墨尔本大学尼莉莎·汉宁克博士 对菜籽油的需求不断增加，这意味着作物生长正在向干旱地区扩展
信用:Shutterstock 在炎热的夏天，我们中的幸运者可以依靠空调、风扇甚至游泳来应对高温
但是下一次你拿起空调遥控器的时候，想想其他经历极端高温的生物，但是不能做任何事情来摆脱它——比如植物——因为我们都有一个更温暖的未来
政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测我们将会看到一个3
到本世纪末全球平均气温上升7摄氏度(正负1
从1880年开始，我们已经经历了1摄氏度的上升
墨尔本大学的一个团队正在研究是什么让一些植物更能应对极端高温，目的是开发能够抵御高温胁迫的新植物品种
兽医和农业科学学院的普雷姆·巴拉教授说:“当我们考虑到我们的大部分食物、纤维和庇护所都来自植物时，很明显，帮助它们适应不断升高的温度是至关重要的。”
“我们知道，在植物生长的特定阶段，温度升高会对植物发育产生负面影响，这会导致作物生产力和产量的损失，”巴拉教授说
“但为了帮助植物适应更高的温度，我们需要回到起点，了解哪些基因参与了对极端高温的积极和消极反应的第一阶段
" 研究团队，也包括博士
D
候选人尼塔·罗哈尼和莫汉·辛格教授研究了极端高温对油菜的影响，油菜是澳大利亚第三大作物，也是重要的经济作物之一
澳大利亚约25%的菜籽油用于出口
“在美国，油菜籽被称为油菜籽，人类消费、工业用途和生物柴油生产对油菜籽油的需求不断增加，导致油菜籽种植不断扩大到更干旱的地区，进一步增加了对不利天气事件的暴露，”巴拉教授说
“以前的研究表明，油菜籽在田间生长的临界温度在27到30摄氏度之间，”她说
“32℃以上的高温已被证明特别影响植物的有性繁殖
" 在这种繁殖过程中，花粉由昆虫携带或被风从一朵花吹到另一朵花上，这一过程被称为授粉
花粉到达花朵，产生一根管子，将精子输送到卵巢，使卵细胞(胚珠)受精，最终产生种子
开花时的极端高温会严重降低植物的繁殖力，损害花粉发育，降低柱头的可授性，柱头是花粉管穿透并传递精子进行受精和结实的主要部分
由于油是从成熟种子中提取的，种子产量的降低对油菜作物来说是一个重大问题
“虽然高温预计会同时影响男性和女性的生殖组织，但女性生殖组织中热应激反应的基础在很大程度上仍然未知，”巴拉教授解释说
“为了解决我们认识上的这个差距，我们使用生长室来模拟热浪，让油菜植株在40℃下暴露30分钟和4小时
" 该小组研究了甘蓝型油菜
油菜是全球第三大油料作物
巴拉教授说:“暴露在4小时高温下的植物被用来了解高温对植物生理的影响，而30分钟的高温暴露植物被纳入了基因研究。”
现在发表在《植物科学前沿》杂志上的研究结果表明，暴露在四小时的高温下，花粉存活率(即生存能力)从90%下降到大约25%，花粉萌发率(产生花粉管转移精子的能力)从62%下降到大约10%
相比之下，没有暴露在极端高温下的芸苔植物的花粉存活率约为90%，发芽率为62%
当热应激雌蕊(女性性器官)被热应激花粉授粉时，研究小组还发现种子萌发和幼苗生长急剧减少
这种失败的受精和结实表明热诱导的女性性器官的变化很可能对花粉(男性生殖对应物)的表现和最终的总种子产量产生相当大的影响
接下来，从雄性和雌性生殖组织中提取遗传物质
在花粉中，来自已知与细胞壁组织和细胞运输相关的基因的下调(或基因产物数量减少)似乎与花粉健康和完整性降低有关，导致繁殖成功率和结实率降低
女性性器官中的基因表达也被发现在似乎是压力诱导的对热的反应中受到影响
“改变这些基因活性的影响尚不清楚，但我们知道有些基因与玉米和番茄等其他植物的耐热和耐旱性有关
需要进一步的研究，但目标是将这种相同的耐受性培育到商业油菜植物中，”巴拉教授说
“我们的研究结果表明，油菜短时间的高温暴露会影响一些调节基因活动的关键途径，并干扰生殖过程，最终导致产量损失
" 计划对本研究中鉴定的基因和网络进行进一步研究，为重要油菜品种耐热性和繁殖性能的遗传改良铺平道路
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