隨著全球溫室效應的加劇，極端高溫天氣日益頻繁，高溫已經成為限制植物生長發育及地理分布的主要因素。近年來的研究表明，外源小分子化合物，例如植物激素、多胺等在調控植物應答非生物脅迫中起著重要作用。因此，探究外源小分子化合物在緩解高溫脅迫對植物損害中的作用及潛在的生理分子機制，可為提高植物耐高溫能力提供科學方法與依據。
進展一：紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上栽培和應用最廣泛的牧草，具有營養價值豐富、產量高等特點，素有“牧草之王”的美譽。紫花苜蓿喜溫涼，南方夏季的高溫天氣易導致其產量和品質下降。本研究探究了外源植物激素水楊酸（SA）在緩解高溫對紫花苜蓿傷害中的作用，結果發現，在高溫條件下，外源SA預處理改善了紫花苜蓿的葉片形態，提高了株高、生物量、葉綠素含量、光合效率及抗氧化酶活性，降低了電解質滲透率（EL）和丙二醛（MDA）含量，顯著增強了紫花苜蓿的耐高溫能力，且較低濃度（0.25 m M） 的外源SA效果更為明顯。相關成果以 “Exogenous salicylic acid ameliorates heat stress-induced damages and improves growth and photosynthetic efficiency in alfalfa (Medicago sativa L.)”為題發表于SCI期刊Ecotoxicology and Environmental Safety（論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651320300452?via%3Dihub）。
進展二：此外，武漢植物園與湖北省農業科學院中藥材研究所合作探究了外源小分子化合物亞精胺（SPD）和褪黑素（MLT）在緩解高溫脅迫對半夏傷害中的作用。研究表明，外源SPD和MLT都可以顯著降低熱脅迫造成的半夏葉片細胞膜系統損傷并提高其光合效率。進一步地轉錄表達分析發現，SPD與MLT 可能通過調控HSPs、Hsfs、激素相關基因、抗氧化酶基因及WRKY、NAC等轉錄因子的表達來降低高溫對半夏的損傷。研究結果為SPD和MLT提高植物耐熱能力提供了科學依據。相關成果以“Transcriptomic analysis of short-term heat stress response in Pinellia ternata provided novel insights intothe improved thermotolerance by spermidine and melatonin”為題發表于SCI期刊Ecotoxicology and Environmental Safety（論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651320307168?via%3Dihub）。
上述研究分別得到了國家自然科學基金(31672482和31401915)和湖北省科技創新計劃基金(2018ZYYD013)的支持。武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組博士研究生Misganaw Wassie為論文一第一作者，陳良研究員和曹麗雯博士為共同通訊作者，科研助理馬光婧為論文二第一作者，曹麗雯博士為通訊作者。
