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12月22日，記者從海南大學(xué)獲悉，該校南繁學(xué)院（三亞南繁研究院）王守創(chuàng)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)闡釋了酚胺類(lèi)化合物在植物感知、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境中的核心樞紐作用，為作物抗逆育種提供了“代謝新藍(lán)圖”。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《植物科學(xué)趨勢(shì)》。

植物無(wú)法主動(dòng)移動(dòng)，需依靠?jī)?nèi)在精密的化學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)干旱、高溫、病蟲(chóng)害等多重環(huán)境脅迫。酚胺是植物體內(nèi)廣泛存在的天然代謝產(chǎn)物，被公認(rèn)為增強(qiáng)植物自身抵抗力的關(guān)鍵物質(zhì)之一。不過(guò)，此前科學(xué)界對(duì)酚胺在植物整體代謝網(wǎng)絡(luò)中的核心定位、多樣功能間的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，以及如何將其系統(tǒng)性應(yīng)用于作物遺傳改良等關(guān)鍵問(wèn)題，缺乏統(tǒng)一且深入的理論闡釋。

為破解這一難題，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)整合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果并開(kāi)展前瞻性分析，首次從“代謝建筑師”的視角，構(gòu)建起酚胺調(diào)控植物環(huán)境適應(yīng)的系統(tǒng)理論框架。研究明確，酚胺處于植物初級(jí)代謝與次級(jí)代謝、生長(zhǎng)發(fā)育與防御抗逆信號(hào)的交匯關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，堪稱(chēng)調(diào)控資源分配、維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、傳遞脅迫信號(hào)的“總調(diào)度師”——能助力植物在資源有限條件下，智能權(quán)衡“生長(zhǎng)”與“生存”的平衡，做出最優(yōu)適應(yīng)決策。

作為抗逆“多面手”，酚胺可通過(guò)增強(qiáng)植物抗氧化能力、提供光保護(hù)、強(qiáng)化細(xì)胞壁、抑制病原入侵等多重途徑，構(gòu)建立體的物理與化學(xué)防御體系。同時(shí)還能與多種植物激素信號(hào)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同互動(dòng)，整合不同環(huán)境脅迫信號(hào)，精準(zhǔn)調(diào)控植物全局抗逆反應(yīng)。研究表明，通過(guò)對(duì)酚胺的合成與分布進(jìn)行“代謝工程”設(shè)計(jì)，可定向改造作物抗逆特性，培育出穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、能抵御多種逆境脅迫的作物新種質(zhì)。

王守創(chuàng)表示，該研究為理解植物在復(fù)雜環(huán)境中“如何活下去、活得更好”提供了全新理論支點(diǎn)與研究方向，既為發(fā)展低投入、高效率的作物抗逆策略提供了重要思路，也為應(yīng)對(duì)全球氣候變化背景下的糧食安全挑戰(zhàn)、推動(dòng)綠色低耗可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了創(chuàng)新解決方案。