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为解决甜高粱在盐碱土壤出苗难题，研究人员开展 ABA 引发种子研究，发现可促出苗及抗逆，意义重大。
# 甜高粱在盐碱土壤中的 “逆袭” 之路：脱落酸引发种子的神奇力量
在广袤的盐碱土地上，甜高粱作为重要的饲料和生物燃料作物，本应大展身手，却遭遇了重重挑战。盐碱土壤中不稳定的壤土和过度使用导致的土壤退化，催生了物理土壤结皮（PSCs），这层 “硬壳” 严重阻碍了甜高粱种子的出苗和生长，让甜高粱的产量大打折扣。
为了攻克这一难题，青岛农业大学的研究人员挺身而出，开展了一项意义非凡的研究。他们将目光聚焦在脱落酸（ABA）种子引发技术上，试图探索其对甜高粱在 PSCs 条件下出苗和生长的影响。经过一系列严谨的实验和深入的分析，研究人员发现，ABA 种子引发技术如同神奇的魔法，能有效增强甜高粱幼苗在 PSCs 中的出苗能力，还能提高幼苗的抗逆性，为甜高粱在盐碱土壤中的生长带来了新的希望。这一研究成果发表在《BMC Genomics》上，引起了广泛关注。
研究人员在本次研究中运用了多种先进的技术方法。在实验设置方面，进行了种子萌发实验、盆栽实验和田间实验，以模拟不同环境探究 ABA 引发效果。对于样本分析，运用液相色谱 - 电喷雾电离串联质谱（LC - ESI - MS/MS）技术测定植物激素、碳水化合物和黄酮类化合物含量；通过转录组分析，包括总 RNA 提取、测序及生物信息学分析，来探究基因表达变化。这些技术为研究提供了有力支撑。
下面来看看具体的研究结果：
- ABA 引发促进甜高粱在盐碱土壤中的出苗：在滤纸发芽实验中，虽然 ABA 引发对发芽速度指数无显著影响且适度抑制幼苗长度，但在盆栽实验里，ABA 引发的种子在盐碱土壤中表现出色，出苗率和发芽速度指数更高，幼苗和根系更长，植株高度、地上和地下生物量也更高。在田间实验中，ABA 引发使甜高粱幼苗出苗率显著提高，尤其在 3cm 播种深度时更为明显，还增加了植株的鲜重和茎直径。
- 植物激素参与 ABA 种子引发过程：研究发现，ABA 引发后，24 种内源植物激素水平发生显著变化。ABA 浓度在发芽种子中最高，在幼苗的中胚轴中最低；茉莉酸（JA）水平从发芽种子到中胚轴增加，但 ABA 引发使其降低；赤霉素（GA）浓度在发芽种子中较高，在中胚轴中迅速下降，ABA 引发提高了某些 GA 的水平；乙烯水平在发芽种子和中胚轴中均显著增加；生长素和细胞分裂素水平也呈现出特定的变化模式。
- 种子萌发过程中的转录组分析：主成分分析（PCA）显示不同引发处理的样本明显分离，基因表达在种子萌发过程中变化显著。通过比较不同处理组，发现了大量差异表达基因（DEGs），这些 DEGs 参与了多种生物过程，如 ABA 激活的信号通路、碳水化合物代谢过程、对非生物刺激的响应等。
- ABA 种子引发诱导淀粉和蔗糖代谢：在 ABA 特异性调节的 DEGs 中，有 13 个与淀粉和蔗糖代谢途径相关。这些基因在发芽种子中主要上调，促进了淀粉和蔗糖水解为小分子糖，增加了可溶性总糖的积累，为种子萌发和幼苗生长提供了能量。
- ABA 种子引发改变黄酮类化合物的合成：研究鉴定出 10 个与黄酮类化合物生物合成相关的 DEGs，编码 7 种关键酶，参与了黄酮类化合物的代谢途径。同时，检测到 52 种黄酮类化合物的差异表达代谢物（DEMs），这些黄酮类化合物在发芽种子和中胚轴中的积累模式不同，且与 DEGs 存在显著相关性。
- ABA 种子引发提高幼苗的抗氧化反应：ABA 种子引发显著降低了超氧阴离子（O2??）和丙二醛（MDA）水平，增加了脯氨酸和可溶性蛋白（SP）含量，提高了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性，有效减轻了氧化应激。
综合来看，本研究表明 ABA 种子引发能够有效增强甜高粱在盐碱土壤中的出苗和抗逆性。ABA 引发通过调节植物激素动态平衡，促进淀粉和蔗糖代谢，为种子萌发和幼苗生长提供能量；同时，诱导黄酮类化合物生物合成，增强抗氧化防御能力，减少氧化损伤。这些发现为提高甜高粱在盐碱土壤中的产量提供了重要的理论依据和实践指导，为农业生产中应对盐碱土壤问题开辟了新的途径。未来，有望进一步深入研究 ABA 种子引发技术的应用，推动甜高粱产业在盐碱地区的发展，让甜高粱在这片特殊的土地上绽放光彩。
