油菜作为我国最重要的油料作物，其主产区长江中下游地区因水稻-油菜轮作制度和亚热带季风气候影响，在春秋季常遭受渍水胁迫，成为制约油菜高产稳产的主要自然因素之一。渍水导致土壤缺氧，根系呼吸受抑，光合作用下降，最终造成产量和品质损失。独脚金内酯作为新型植物生长调节剂，虽在盐旱胁迫中的功能已有研究，但其在油菜渍水胁迫中的调控机制尚不明确。
为阐明SLs对渍水胁迫下油菜的调控机制，研究人员以中双11号为材料，设置对照(CK)、渍水(W)、对照+SLs(CK+SLs)和渍水+SLs(W+SLs)四个处理，在苗期和花期进行15天处理。通过表型观测、生理指标测定、转录组和代谢组学分析，系统解析SLs的调控效应。关键技术包括：表型指标自动测量系统、光合作用监测系统、酶联免疫吸附测定、RNA-seq转录组测序、GC-MS/LC-MS代谢物检测以及qRT-PCR验证。
研究结果揭示：在表型特征方面，渍水显著抑制油菜地上部生长和根系发育，降低生物量、叶面积和根长等指标，而SLs处理能有效缓解这些抑制效应。在苗期，SLs使总根长、根表面积和根体积分别增加15.6%、14.8%和56.0%；在花期，SLs处理使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)分别提高144.3%、24.6%和71.3%。
在生理生化特性方面，渍水导致抗氧化酶系统失衡，APX活性下降23.4%，而SLs处理显著提升GPX、PAL和4CL活性。同时，SLs增强氮磷钾吸收效率，在苗期叶片中氮、磷、钾含量分别提高12.7%、1.7%和3.3%。
通过多组学联合分析发现，在苗期，渍水激活半乳糖代谢和精氨酸生物合成途径；而SLs处理则显著富集谷胱甘肽代谢和苯丙烷生物合成途径，上调GPX、GSH、4CL等基因表达。在花期，SLs激活丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径，调控GLN1、ASP等基因表达。这些代谢重编程促进氨基酸和酚类化合物积累，增强细胞抗氧化能力。
研究结论表明，SLs通过激活关键代谢通路和调控相关基因表达，增强油菜抗氧化能力，改善矿质元素吸收，促进光合作用和干物质积累，从而有效缓解渍水胁迫造成的损伤。该研究首次从多组学角度揭示SLs调控油菜渍水适应的分子网络，为油菜抗逆栽培提供理论依据和实践指导。
该研究的创新之处在于系统解析了不同生育期SLs调控渍水适应的机制差异：苗期主要通过谷胱甘肽代谢和苯丙烷途径增强基础抗性，花期则通过氨基酸代谢保障生殖发育。这种阶段特异性调控机制为精准施用SLs提供重要参考。研究结果对保障油菜安全生产、应对气候变化具有重要实践意义。
