新快报讯 紫花苜蓿是全球种植面积最大的优质多年生豆科牧草,兼具突出的经济与生态价值。我国苜蓿主产区集中在北方干旱半干旱区域,南方夏季高温叠加频繁强降雨的气候条件,严重制约引种苜蓿正常生长,常引发叶片早衰脱落、产草量下滑、病虫害高发等问题。如何在高温高湿复合胁迫下破解生长与抗逆的权衡矛盾,兼顾生物量积累与饲草品质,是南方苜蓿育种亟待攻克的关键科学难题与产业瓶颈。
研究通过基因工程的手段创制了拟南芥AtFLZ13基因过量表达的紫花苜蓿新种质,证实AtFLZ13可用于培育高产耐湿热苜蓿,突破了该领域优良育种靶点匮乏的困境。
不同于传统基因改良常出现的“抗逆提升但生长受抑”的缺陷,异源过表达AtFLZ13可实现抗性与产量协同提升:湿热胁迫后转基因株系成活率由对照中苜1号的15%提升至60%以上,温室试验中株高、叶片数量、叶面积显著增大,地上鲜重、干重增幅达50%–100%。
生理与转录组解析表明,AtFLZ13通过上调13个POD等基因减轻氧化损伤,同时激活10个糖苷水解酶基因促进可溶性糖积累,从而构建起抗氧化损伤与渗透调节协同的防御体系。此外,研究跨越2025和2026两个年度,在典型高温多雨的华南湿热生态区(广州)完成了涵盖2个和3个刈割再生生长周期的田间连续追踪试验,证实转基因品系在经历盛夏极端连阴雨与高温复合胁迫下仍具有显著持久的生长和农艺增产优势,为推进我国优质苜蓿“北草南移”战略提供了极具应用可行性的基因和种质资源。
采写:新快报记者陈慕媛 通讯员杨超
