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玉米跨代干旱胁迫记忆生理机制及DNA甲基化变化分析

2021-11-09尹晓雨于晓明刘晓丹

西北植物学报 2021年10期
关键词:记忆植物

王 霞,尹晓雨,于晓明,刘晓丹

(吉林农业科技学院,吉林 吉林 132101)

玉米(ZeamaysL.)不仅是中国三大粮食作物之一,还是重要的饲料作物和工业原料,是目前世界上产量最大的禾谷类作物,在国民经济中占有非常重要的地位。作为旱地农作物,玉米的需水量非常大,对环境中的水分缺失很敏感[1]。随着全球干旱问题日益严重,干旱已经成为制约玉米产量的首要因素,中国约有60%的玉米种植面积受到干旱胁迫[1]。作为中国玉米主产区,吉林省西部有一半以上的干旱地没有得到开发利用。研究玉米的抗旱机制、培育抗旱新品种是目前亟待解决的问题,而弄清玉米跨代干旱胁迫记忆机制是解决这一问题的重要途径。

胁迫记忆(stress imprint)是指植物在经历初始胁迫后,当再次面对生物和非生物胁迫(干旱、冷冻、高温、高盐等)时会产生更高耐受性的现象[2]。2015年,Ramírez[3]等发现经多次干旱胁迫后的马铃薯拥有更强的抗氧化性,同样,研究者们在小麦[4]、葡萄[5]、马铃薯[5]等多种植物中陆续发现它们对过去经历的逆境胁迫具有记忆效应。2018年,“植物对逆境的记忆功能与进化”入选中国科学技术协会的60个重大科学问题和工程技术难题,掀起了胁迫记忆相关研究的热潮。研究发现,胁迫记忆可能是短期的,也可能是长期的,短期记忆不能遗传,但可以提高植物对逆境的适应能力,长期记忆却可以通过一种未知的机制传递给子代,产生跨代胁迫记忆,使植物能够更快更强地应对逆境[3]。目前,大量证据表明,植物会对当代胁迫产生印记并表现出更为强烈的抵御机制[3-6],但是关于跨代胁迫记忆方面的研究报道却不多。……

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