Trends in Plant Science | 战胜高温：植物和微生物介导的作物耐高温策略！

通常，当环境温度升高超过阈值水平并持续一段时间足以损害植物的生长和发育时，就会发生热胁迫（HS）。不同的植物物种对健康生长有特定的温度要求。例如，小麦的营养生长最适温度为22°C。虽然升高5–10°C可以加速生长，但高于该范围的温度会损害细胞过程，对发育和繁殖产生不利影响 （New Phytologist | 奋力抗争或拼死一搏：当植物在热胁迫下面对病原菌时）。据估计，全球平均温度每升高一摄氏度，全球小麦产量就会降低6.0%，水稻降低3.2%，玉米降低7.4%，大豆降低3.1%。作为气候变化的结果，改变的天气条件在世界许多地方引起热浪，导致作物减产严重。例如，德国被列为2018 年受热浪影响最严重的国家之一，农业部门损失超过35亿美元。因此，生产适应不利HS条件的高产作物势在必行。

2022年3月21日，国际权威学术期刊Trends in Plant Science发表了沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Heribert Hirt教授团队的最新相关研究成果，题为Beat the heat: plant- and microbe-mediated strategies for crop thermotolerance的综述论文。

热胁迫（HS）影响植物生长发育，降低作物产量。为了对抗HS，植物已经进化出几种复杂的策略。植物中主要的HS反应涉及热休克转录因子和热休克蛋白(HSP) 的激活。植物还部署了更先进的表观遗传机制来响应反复出现的HS条件。此外，有益微生物可以重新编程植物转录组以诱导耐热性，并有可能通过减轻HS诱导的生长和发育抑制来提高作物产量。本文总结了植物表观遗传调控的最新进展，并强调了植物中微生物介导的耐热性。

 （1）在自然界中，植物会遇到多种胁迫，如高温，对其生长产生负面影响并降低生产力。然而，通常情况下，温和的热可以诱发对后来的胁迫的耐受性。在这种情况下，植物会记住以前的胁迫暴露，并发展出热记忆。

 （2）表观遗传修饰在维持植HS记忆中起着关键作用，对适应间歇HS事件至关重要。近年来，表观遗传修饰，如组蛋白甲基化和小RNAs，已被证明积极参与植物的热记忆。

 （3）植物的表观遗传修饰不仅被温和的胁迫所调控，而且也被有益的内生微生物所调控。利用这些微生物作为工具，确保在热胁迫下的稳健反应，在以可持续的方式提高作物生产力方面具有巨大潜力。

图 . 植物中热胁迫(HS) 信号和主要热胁迫反应

图. 参与启动的表观遗传学修饰

图. 植物中的非编码RNA介导的耐热性

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