一个研究小组发现，干旱预处理可加速多年生黑麦草植物的分蘖芽的形成和生长。这项研究表明，轻度干旱胁迫后再浇水可通过调节与芽休眠、活动、形成和生长相关的关键基因显著促进这些过程。

研究结果表明，通过利用脱落酸(ABA)、茉莉酸 (JA) 和细胞分裂素 (CK) 等激素变化，有效管理水分胁迫可提高作物产量，特别是在缺水环境中。

水资源短缺是全球农作物生产的主要制约因素，先前的胁迫条件会影响植物对后续环境胁迫的适应性。许多研究表明，干旱预处理可以提高抗旱能力并促进作物生长，尽管一些研究表明，通过干旱预处理提高抗旱能力可能会降低生物量。

分蘖对草的密度和产量至关重要，涉及复杂的基因和激素调节。尽管取得了进展，但人们对这些因素在干旱预处理条件下草分蘖发育中的作用知之甚少。

该研究于 2024 年 1 月 5 日发表在《草类研究》上，阐明了干旱预处理促进多年生黑麦草分蘖发育的机制，重点关注基因表达和激素调节。

为了研究干旱预处理对多年生黑麦草分蘖发育的影响，研究人员实施了三种处理方法：W(充分浇水)、D5 + W3(5 天干旱 + 3 天浇水，随后 5 天停水，然后再浇水 11 天)和 D13 + W(13 天干旱，然后再浇水 11 天)。

观察发现，与W处理相比，D5+W3处理显著增加了分蘖数和芽数，特别是在复水11天后。在D5+W3处理期间，分蘖数从2个增加到9个，复水后，分蘖数激增至32个。

同样，芽数在复水后从 1 个增加到 8 个，然后增加到 27 个。基因表达分析表明，参与芽起始的关键基因，例如 LpMOC1、LpLAX1 和 LpLAX2，在 D5 + W3 处理中显著上调。

此外，与芽休眠相关的 LpDRM1 和 LpARP 在 D5 + W3 处理中含量较低，表明休眠减少。激素分析表明，在 D5 + W3 处理中，细胞分裂素(异戊烯基腺嘌呤和反式玉米素核苷)含量较高，ABA 和 JA 含量稳定，这与分蘖发育增强相关。

此外，与细胞分裂相关的基因，如 LpPCNA 和 LpCycD2，在重新浇水后上调，表明生长活动恢复。总体而言，该研究表明，轻度干旱预处理通过特定的基因调控和激素平衡有效促进分蘖生长，为优化水管理以提高作物在缺水条件下的恢复力和生产力提供了宝贵的见解。

这项研究的首席研究员庄莉莉表示：“这项研究丰富了我们对干旱预处理机制的认识。这项研究采用的水管理方法对于在缺水的情况下提高农作物产量具有重要意义。”

总之，本研究发现，多年生黑麦草的轻度干旱预处理(D5 + W3 处理)通过关键基因改变(LpDRM1、LpARP、LpPCNA、LpCycD2、LpMOC1、LpLAX1、LpLAX2、LpTB1 和 LpD3)和激素变化(低 ABA、高 JA 和高 CK)加速分蘖芽的发生和生长。

这些发现增进了我们对抗旱能力的理解，并提出了优化水管理以提高缺水环境下作物生产力的策略。

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