UVB辐射增强对植物会产生复杂的影响，是“伤害与防御”并存的动态过程；脱落酸是植物“抗逆总指挥”，在干旱等各种胁迫下，能快速启动植物的防御程序，有助于植物抗逆。阐明UVB辐射增强和外源脱落酸（ABA）添加对作物耐旱机制的调控差异是植物逆境生理学研究的重要方向，然而，大量研究多聚焦单一胁迫因子，低估了高原作物面临的干旱与UVB复合胁迫下，不同调控因子的协同与拮抗效应，且对两者在分子代谢层面的差异化调控路径缺乏系统的解析。青稞是青藏高原地区的主要食粮、燃料和牲畜饲料，也是啤酒、医药和保健品生产的重要原料。作为高原特有作物，青稞长期适应高UVB、干旱频发的极端环境，其耐旱性的调控机制具有独特性，而UVB辐射增强与ABA如何通过差异化的信号传导和代谢重编程，进而影响青稞的耐旱性等问题尚未得到明确的阐释。因此，深入研究UVB辐射增强和ABA在青稞耐旱中的调控机制及互作关系，对揭示高原作物逆境适应策略、丰富植物胁迫生态生理理论具有重要的科学意义。此外，干旱胁迫强度的变化可能改变UVB和ABA的调控效应，明确不同干旱水平下两者的作用差异，可以为针对性改良耐旱性作物提供科学依据。

中国科学院成都生物研究所工程扰损生态系统格局过程与修复创新团队博士研究生Noman Shoaib在博士生导师潘开文研究员的指导下，以青藏高原重要粮食作物青稞为研究对象，探讨了中度（土壤含水量50%）和重度（土壤含水量30%）干旱条件下，UV-B辐射（低辐射5-6 kJ·m^-2·d-1和高辐射14-15 kJ·m^-2·d^-1）和ABA（低浓度70 μM和高浓度150 μM）处理对青稞生理参数、转录组表达及代谢组积累的影响，并结合生理生化与组学数据，进一步揭示了UVB和ABA调控青稞耐旱性的分子机制。研究结果表明：1. 干旱强度显著影响UVB和ABA的调控效应，两者通过不同路径提高青稞的耐旱性，UVB主要诱导次生代谢响应（如苯丙烷代谢、类黄酮合成），ABA则侧重调控初级代谢过程（如淀粉和蔗糖生物合成）；2. 与UVB处理相比，ABA处理更能维持重度干旱下青稞的光合速率和水分利用效率（提升15%），而UVB在重度干旱下通过影响青稞积累类黄酮、脂肪酸等保护性物质，增强植株抗氧化能力和细胞膜的稳定性，更利于青稞存活；3. 转录组分析显示，UVB辐射增强显著上调类黄酮、脂肪酸代谢相关基因，ABA则富集淀粉蔗糖合成、氨基酸生物合成等通路基因，且两者在ABA、茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）信号通路中存在拮抗与协同互作；4. UVB和ABA通过调控不同的基因网络与代谢产物积累，共同构成青稞应对干旱的复合防御体系。综上，研究结果强调了UVB和ABA在青稞耐旱调控中的差异化作用及互作关系，为深入理解高原作物逆境适应的分子机制提供了新视角，也为通过调控代谢路径来改良作物抗逆性提供了科学参考。

相关研究成果以“Comparative analysis of ultraviolet-B radiation and abscisic acid revealing distinct mechanistic approaches to drought tolerance in highland barley” 为题，发表在植物学领域期刊Plant Physiology and Biochemistry上。成都生物研究所博士生Noman Shoaib和刘利玲为论文共同第一作者，潘开文研究员为通讯作者。本研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0303）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2026.111041

图 1 实验处理示意图

图 2UVB辐射和脱落酸对青稞耐旱机制的差异性调控示意图