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干旱严重影响梨树生长及果实品质产量，ABA 在梨树干旱响应中的作用尚不明确。研究人员以梨树苗为材料，研究 ABA 对梨树耐旱性的影响。结果表明，50μM 和 100μM ABA 可缓解干旱损伤，该研究为梨树抗旱提供理论依据。
在大自然的舞台上，梨树是我国重要的水果作物，承载着丰富的营养价值与经济价值。然而，干旱这位不速之客频繁登场，严重威胁着梨树的生长。全球变暖使得干旱发生愈发频繁，而种植土壤保水性差以及夏季持续高温，让梨树常常陷入缺水困境。这不仅抑制了梨树的光合作用和根系对养分的吸收，导致植株生长不良，还大大降低了梨果实的产量和品质。
此前研究虽发现干旱会促使植物积累脱落酸（ABA）来抵御干旱，且在其他植物中 ABA 已被证实能缓解干旱胁迫，但在梨树领域，ABA 在干旱响应中的作用机制却如同迷雾，缺乏全面深入的研究。为了驱散这层迷雾，安徽农业大学的研究人员勇挑重担，开展了一项意义非凡的研究。
研究人员以梨树苗（Pyrus betulaefolia）为实验对象，将其置于聚乙二醇（PEG）诱导的干旱条件下，并设置不同 ABA 浓度处理组。他们综合运用多种研究手段，最终发现 50μM 和 100μM 的 ABA 能够显著缓解干旱对梨树苗造成的损伤。这一成果为梨树抗旱栽培提供了关键的理论支持，有助于培育更具耐旱性的梨树品种，保障梨树在干旱环境下的生长和果实产量品质，在农业生产中具有重要的应用价值。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是转录组测序（RNA-seq）技术，通过对不同处理组梨树叶进行 RNA 测序，分析基因表达变化；其次是进行一系列生理指标测定，如相对含水量（RWC）、相对电解质渗漏（REL）、丙二醛（MDA）含量等，以此评估干旱对梨树苗的影响及 ABA 的缓解作用；还运用了加权基因共表达网络分析（WGCNA），确定关键基因模块和枢纽基因，深入探究基因间的调控关系 。
下面来看具体的研究结果：
- ABA 处理缓解梨树干旱损伤：研究人员观察不同处理组梨树苗在干旱胁迫下的表型变化，发现 50μM 和 100μM ABA 处理组中，干旱损伤的叶片比例明显低于未添加 ABA 的干旱处理组，且这些处理组叶片的 RWC 更高，REL 和 MDA 含量更低，表明这两个浓度的 ABA 可有效缓解干旱对梨树苗的损伤，而 200μM ABA 处理反而加重了伤害。对梨愈伤组织的研究也得到了类似结果。
- RNA-seq 数据分析：通过 RNA-seq 分析，研究人员获得了高质量的数据。经筛选，确定了大量受干旱和 ABA 调控的差异表达基因（DEGs）。GO 和 KEGG 富集分析显示，这些基因主要参与光合作用、叶绿素合成、碳水化合物代谢等过程，突出了它们在梨树干旱和 ABA 响应中的重要作用。
- ABA 对光合作用的影响：研究发现，干旱胁迫下参与叶绿素合成和光合作用的 DEGs 表达显著降低，而 50μM 或 100μM ABA 处理后，相关基因表达增加，梨树苗叶片的 SPAD 值和 Fv/Fm 值也有所提高，说明 ABA 可增强叶绿素合成，减少叶绿素分解，提升梨树在干旱条件下的光合作用。
- ABA 对 ABA 合成和信号传导的影响：在 ABA 合成和信号传导途径中，干旱胁迫下部分相关 DEGs 表达受到抑制，而 50μM 和 100μM ABA 处理显著促进了这些基因的表达，同时提高了梨树叶中 ABA 的含量，表明 ABA 处理可增加 ABA 积累，强化 ABA 信号传导。
- ABA 对其他代谢途径的影响：ABA 处理还促进了黄酮类物质合成、氮代谢和糖代谢相关基因的表达。在黄酮类物质合成途径中，大量 DEGs 表达上调；在糖代谢途径，多个相关基因表达变化明显，暗示 ABA 可调节这些代谢过程，帮助梨树抵抗干旱胁迫。
- ABA 对 ROS 清除的影响：研究发现，ABA 处理增强了与 ROS 清除相关酶的活性，降低了干旱诱导的 ROS 积累，减轻了氧化损伤，表明 ABA 可加速清除干旱诱导的 ROS，缓解干旱胁迫对梨树的伤害。
- ABA 对转录因子的影响：研究人员在 DEGs 中鉴定出 544 个转录因子（TFs），分属于 33 个 TF 家族。其中，ERF、WRKY、MYB、bHLH 和 NAC 家族最为富集，它们可能是调控梨树干旱耐受性的关键 TFs。
- WGCNA 分析：通过 WGCNA 分析，研究人员确定了与干旱胁迫缓解相关的关键模块 —— 绿松石模块。该模块中的基因与光合作用、叶绿素合成密切相关，且包含 COR、CSP 和 DHN 等可能在调控 ABA 介导的梨树耐旱性中起关键作用的枢纽基因。
- RNA-seq 数据验证：为确保 RNA-seq 结果的可靠性，研究人员进行了 qRT-PCR 验证，随机选取 12 个 DEGs 进行检测，结果显示其表达趋势与 RNA-seq 数据基本一致，证实了 RNA-seq 数据的准确性。
综合研究结论和讨论部分，该研究明确了 50μM 和 100μM ABA 可显著增强梨树苗对干旱胁迫的耐受性。其作用机制主要包括提高叶绿素和内源 ABA 含量，促进黄酮类物质积累，刺激糖代谢以平衡生长和应激反应，强化酶系统加速 ROS 清除等，且这些过程可能受 ABA 介导的转录因子调控。不过，该研究是在水培条件下进行的，与自然干旱环境存在差异，未来还需开展田间试验进一步验证 ABA 在实际生产中的效果。总体而言，这项研究为深入理解梨树的干旱响应机制提供了重要依据，为梨树的抗旱栽培和品种改良开辟了新的道路，在农业领域具有广阔的应用前景和深远的指导意义。
