山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院殘留檢測技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《Journal of Hazardous Materials》(IF:12.2,中科院一區(qū),TOP期刊)發(fā)表了題為"Effects of Organic Selenium on Metabolic Responses and Disease Resistance in Rose Plants"的研究論文。該研究通過生理學(xué)和多組學(xué)等分析技術(shù),系統(tǒng)闡明了有機(jī)硒通過調(diào)控植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、糖代謝通路及脂肪酸合成途徑影響玫瑰開花進(jìn)程的關(guān)鍵分子機(jī)制。研究成果不僅為解析植物硒營養(yǎng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新視角,更為綠色農(nóng)業(yè)中硒肥的科學(xué)應(yīng)用奠定了重要理論基礎(chǔ)。
研究發(fā)現(xiàn),外源施加有機(jī)硒會顯著抑制玫瑰花芽分化和花瓣展開,且隨著硒濃度升高,花朵中脫落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量顯著增加。JA和谷胱甘肽(GSH)等關(guān)鍵代謝物對開花進(jìn)程具有直接調(diào)控作用。硒誘導(dǎo)的抗病相關(guān)代謝物雖能增強(qiáng)植物抗逆性,但可能通過“抗病-開花權(quán)衡”機(jī)制導(dǎo)致開花異常,這一發(fā)現(xiàn)為理解植物抗逆與繁殖的平衡提供了新視角。團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),硒通過上調(diào)磷酸戊糖循環(huán)相關(guān)基因(如galm、idnk)及代謝物,激活花朵早期誘導(dǎo)信號。此外,硒顯著影響亞油酸和α-亞麻酸代謝途徑,并上調(diào)關(guān)鍵基因LOX2S(Rru01G000760等)和AOS(Rru06G051490),促進(jìn)JA合成,揭示了硒調(diào)控開花的脂代謝分子基礎(chǔ)。此外,低濃度硒可提升玫瑰光合效率,表現(xiàn)為NADH脫氫酶、petA、petC等光合電子傳遞鏈基因的上調(diào)。同時(shí),硒通過調(diào)節(jié)抗氧化酶活性(如GSH)和激素水平,增強(qiáng)植物的氧化應(yīng)激防御能力,進(jìn)一步證實(shí)了硒作為調(diào)節(jié)劑在作物健康中的關(guān)鍵作用。該研究系統(tǒng)解析了有機(jī)硒在植物抗病與開花中的復(fù)雜作用,為硒肥的精準(zhǔn)施用提供了理論支撐。該研究建議,在觀賞植物栽培中需權(quán)衡硒濃度以平衡抗病性與開花品質(zhì),而在抗逆作物生產(chǎn)中可優(yōu)化硒用量以提升綜合抗性。這一成果對推動綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展和作物健康管理具有重要意義。
該論文以山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院為第一完成單位和通訊單位,殘留檢測技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)卞艷麗博士為論文第一作者,梁林研究員為通訊作者,該研究得到了山東省公益行業(yè)專項(xiàng)(LNZZ2022055)和山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。
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