盐胁迫下耐盐水稻非结构性碳水化合物代谢与转运增强促进咸水灌溉产量提升的机制研究

为解决沿海地区淡水资源匮乏条件下水稻产量下降问题，研究人员通过对比耐盐品种（CY1000/JLY534）与盐敏感品种（LLY8612）在咸水灌溉下的生理响应，发现耐盐品种通过增强茎鞘非结构性碳水化合物（NSC）积累与转运效率、提高K+/Na+比及维管束发育等机制维持产量。该研究为咸水农业提供了关键理论依据与技术靶点。

　　

随着全球人口增长与淡水资源短缺加剧，沿海地区农业面临严峻挑战。水稻作为主粮作物对盐分极其敏感，当灌溉水电导率超过3.0 dS m^-1时，产量会急剧下降。中国海南省的科研团队发现，利用稀释海水（咸水）灌溉虽能缓解淡水压力，但会导致盐敏感品种产量损失高达92%。这一困境促使人们思考：为何某些耐盐品种能在咸水条件下保持相对高产？

海南省三亚市崖州区大旦村和乐东黎族自治县的研究人员选取耐盐品种Chaoyou1000（CY1000）、Jingliangyou 534（JLY534）和盐敏感品种Longliangyou 8612（LLY8612），设置淡水对照与0.3%、0.6%咸水灌溉处理，通过两年田间试验揭示了非结构性碳水化合物（NSC）代谢的关键作用。相关成果发表在《Plant Physiology and Biochemistry》，为沿海盐碱地水稻栽培提供了新思路。

研究采用生理指标测定结合分子生物学手段，重点分析了茎鞘NSC积累动态、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性、OsSUT1/2基因表达，并观测了穗颈维管束解剖结构。通过测定K⁺/Na⁺比、根系活力等参数，系统解析了耐盐品种的适应机制。

Rice yield and its components under brine irrigation
数据显示，0.6%咸水灌溉使盐敏感品种LLY8612产量降低87.2-92.0%，而耐盐品种CY1000和JLY534仅损失68.0-77.9%和71.6-72.9%。耐盐品种通过维持较高每穗粒数和结实率缓解产量下降。

Effects of brine irrigation on accumulation and translocation of NSC
耐盐品种在抽穗期茎鞘NSC积累量比盐敏感品种高19.3-36.7%，成熟期NSC转运效率提升23.5-41.2%。其穗颈维管束数量和面积分别增加14-22%和18-25%，为碳水化合物运输提供结构基础。

分子机制解析
耐盐品种在抽穗期茎鞘中蔗糖转运蛋白基因OsSUT1/2表达量提高1.5-2.3倍，蔗糖合成酶（SuSy）活性增强37-44%。同时，其茎鞘K⁺含量比盐敏感品种高2.1-2.8倍，K⁺/Na⁺比维持更优离子平衡。

生理适应性
耐盐品种叶片净光合速率比敏感品种高21-28%，根系活力提升33-39%，这些特性共同促进干物质积累并向籽粒高效分配。

该研究首次系统阐明耐盐水稻通过"维管束发育-NSC转运-离子平衡"三位一体机制适应咸水环境。耐盐品种增强的穗颈维管束网络为碳水化合物运输提供"高速公路"，而OsSUT基因的高表达相当于"运输车辆"扩容，配合K⁺/Na⁺比维持的"道路畅通"，最终实现产量稳定。这一发现不仅为耐盐育种提供了OsSUT1/2等关键靶点，也为沿海地区制定0.3%咸水灌溉方案提供了实践依据，对保障粮食安全具有重要战略意义。