宁夏农林科学院马铃薯生物育种团队在避荫反应研究方面取得新进展
近日,在国家自然科学基金项目(32260529)的资助支持下,宁夏农林科学院马铃薯生物育种团队联合甘肃农业大学农学院、中国农业科学院作物科学研究所,在植物避荫反应机制解析与马铃薯耐密植分子育种研究中取得创新性进展。
针对马铃薯密植栽培下冠层光环境变化引发的植株避荫响应难题,宁夏农科院马铃薯生物育种团队创新构建多光质梯度处理体系,研究以马铃薯幼苗为试验材料,设置白光对照、低蓝光、低红光/远红光比例、复合遮荫四种差异化光质处理条件,精准模拟不同密植程度下田间冠层的真实光环境。同时,整合多维度研究技术,将植株形态观测、叶片解剖结构分析、内源激素定量检测与高通量转录组、代谢组测序技术相结合,搭建起“表型—激素—分子”多层次整合分析框架,系统性解析了马铃薯幼苗应对遮荫胁迫的响应机理。
系列研究结果表明,低蓝光、低红光/远红光两类光信号可通过不同分子通路,分别调控马铃薯茎秆伸长、叶片结构发育及内源激素代谢过程,且复合遮荫处理能够显著强化植株的避荫响应特征。研究团队进一步筛选鉴定出一批参与光信号感知、激素信号转导、光合作用及碳水化合物代谢的关键候选基因与代谢物,为后续分子育种研究锁定核心靶点。目前,该系列研究成果已先后发表于JCR1区期刊《BMC Plant Biology》及核心期刊《生物技术通报》。
本研究依托植物生物育种宁夏重点实验室、宁夏农业生物技术研究科技创新团队及宁夏农业生物技术研究专家服务站平台完成,进一步阐明了马铃薯避荫反应的分子调控机制,不仅为解析密植条件下作物株型建成、光能高效利用及产量形成的内在机制提供了全新科学依据,也为培育耐密植马铃薯理想株型、构建高产高效栽培技术体系筑牢了理论基础。
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