赵长延，柳延涛，贾秀苹，刘胜利，雷中华，王鹏，朱志锋，董红业，吕增帅，段维，万素梅
DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0670
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1 盐碱胁迫下褪黑素对作物生长发育的影响
2 盐碱胁迫下褪黑素对作物生理机制的影响
2.1 维持离子平衡
2.2 增强抗氧化系统
2.3 改善光合作用
2.4 改善渗透调节
2.5 信号转导
2.6 调控激素
3 盐碱胁迫下褪黑素在作物分子机制研究
3.1 盐碱胁迫下褪黑素在作物代谢组水平研究
3.2 盐碱胁迫下褪黑素在作物转录组水平的研究
我国有广阔的土地资源，并且盐生植物资源、咸水资源丰富，盐碱地面积广阔在满足多样化食物需求和生态建设方面潜力巨大。另外，盐生植物具有良好盐碱地改良效果。虽然前人在盐生植物的开发利用方面进行了大量研究，但依然迫切需要加强高效益、耐盐能力强的盐生植物培育、栽培、加工。褪黑激素作为抗氧化剂和信号分子，它在人类和其他动物中得到了广泛的研究，而作物研究却落后了，鉴于其重要性和意义，褪黑素在作物中的生物合成及其生物学功能越来越受到人们的关注，并且已成为作物生物学领域的研究热点，近年来进行了越来越多的研究。有研究表明，褪黑素存在于植物的不同部位，并且褪黑素的生物合成直接通过清除ROS和RNS，间接通过恢复叶片超微结构、改善光合作用系统、刺激作物生长调节物质、激发作物体内抗氧化活性等途径，在缓解非生物和生物胁迫中发挥重要作用。然而，除了作物中的其他天然保护剂之外，内源性褪黑素不能保护植物免受严重胁迫条件，外源褪黑素表现出显著的应对机制，特别是在生物和非生物胁迫是作物产量的限制因素的情况下，在恶劣的环境中，通过促进作物生长调节，延缓叶片衰老，增加光合作用，并增加ROS和RNS清除抗氧化系统。
褪黑素是一种多效性分子，有巨大的研究潜力，研究褪黑素以更好地了解褪黑素对植物基本生命功能的影响，并创造新的方法来推进植物栽培和盐碱地治理的进展。在当前褪黑素对作物耐盐碱分子机制的研究中，虽然已经取得了显著的进展，但仍有许多未知领域等待我们去探索和揭示。
（1）深入解析褪黑素调控机制，研究褪黑素调控网络。进一步揭示褪黑素提高作物耐盐碱调控网络机制。明确褪黑素如何影响基因的表达和转录，以及这些基因在耐盐碱过程中的具体作用机制。褪黑素在生物和环境植物胁迫下，受体诱导的信号通路仍需要探索。同时通过基因编辑等技术手段，验证关键基因与褪黑素的协同作用，转基因植物中的MT含量有明显提高的报道，现代转基因作物可以利用改良的MT生物合成，通过在生物和非生物胁迫下存活来提高农业产量，在未来几年，现代和传统的育种方法可能会产生MT水平升高的作物。
（2）多组学联合分析。作物受到胁迫时会有一系列复杂的反应来应对，有复杂的交叉反应，在研究中不能只利用单一分析方式，整合转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学数据，全面解析褪黑素参与作物耐盐碱响应的复杂代谢途径。深入研究褪黑素如何调节细胞内的物质代谢和能量平衡，以及其与其他信号分子之间的交互作用，构建更为完整的生理调控模型。
（3）探索褪黑素与环境以及微生物的互作研究。在自然环境中，作物面临的不仅仅是盐碱胁迫，还包括干旱、高温、病虫害等多种逆境。未来的研究应将褪黑素对作物耐盐碱的作用置于复杂的环境背景下，探讨其在多重胁迫交互作用下的调控机制，为实际农业生产提供更具综合性和适应性的解决方案。褪黑素对作物根际微生物群落结构和功能的影响，以及微生物在褪黑素增强作物耐盐碱能力中的作用。揭示褪黑素与微生物之间的信号交流机制，开发基于褪黑素和有益微生物协同作用的新型农业生物技术，为提高作物在盐碱地的生长和产量提供创新的解决方案。
（4）跨学科合作的推动。褪黑素对作物耐盐碱生理机制的研究涉及植物生理学、分子生物学、遗传学、生态学等多个学科领域。加强跨学科的合作与交流，整合不同学科的研究方法和技术手段，将有助于从多个角度深入理解褪黑素的作用机制，加速研究成果的转化和应用。
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