2024年3月，蒙彼利埃大学Vincent Vadez等人在nature reviews earth & environment发表了题为Crop traits and production under drought的文章，从水分利用、水分获取、水分可用性、蒸腾效率等物候相关表型讨论了中度干旱对作物产量的影响以及生理表型在评估作物耐旱性和适应性中的作用。

doi : 10.1038/s43017-023-00514-w

01

干旱程度

图1. 不同干旱程度对作物生长的影响

02

本研究表明在无土壤水分胁迫情况下，植物茎部暴露在炎热干燥环境时会表现为高VPD(饱和水汽压差)从而造成叶片缺水胁迫。不同胁迫程度植物会有不同响应，其中2-3级胁迫(中度-重度)的生长表现会有部分相似。

图2.作物耐旱性概念模型

03

不同的作物表型与作物物候期、需水量(WU)、蒸腾效率(TE)等存在相互作用，影响植物对干旱的适应程度。中度干旱下某些性状存在多效性和差异性效应，需对应已知基因或数量性状位点(QTL)进行单独分析。

图3. 影响耐旱性的生理性状

图4. 干旱相关基因的对应表型

04

该研究对不同作物累计蒸腾量变化轨迹分析表明，位于冠层较低水平的叶子对光合作用的参与程度更高，这也许是因为这较低的VPD水平导致植物的高TE。

图5.累积蒸腾量变化轨迹

05

图6中小麦作物模型整合了有关基因型、环境(如土壤和天气)及管理实践的相关信息，用于评估中度干旱及相关表型对作物产量的影响。其中遥感技术为进一步开发自动化环境分型模型提供了方法，以加速作物改良。

图6.建模评估不同环境中作物生理表型的利用价值

此文章将耐旱性定义为作物在田间干旱条件下的最高产量，综述了作物各生理表型在中度干旱下的表现，这些表型与环境及作物管理方法相互作用从而影响作物产量，旨在通过跨尺度模型描述作物的干旱适应，有助于指导育种工作和进行农艺决策。