●气候变化使干旱在世界范围内更加频繁和严重,预计趋势将继续恶化(IPCC 2023,第67页; Chiang等人。2023)。●气候变化加剧了干旱,这既是因为它改变了降雨模式,并且会增加温度,从而使生态系统越来越容易受到干燥条件的影响。升高的温度通过增加植物的蒸发率和水分消耗(Walker and van Loon 2023),导致土壤条件和水稀缺性(Overpeck and Preck and udall 2020)。●全球温度升高改变降水模式(联合国n.d。; Zhang等人2019),随着冰川的退缩,降低积雪水平并威胁冰川径流。●气候变化也导致干旱更快,使“闪存干旱”更加普遍(Yuan等人。2023)。这个新现实使预测和监测干旱更加困难。●在21世纪,预计干旱的总土地面积将增加,预计到本世纪末,全球土地面积超过40%,即使在低排放的情况下也将经历全年的干燥(IPCC 2023,p。1119; Cook等人; 2020)。2020)。
结果和讨论:结果表明,随着温度与最佳生长条件紧密对齐,11月1日的播种产生了1446 kg ha -1的最高种子产量。藜麦的干旱耐受性意味着灌溉能够维持农作物的生长和产量。虽然农作物对更高的n剂量做出了积极反应,但研究发现,考虑到浅层底层土壤条件和潜在的住宿问题,使用100 kg n ha -1是最佳的。此外,水生产率,蛋白质和皂苷含量反映了与种子产量相似的趋势。结果表明,早期播种,40%ET C和100 kg N HA -1的灌溉产生的种子产量为1446 kg ha -1,表现出较高的碳效率和可持续性,同时最小化n 2 O发射。但是,这些策略应针对特定的生态条件量身定制。总体而言,该发现证实了印度2600万公顷浅层玄武岩穆拉姆土壤中藜麦的耕种潜力,在那里其他作物可能不会在经济上繁衍生息。
扩张蛋白是与植物生长和胁迫反应有关的细胞壁修饰蛋白。在这项研究中,我们探索了拟南芥芽中扩张蛋白的差异定位,重点是Expa1,Expa10,Expa14和Expa15,利用PEXPA :: Expa Transce Fransicational Fusion Lines。采用化学诱导系统POP6/LHGR进行EXPA1过表达和高通量自动表型,我们评估了压力条件下的干旱反应和光合效率。我们观察到了扩张蛋白的不同表达模式,Expa1主要位于气孔后卫细胞中,而Expa10和Expa15在表皮和其他组织中显示出强细胞壁(CW)定位。Expa1的过表达导致与CW相关基因表达的明显变化,尤其是在诱导早期,包括其他扩张蛋白和CW-修饰酶的上调。诱导的Expa1线还显示出芽的显着形态变化,包括较小的植物尺寸,延迟的衰老和血管组织的结构改变。此外,Expa1过表达赋予了干旱耐受性,这是通过增强的光合效率(F V /F M)和低稳态的非光化化学淬灭(NPQ)值在干旱应力下证明的。这些发现突出了Expa1在调节植物生长,发育和压力反应中的关键作用,并在提高农作物中的干旱耐受性方面的潜在应用。
结果:我们的结果表明,对三种根瘤菌的接种并没有增强植物总生物量,而它显着影响了植物建筑,生态生理学和代谢反应。与JP根瘤菌组接种的接种导致根生物量显着增加,从而导致较小的叶子和较高的叶子数。这些形态学的变化表明,改善了取水和温度调节策略。此外,在接种了来自PJ和PL的微生物组的植物中观察到了不同的气孔电导模式,表明对干旱胁迫的反应发生了改变。代谢组分析表明,根瘤菌的移植显着影响了S. officinalis的叶片代谢组。所有三个根瘤菌促进了酚类化合物,萜类化合物和生物碱的积累,已知在植物防御和应激反应中起着至关重要的作用。五个分子(Genkwanin,β-离子酮,苏莫醇,β-贝氏蛋白贝苯胺A-甲基酯和cinnamoyl-beta-d-d-葡萄糖苷)通常积聚在接种的鼠尾草叶片中,与微生物组无关。此外,根据特定的接种根瘤菌组观察到独特的代谢改变,强调了植物 - 微生物相互作用的专业性质,并可能将这些特定分子用作监测有益微生物的募集的生物标志物。
抽象的幼苗根特性影响了充满挑战的环境下的植物建立。珍珠小米是最热和干旱的谷物作物之一,可在整个撒哈拉以南萨赫勒地区提供重要的食物来源。Pearl Millet的早期根系具有一个单一快速生长的主要根,我们认为这是对Sahelian气候的适应。使用作物建模,我们证明了早期的干旱压力是珍珠小米被驯化的萨赫尔农业部的重要限制。此外,我们表明,珍珠小米的一级根生长与田间条件下的早期水胁迫耐受性相关。遗传学包括全基因组关联研究和定量性状基因座(QTL)方法,可以确定控制此关键根特征的基因组区域。结合基因表达数据,这些基因组区域之一的重新序列和重新注释,确定了谷歌蛋白编码基因PGGRXC9作为候选应力弹性根生长调节剂。对其最接近的拟南芥同源物Atroxy19的功能表征揭示了该谷胱甘肽(GRX)基因进化枝在调节细胞伸长中的新作用。总而言之,我们的研究提出了GRX基因在赋予根细胞伸长并增强珍珠小米对萨赫勒环境的弹性方面的保守功能。
多年干旱(MYDS)是严重的自然危害,由于气候变化而变得更加普遍。鉴于与持续时间较短的干旱相比,它们的社会影响很大,因此至关重要的是更好地了解MyDs的驱动因素。使用重新分析数据,本研究提供了在加利福尼亚,西欧,印度,阿根廷,南非和澳大利亚东南部的MYDS的历史概述。对于每个地区,给予多年干旱的特征和驱动因素,并将其与正常干旱(NDS)进行比较。此外,我们研究了干旱长期记忆的潜力。我们的发现表明,MyD的发生和持续时间差异很大,在加利福尼亚,阿根廷和澳大利亚观察到的MyDS和NDS之间的持续时间相对较大。与气候上稳定的降水相比,降水气候中具有独特季节性的区域往往会经历更快的干旱发作。我们的分析表明,MYDS和NDS通常从相似的条件开始,但会随着时间的流逝而分歧,大多数地区的潜在蒸散量较大,阿根廷和印度的降水率较低。长期记忆存在于阿根廷,澳大利亚和南非,这可能为这些地区的MYDS的可预测性提供途径。受海洋和土地影响的远程连接预计在这里发挥重要作用,而在其他地区,MyD的发生可能会更受到机会。这些发现可以有助于对水管理,先前和干旱期间进行决策。
拟合评估标准的指标χ2 /df = 0.941 = 0.941≥0.05(Jöreskog和Sörbom,1993)Cmin /df = 1.43 <2(Hair等,1998)NFI(Δ1) RFI (ρ1)= 0.988 > 0.90 (Bentler, 1992) TLI (ρ2)= 1.000 ≥ 0.95 Or ≥0.90 (Hu and Bentler, 1999; Weston and Gore, 2006) CFI= 0.979 ≥ 0.90 (Hu and Bentler, 1999; Weston and Gore, 2006) RMSEA= 0.000 ≤ 0.5: Very good fit (Browne和Cudeck,1993年; Kline,2005年)拟合评估标准的指标χ2 /df = 0.941 = 0.941≥0.05(Jöreskog和Sörbom,1993)Cmin /df = 1.43 <2(Hair等,1998)NFI(Δ1) RFI (ρ1)= 0.988 > 0.90 (Bentler, 1992) TLI (ρ2)= 1.000 ≥ 0.95 Or ≥0.90 (Hu and Bentler, 1999; Weston and Gore, 2006) CFI= 0.979 ≥ 0.90 (Hu and Bentler, 1999; Weston and Gore, 2006) RMSEA= 0.000 ≤ 0.5: Very good fit (Browne和Cudeck,1993年; Kline,2005年)
图1甘蓝纳普斯的种子发育(cv。在各种压力条件下)。A.种子水含量(虚线)和种子发育过程中的干重(DW,实线)的演变。未成熟的种子。热时间在增长12(GDD)中给出。数据表示为每种处理的五种种子的三个生物学重复的平均值±SE。B.平均值(实线)在八个(C和WS)或四个(PB和PB + WS)中的土壤水电位(MBAR)的标准偏差(虚线)上,在20天的窗口上构成了干旱胁迫的应用。C。在不同条件下生长的梅氏芽孢杆菌植物的成熟叶片中RD20(QRT-PCR)的相对表达水平(每个生物学众多代表)。D.在WS应用开始时评估具有Clubroot症状的植物数量(4个众多植物)或农作物周期结束时(4个众议员30植物)。c,控制; WS,缺水; PB,P。Brassicae接种; PB + WS,P。Brassicae接种和水短缺;众议员,生物复制。
全球能源系统正在不断发展,以实现《巴黎协定》设定的气候缓解目标。这一过程需要各国迅速减少对化石燃料的依赖,并大量使用可再生能源发电(如风能、太阳能和水力发电)。在电力部门脱碳的同时,热力和运输部门也在电气化,以降低碳强度。可再生能源依赖天气,导致生产在几分钟到几十年的时间尺度上变化。这种变化的结果是,可能会出现可再生能源产量较低的时期,这里称为“可再生能源干旱”。需要解决这一能源安全挑战,以提供稳定的电力供应并确保电网稳定。本文选择印度作为研究区域,因为该地区已经拥有大量可再生能源发电(截至 2022 年 10 月,已安装 42 吉瓦风能、61 吉瓦太阳能和 51 吉瓦水力发电),并且该地区在大规模模式下具有良好的亚季节可预测性。
与植物相关的微生物已显示可帮助植物应对干旱。但是,基本机制知之甚少,并且关于哪种微生物分类单元和功能主要涉及的不确定性。我们在新热带雨林和识别的叶面微生物中探讨了这些问题,这些生物可能在树木的干旱耐受性中发挥作用。我们的目标是(i)测试新热带树中的干旱耐受性特征与其叶面真菌和细菌群落的多样性和组成之间的关系,以及(ii)与干旱耐受性特征相关的叶片微生物分类或负相关。我们的结果表明,叶真菌群落而不是细菌群落的组成与干旱耐受性有关。我们识别27