隨著全球氣候變化，降水的空間異質性越來越顯著。尤其在干旱和半干旱區域，植物常有“久旱逢甘露”的遭遇。目前在植物應答干旱脅迫的研究較多。植物如何應答干旱后復水，其相應機制仍然未知。同時大部分農作物對干旱、高溫比較敏感，這些脅迫因子不可避免地造成作物減產。關于植物響應環境變化的研究大多數只涉及到單一脅迫，而自然條件下植物面對的往往是多種脅迫條件，比如干旱和高溫經常同時發生。植物在應答單一脅迫與多種脅迫的機制上存在著一定的差異。因此，比較研究多重脅迫和單一脅迫對植物的影響，可以更加深入地了解植物對自然環境的適應機理。
馬齒莧作為一種藥食兩用植物，富含多種維生素和脂肪酸。對包括干旱和高溫在內的多種脅迫具有較強的抗性。中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室植物水分脅迫生物學學科組2013級博士研究生金蕊在產祝龍研究員的指導下，探究了馬齒莧逐步響應干旱和復水的生理特征。研究結果表明，10天左右的干旱處理明顯提高了馬齒莧體內活性及脯胺酸的含量，葉綠素含量下降，電導率上升。而復水后3小時之內，多種生理指標迅速恢復，1-3 天后即恢復到對照水平。該研究不僅解析了馬齒莧對復水的響應，同時也為馬齒莧逆境條件下的適時采收提供了生理水平上的依據。文章發表在Scientia Horticulturae上(doi:10.1016/j.scienta.2015.08.023)。
另外，從生理水平和代謝水平探究了馬齒莧對干旱、高溫和干旱高溫雙重脅迫的應答。相對于單一脅迫，雙重脅迫對馬齒莧造成了更嚴重的傷害。馬齒莧采用不同的生理及代謝策略應答脅迫，包括提高抗氧化物、滲透調節物質及初生代謝物含量，減少葉片的失水量和細胞損傷。
該研究解析了植物對干旱高溫雙重脅迫和單一脅迫不同的應答機制。文章發表在Frontiers in Plant Science期刊上(doi: 10.3389/fpls.2015.01123)。
干旱高溫雙重脅迫影響馬齒莧碳水化合物的代謝
馬齒莧對干旱和復水處理的響應
