全球气候变化加剧，干旱与盐碱胁迫正成为威胁粮食生产的“隐形杀手”。据联合国粮农组织预测，到2050年，仅干旱和盐胁迫就可能导致全球作物减产10%-50%。如何在逆境中稳住粮食安全的“压舱石”，是植物生物技术领域亟待破解的核心命题。
2026年6月26日，山东农业大学生命科学学院吴长艾/杨国栋/郑成超团队与中国农科院作科所刁现民研究院团队合作，在国际学术期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“A TAF10-ERF109 Transcriptional Module Directs Flavonoid-Based Stress Resilience and Yield Enhancement in Foxtail Millet and Wheat”研究论文。不仅揭示了谷子（小米）抗逆的关键调控开关，还基于此开发出一种成本极低、效果显著的天然生物刺激素田间应用技术，为盐碱地和干旱地区的粮食增产带来了新希望。
该研究以天然耐逆作物谷子（foxtail millet） 为材料，通过对731份谷子种质资源的全基因组关联分析（GWAS），发现黄酮合成关键酶基因SiF3′H的天然变异与耐盐性显著关联。携带HapT单倍型的谷子材料，SiF3'H表达量更高、黄酮积累更丰富，在盐胁迫下的存活率高达80%，而HapC单倍型材料全部死亡。过表达SiF3'H可显著降低逆境下活性氧（ROS）积累，提高植株耐逆性；而敲低该基因则表型相反。
研究团队进一步挖掘了其被逆境信号激活的分子机制，发现了一个全新的转录调控模块—SiTAF10-SiERF109。其中，SiERF109是一个响应干旱和盐胁迫的转录因子，能直接结合并激活SiF3'H等类黄酮合成关键基因的表达。而SiTAF10（通用转录复合体TFIID的一个组分）则扮演了“增强器”的角色，它虽不直接结合DNA，但能与SiERF109相互作用，显著增强其对靶基因的激活能力。这一发现首次揭示了通用转录因子TAF10在植物胁迫响应中的新功能，即作为“共激活因子”与特定转录因子协同调控次生代谢，从而将逆境信号高效地转化为生理响应。
通过代谢组学分析，研究团队明确了受该模块调控的下游类黄酮代谢产物。外源施加芹菜素、橙皮素和柚皮素均能显著提高谷子幼苗在盐胁迫和干旱胁迫下的存活率，并有效降低体内ROS水平。而且，它们还能 “挽救”因SiTAF10或SiERF109功能缺失而导致的敏感表型，证明其是该调控模块下游直接发挥抗氧化作用的关键效应物。
进一步地，研究团队将基础研究转化为生产力。分别在山东泰安（干旱胁迫）和东营（天然盐碱地）进行了连续两年的田间试验。结果表明，采用芹菜素进行简单的“种子包衣”结合关键生育期 “叶面喷施”，能够产生显著的增产效果。在盐碱地条件下，小麦产量提升高达19.6%，谷子产量提升高达23.9%。在干旱条件下，小麦和谷子的增产幅度也分别达到了12.3%和15.8%。
该项研究成果的核心发明已获得中国国家发明专利授权。该研究不仅为作物的抗逆育种提供了新基因资源，还为全球粮食主产区应对干旱和土壤盐渍化提供了一项成本低廉且绿色高效的解决方案。
图. 外源芹菜素提高大田干旱和盐碱地作物产量及其合成调控模型
山东农业大学生命科学学院博士研究生张萌、硕士研究生王康伟和范佳音为共同第一作者。山东农业大学生命科学学院吴长艾/杨国栋教授和中国农业科学院作科所刁现民研究员为该论文共同通讯作者；中国农业科学院作科所贺强研究员、贾冠清研究员等参与了该项研究。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70711
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