植物的生长发育过程受到环境胁迫或自然灾害的影响。小麦是重要的粮食作物之一,但是其在生长过程中常受到干旱、高盐和洪涝等逆境的影响;其中,小麦种子的萌发易被各种胁迫延缓乃至打断,进而影响幼苗生长和最终的产量及品质。对于小麦响应逆境胁迫的相关研究大多集中在幼苗和后期生长阶段,对于小麦种子在萌发期应对逆境胁迫的响应机制却鲜有报道。

  中国科学院南京土壤研究所研究员兰平课题组对萌发期的小麦种子采用PEG、NaCl和淹水处理,分别模拟干旱、盐胁迫和洪涝灾害。研究发现,这些逆境均会对种子萌发造成负面影响,其中,淹水损害严重,会导致种子不能正常萌发。进一步对这些胁迫下小麦种子胚和胚乳分别进行蛋白组学分析发现,种子的不同部位均能通过多种方式响应干旱、盐和淹水胁迫。小麦种子胚中主要通过小分子物质代谢、苯丙烷类物质生物合成和脂肪酸降解等途径以应对不同胁迫。此外,小麦种子胚还分别通过半胱氨酸、甲硫氨酸代谢及淀粉和蔗糖代谢以适应PEG、NaCl胁迫和淹水胁迫。