随着全球气候变暖和温室气体排放的增加，导致极端天气状况发生频率和强度逐年增加，农业生态环境日益恶化。其中干旱、洪涝、环境温度极端变化和土地盐碱化等非生物胁迫已成为制约农作物产量和品质的关键因素。为了应对这一问题，研究作物响应非生物胁迫的分子机制，解析作物环境适应性的遗传基础，将有助于利用分子育种技术提高作物的抗逆性和产量。玉米作为世界三大粮食作物之一，在农业生产中极易遭遇气候变化的影响。据报道，全球平均气温每升高1°C，将使玉米平均产量降低7.4%。因此，在全球气候变化的背景下，加快培育抗旱、耐盐碱及耐极端温度境胁迫的玉米新品种培育，是保障我国粮食安全、促进农业绿色可持续发展的重大战略需求。

近日，中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室的研究团队在Molecular Plant在线发表了的题为“Genetic and Molecular Exploration of Maize Environmental Stress Resilience: Towards Sustainable Agriculture”的综述文章。该综述详细概述了环境胁迫对玉米生产的影响，然后从水分胁迫、极端温度及盐碱等三个方面介绍了玉米响应非生物胁迫的应答机制。

文章重点介绍了近年来玉米响应多种环境胁迫的主要研究进展，具体内容包括：1）玉米对水分胁迫响应过程及相关基因资源的挖掘与遗传解析；2）玉米对温度胁迫的应答机制及相关基因资源的挖掘与遗传解析；3）玉米对盐碱胁迫的响应机制及相关基因资源的挖掘与遗传解析。

最后文章提出了作物耐非生物胁迫研究中仍有待解决的若干科学问题，包括1）哪些抗逆相关基因能够有效维持作物产量? 2）单一基因的改造是否能达到保护玉米免受多重环境胁迫的效果? 3）如何打破作物的生长和抗逆性之间的权衡关系?

针对这些问题，文章进一步总结了改良玉米抗逆性的策略和可行性（图1），并提出了今后提高玉米抗逆性以促进农业可持续发展的研究方向，为今后更好地了解植物应对非生物胁迫的能力，进一步破解复杂性状适应性和“基因-环境”互作机制的奥秘提供科学依据，为前沿作物设计和育种创新奠定基础。

图1. 玉米耐受环境胁迫的遗传改良策略

该综述第一作者为中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室的杨志蕊博士、曹一博博士和施怡婷博士，通讯作者为该全国重点实验室的杨淑华教授、蒋才富教授和秦峰教授。工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及北京市高等学校卓越青年科学家等项目的资助。

综述原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.molp.2023.07.005

来源：中国农业大学生物学院

转自：“植物研究进展”微信公众号

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