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高温威胁大麦产量，但解决方案存在

全球气温上升严重降低了作物的产量和质量，大麦也不例外。这种对动物饲料和啤酒酿造至关重要的谷物，其生长因高温而受到干扰。热浪会损伤细胞膜、破坏蛋白质并增加有害细胞的活性氧物种的产生。这些干扰阻碍了植物的光合作用和繁殖，导致产量大幅下降。

为了应对这一问题，研究人员正在研究生理和分子机制。在生理方法方面，优化播种日期可以让大麦在关键的开花和籽粒灌浆期避开高温时段。合理的灌溉和精准的肥料管理也能帮助植物更好地抵御高温，通过保持水分和营养水平来增强抗性。接种有益真菌和细菌还能增强大麦的耐受性，通过刺激生长并改善其对胁迫的防御系统。

某些微生物，如芽孢杆菌的特定菌株，能够产生植物激素并固定氮素，从而促进营养吸收。它们还能中和活性氧物种，后者在热胁迫下会导致植物内离子失衡。

在分子层面，研究取得了显著进展。一些耐热基因已从模式植物（如拟南芥）中被鉴定并引入大麦。例如，来自野生大麦的基因 HvGST4 在拟南芥中被过量表达，不仅提高了其对高温的耐受性，还增强了对干旱、盐分和低温的抵抗力。该基因能刺激谷胱甘肽的产生，这是一种保护细胞的天然抗氧化剂。另一个基因 TaHsfA6b 来自小麦，通过基因编辑被整合到大麦中，增强了其在高温下保持正常特性的能力。

研究人员还鉴定出与耐热性相关的遗传区域，称为QTL。其中三个区域与120种大麦品种的热胁迫抗性相关，而其他十个区域则同时影响抗性和籽粒质量。这些发现使得通过基因组选择技术筛选更强健的品种成为可能，该技术通过分析DNA来预测植物的表现。

CRISPR基因编辑技术作为一种精确的DNA修饰方法，也展现出光明前景。它能够针对特定基因改善大麦的抗性，而无需引入不良突变。通过这种方式修饰的品种能够产生更多热休克蛋白，在胁迫条件下保护细胞。

最后，一些农业实践如热激处理（priming），即短暂暴露幼苗于中度高温中，能帮助大麦更好地应对后续更高的温度。这种技术会激活防御机制，如产生抗氧化酶和保护性蛋白，从而减少细胞损伤。

这些进展结合优化的种植管理，可能有助于在气候变暖背景下维持甚至提高大麦产量。目前在某些地区，热浪导致的产量损失高达50%，而这些措施有望减少损失，为依赖大麦的产业提供稳定供应。

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Mentions des sources

Publication citée

DOI : https://doi.org/10.1007/s44372-026-00718-6

Titre : Evaluation of molecular and physiological mechanisms underpinning heat stress tolerance in barley (Hordeum vulgare L.): an approach towards heat resilient barley production

Revue : Discover Plants

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Ali Hasnain; Muhammad Naveed Anjum; Zahid Mehmood; Adeel Mustafa; Muhammad Umer Farooq Awan