上海市农业生物基因中心与长江大学农业学院的科研团队，近日在《International Journal of Molecular Sciences》期刊（JCR 2区，IF 4.9）发表了一篇题为《水稻耐盐与耐旱胁迫的生理与分子机制：进展与未来方向》的综述文章。文章详细分析了水稻在盐、干旱胁迫下的应答机制，并为未来育种策略提供了指导建议。盐胁迫通过增加钠离子浓度，破坏水稻细胞的离子平衡，导致水分流失和氧化损伤，干旱胁迫则抑制根系的水分吸收，降低光合作用效率。两种胁迫共同影响水稻的生长、发育和产量，尤其在全球气候变化加剧的背景下，对水稻生产构成严峻挑战。该研究为开发高抗逆性水稻品种提供了科学依据。

 盐和干旱胁迫是水稻生产中的主要非生物胁迫，严重威胁全球粮食安全。盐胁迫引发细胞内钠离子过度积累，干扰正常的新陈代谢，导致细胞脱水、膜损伤和氧化应激。钠离子过量还会影响钾离子的正常吸收，从而进一步阻碍水稻的生长。干旱胁迫主要通过减少水分供应，限制光合作用，并抑制植株的生长和分蘖。长时间的干旱可导致作物失水萎蔫，严重时可能造成绝收。因此，了解盐、干旱胁迫对水稻的影响至关重要，它直接决定了未来育种工作的方向。

 面对盐、旱胁迫，水稻通过多层次的生理和分子应答机制来增强自身的耐受能力。渗透调节是水稻对胁迫的关键反应之一，水稻通过积累脯氨酸、可溶性糖等渗透物质，维持细胞的水分平衡。此外，植物激素如脱落酸（ABA）调节气孔开闭，以减少水分流失。水稻还通过启动钙信号、活性氧（ROS）清除机制和MAPK级联反应，调控抗逆基因的表达，从而缓解胁迫带来的伤害。离子平衡的维持依赖于SOS通路等离子调控机制，这些机制使水稻能够在盐、干旱环境下保持生长活力。

未来水稻育种的策略将重点结合基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）和多组学分析方法，以提升水稻的抗逆性。通过对抗盐、耐旱基因的深入挖掘，科学家们能够精准定位并增强与抗逆性相关的基因功能。此外，智能农业技术的发展，结合精准灌溉和养分管理，将有助于提高水稻的资源利用效率，减轻环境胁迫对产量的影响。跨学科的合作与创新技术的应用，将为应对未来复杂的农业挑战提供新的解决方案。

上海市农业生物基因中心与长江大学联合培养的硕士研究生李青扬与朱沛文助理研究员为论文共同第一作者，徐俊英副教授和刘国兰研究员为论文共同通讯作者。上述研究成果得到上海市科学技术委员会（21N11900200），中国农业科研系统水稻专项基金（CARS-01），比尔及梅琳达-盖茨基金会（INV-033236-3）、湖北省自然科学基金（2023AFA022）的资助。

文图：朱沛文

编辑：龙渡

审核：周佩雯