Forbedrer varmetolerancen i kølige sæsoners græsplæner

Et forskerhold gennemgik de fysiologiske og morfologiske ændringer i kold-sæson græsplæner under høj temperatur stress, sammen med fremskridt i molekylær karakterisering af deres temperatur regulatoriske netværk. De foreslog metoder til at forbedre plænegræssens varmetolerance og fremhævede udfordringerne i at forske i varmetolerancemekanismer.

Dette arbejde har betydelig værdi for at forbedre den dekorative og funktionelle kvalitet af by- og sportsgrønt, hvilket potentielt kan føre til udvikling af mere modstandsdygtige græsplænevarianter.

Græsgræsser er kategoriseret i kølige sæsoner og varme sæsontyper baseret på deres klimatiske oprindelse. Græsgræsser fra den kølige sæson fungerer optimalt ved temperaturer fra 15-24°C over jorden og 10-18°C under jorden. Disse græsser, der er kendt for deres mørkegrønne løv og tilpasningsevne til kulde, står over for udfordringer, når de udsættes for temperaturer over 30°C, og oplever problemer som visnen, gulning og frøplantedød.

Denne temperaturfølsomhed påvirker deres æstetiske tiltrækningskraft negativt og øger vedligeholdelsesomkostningerne, især i tempererede og overgangszoner. Nuværende forskning er centreret om at forstå de fysiologiske og biokemiske reaktioner af græsplæne på varmestress, lokalisering af varmetolerancegener og belysning af de underliggende molekylære mekanismer. Denne viden er afgørende for forædling af varmebestandige sorter og forbedring af plænehåndteringspraksis.

Studiet offentliggjort i Grass Research den 10. april 2024, detaljeret de fysiologiske og morfologiske påvirkninger af høj temperatur på græsplæner i den kolde sæson, undersøger fremskridt inden for molekylær karakterisering, foreslår forbedringsstrategier og fremhæver forskningsmangler i forståelsen af ​​varmetolerancemekanismer.

Stress ved høje temperaturer fører til suboptimale betingelser for væksten af ​​græsgræsser fra den kolde sæson, hvilket resulterer i reduceret frøspiringshastighed, nedsat rodvitalitet og rotation, visnende og gulnede blade og forekomsten af ​​døde frøplanter. For eksempel blev spirehastigheden for sorterne "Yatsyn", "Nui" og "Mathilde" signifikant reduceret til henholdsvis 3,3 %, 29,7 % og 1,6 % ved 36 °C, og rodvitaliteten og rotationskraften hos arter som høje. svingel og krybende bøjegræs faldt betydeligt under høj temperaturbelastning.

I mellemtiden resulterer stress ved høje temperaturer i membranskader, ROS-akkumulering, fotosynteseskader, forstyrret kulhydratmetabolisme, forstyrret fedtsyremetabolisme, forstyrret transpiration og osmotisk regulering og fytohormonubalance i koldsæsonens græsplæner. Derudover opsummerede de molekylære mekanismer af græsplæner i kølige sæsoner til høj temperaturstress.

Varmestress inducerer ekspression af varmestress-relaterede gener (HSF'er, F-box, MBF1C, HOX'er osv.) eller miRNA, som styrer ekspressionen af ​​nedstrømsgener for at regulere plantevarmetolerance. Endelig foreslår gennemgangen strategier til forbedring af termotolerance i kølige sæsongræsgræsser, herunder dyrkning og vedligeholdelsesstyring, forædling af varmetolerante plænegræssorter ved genteknologi.

Den identificerer huller i forståelsen af ​​de nøjagtige molekylære mekanismer bag varmetolerance og foreslår at fokusere fremtidig forskning på disse områder for at hjælpe med at udvikle varmetolerante græsplæner til den kolde sæson.

Ifølge undersøgelsens ledende forsker, Zhulong Chan, "Vi sigter mod at give referencer til forskningen i karakterisering af varmetolerancemekanisme og avl af varmetolerant kold-sæson-græsgræs."

Denne forskning bringer omfattende indsigt til at forbedre de æstetiske og funktionelle aspekter af by- og sportsgræs, hvilket potentielt baner vejen for skabelsen af ​​mere robuste græsplænsvarianter.

Flere oplysninger: Tianxiao Sun et al., Hvordan reagerer græsplæner i den kolde sæson på høje temperaturer:fremskridt og udfordringer, Græsforskning (2024). DOI:10.48130/grares-0024-0008

Leveret af Chinese Academy of Sciences