隨著(zhu)全球氣候變化和溫度(du)持續上升(sheng)，熱脅迫已經成(cheng)為(wei)植物生長(chang)發育(yu)和農作物產量(liang)的關鍵因素。鷹嘴(zui)豆（Cicer arientinum）是(shi)一種富含蛋白質的(de)重(zhong)要豆類作(zuo)物，也是一種熱(re)(re)敏作(zuo)物，已有(you)研究(jiu)表明(ming)，超過35°C的(de)高溫會抑制其生產力，特(te)別是繁殖(zhi)階段的(de)熱(re)(re)脅迫會造(zao)成顯著的(de)產量(liang)損失。悉尼大學的科研人員利用田間溫控實驗箱研究了鷹嘴豆花粉和產量對原位熱脅迫的響應以及它們在耐熱育種材料篩選中的作用。本實驗(yan)于(yu)連續兩年的同(tong)(tong)一時期在(zai)同(tong)(tong)一地塊(kuai)種(zhong)植鷹(ying)嘴(zui)豆耐熱品種(zhong)PBA Maiden和熱敏感品種(zhong)Kyabra，并在(zai)每年開(kai)花期為期2周(zhou)的實驗(yan)周(zhou)期內(nei)設(she)置(zhi)對照組(zu)及3個處理(li)組(zu)：1.環境(jing)室：扣置(zhi)透明控溫(wen)實驗箱，控制箱內(nei)溫(wen)度與室(shi)外一致(zhi)；2.加熱(re)室：扣(kou)置透明(ming)控溫(wen)實(shi)驗箱，并設置箱內溫(wen)度高于環境溫(wen)度4℃以上(shang)；3. 開放室：僅在地塊上部覆蓋透明有機玻璃棚。本次實驗期間內環境室和(he)加熱室的(de)最高溫度能夠達到35℃，但持續時間不長，更多(duo)時間處于無熱脅迫(po)溫度內。實驗結(jie)果表明，盡管加熱室(shi)溫度(du)較高，但溫控(kong)時間(jian)并不足(zu)以(yi)引起顯著的花粉不育，實驗結(jie)束后的花粉活力仍(reng)大(da)于78%；而植物高(gao)度和產量卻可觀察到明顯(xian)(xian)的溫室(shi)效應，環境室(shi)中(zhong)的植物明顯(xian)(xian)高(gao)于對照組和開放室(shi)；加熱(re)室(shi)的鷹嘴(zui)豆產(chan)量比環境(jing)室(shi)降低了9%-41%，開放室(shi)的產(chan)量比對照組(zu)降低11%-24%。
表1 處(chu)理區域的植物高度 (cm)
AC = 環境室(shi)，HC = 加熱室(shi)，NC= 對照組，PO = 開放室(shi)
注：同一(yi)(yi)行(xing)中后跟同一(yi)(yi)字母的平(ping)均值在P<0.05組間無(wu)顯著差異
表2 處理區域的平均產(chan)量(liang)（t/ha）
AC = 環境(jing)室(shi)，HC = 加熱(re)室(shi)，NC= 對照組，PO = 開(kai)放室(shi)
注：同一行(xing)中后跟同一字母的平均值在P<0.05組間無顯著(zhu)差異。
相較于溫(wen)室(shi)盆栽(zai)實驗(yan)，利(li)用田間(jian)原位加(jia)熱(re)(re)室(shi)進(jin)行的(de)(de)(de)鷹嘴(zui)豆熱(re)(re)脅迫(po)響(xiang)應研究(jiu)，降(jiang)低(di)(di)了(le)光周期(qi)、降(jiang)雨、蒸汽(qi)壓、根系、溫(wen)度等在某種程度上的(de)(de)(de)限制，增(zeng)加(jia)了(le)實驗(yan)的(de)(de)(de)有效性(xing)，是篩(shai)選耐熱(re)(re)型種質資源和(he)研究(jiu)植物生理反應的(de)(de)(de)有用工具。但由(you)于本次(ci)實驗(yan)不同處理之間(jian)過多的(de)(de)(de)溫(wen)度變(bian)化（特別是低(di)(di)溫(wen)），以及夜(ye)間(jian)的(de)(de)(de)光呼吸，降(jiang)低(di)(di)了(le)實驗(yan)得出與熱(re)(re)脅迫(po)相關(guan)的(de)(de)(de)明確結論的(de)(de)(de)能(neng)力，因此(ci)需(xu)在此(ci)次(ci)研究(jiu)基(ji)礎上進(jin)行改進(jin)，以確保(bao)熱(re)(re)脅迫(po)水平(ping)的(de)(de)(de)可重復性(xing)，并確保(bao)加(jia)熱(re)(re)和(he)非加(jia)熱(re)(re)室(shi)的(de)(de)(de)夜(ye)間(jian)溫(wen)度保(bao)持不變(bian)且高(gao)于5℃，同時(shi)因鷹嘴(zui)豆花期(qi)較長，也(ye)需(xu)要(yao)進(jin)一(yi)步調查驗(yan)證(zheng)鷹嘴(zui)豆對脅迫(po)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)響(xiang)應。
本實驗中鷹嘴豆花粉活力的評估由Ampha Z32花粉(fen)活力分(fen)析(xi)儀進行，該方(fang)法是一項相(xiang)對較新的技術，可簡單快(kuai)速地評(ping)估不同溫(wen)度條件(jian)下田(tian)間植物的花粉(fen)活力，應用于田(tian)間種子數量和(he)產量影響的研究。
—— 原(yuan)文 ——
Angela L. Pattison, Mohammad Nazim Uddin, et al. . Field Crops Research. Volume 270, 2021, 108215.