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扬州大学水稻栽培生理生态团队揭示适度限制供水促进小麦氮素转运的机制

• 适度限制供水（MWL）作为一项有效的田间水分管理措施，对小麦氮素从源器官（茎、叶）向库器官（穗）的高效转运具有重要调控作用。细胞分裂素作为关键的信号分子，在这一过程中参与协调了不同器官间的氮素分配。然而，不同施氮水平下，细胞分裂素如何介导花后MWL对小麦氮素从源器官向库器官再动员，进而协同影响小麦产量和氮素利用效率的生理机制，缺乏深入研究。
  

  近期，扬州大学水稻栽培与生理生态研究团队完成的题为“Cytokinins redistributing drives nitrogen remobilization from source to sink in wheat under moderate water limitation during grain filling”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）2026年5期发表。

  该研究以常规小麦品种扬辐麦8号为供试材料，在花后设置了常规充分灌溉（CWW）和适度限制供水（MWL）两种水分处理，并配合低氮、中氮和高氮三个施氮水平，系统测定了小麦茎、叶和穗等不同器官中细胞分裂素含量、蛋白水解酶（内肽酶、羧肽酶和氨肽酶）活性、总游离氨基酸含量以及游离氨基酸转运蛋白关键基因的表达水平，分析了灌浆期MWL通过调控细胞分裂素在源库器官的再分配，协同促进产量和氮素利用效率提升的生理机制。

  本研究揭示，花后MWL通过调控细胞分裂素再分配，协同促进氮素从源到库的转运，从而提升小麦产量、氮收获指数和氮肥利用效率。MWL不仅能显著促进低氮条件下小麦产量和氮素利用效率的提升，而且该促进效应在施氮量增加时表现得更为明显。从生理机制来看，花后MWL一方面降低源器官（茎、叶）细胞分裂素水平以激活蛋白水解酶，加速蛋白质降解；另一方面提升库器官（穗）细胞分裂素含量，上调氨基酸转运蛋白基因表达，增强库器官氮素接收能力。上述过程协同优化籽粒氮积累，最终实现小麦产量、氮收获指数及氮肥利用效率的协同提升。

  
  

  
  

  该研究结果不仅为提高小麦产量和氮肥利用效率提供了新策略，也为揭示小麦氮素再动员的特异性机制提供了新见解。

  扬州大学水稻栽培与生理生态团队杨建昌教授和张伟杨副教授为论文的通讯作者，博士研究生刘颖为论文第一作者。香港浸会大学张建华教授也参与了相关工作。该研究得到国家自然科学基金（32572422、32272198）、扬州大学高端人才支持计划（YZU-2028-01）、江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）以及中国创新科技署对香港中文大学农业生物技术国家重点实验室的政府资助（2022/23-2023/24）的支持。

  
  

  Cite the article:

  Ying Liu, Jiangyao Fu, Haotian Chen, Yajun Zhang, Siyu Li, Kuanyu Zhu, Yunji Xu, Weilu Wang, Junfei Gu, Hao Zhang, Zhiqin Wang, Lijun Liu, Jianhua Zhang, Weiyang Zhang, Jianchang Yang. 2026. Cytokinins redistributing drives nitrogen remobilization from source to sink in wheat under moderate water limitation during grain filling. Journal of Integrative Agriculture, 25(5): 1857-1870.

  https://doi.org/10.1016/j.jia.2025.02.032

Pubdate： 2026-05-14    Viewed： 62