本研究通过盆栽实验探讨外源褪黑素（MT）对干旱胁迫下龙眼生理特性及基因表达的调控机制。结果表明：（1）干旱显著抑制龙眼内源MT合成，而外源MT可逆转此趋势（石硖品种提升272.7%）；（2）外源MT通过调节抗氧化酶（SOD、POD、PAL、CAT）活性及代谢物（MDA、脯氨酸）积累，缓解氧化损伤；（3）转录组分析发现，干旱与MT处理显著影响植物激素信号转导、苯丙烷代谢等通路，且品种间响应差异显著。研究为褪黑素增强龙眼抗旱性提供了生理与分子依据。

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题目

文章题目：Exogenous Melatonin Effects on Drought-Stressed Longan Plants: Physiology and Transcriptome Insights

发文单位：广西中医药大学，广西中医药大学药学院，广西农业科学院园艺研究所

研究对象：龙眼

研究领域：褪黑素调控、干旱胁迫、抗氧化系统、转录组学

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杂志

Agronomy； IF=3.4分

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链接

Qi, B.; Huang, R.; Qin, X.; Xu, N.; Li, L.; Cao, K.; Qiu, H.; Chen, J. Exogenous Melatonin Effects on Drought-Stressed Longan Plants: Physiology and Transcriptome Insights. Agronomy2025, 15, 2530. https://doi.org/10.3390/agronomy15112530

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检测方法

Norminkoda提供了理化SOD，POD，CAT，PAL，MDA，Pro检测

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主要内容

1. 实验设计

设置四组处理：正常供水（CW）、正常供水+MT（CM）、干旱（DW）、干旱+MT（DM）

监测土壤含水量动态，并测定叶片内源MT、防御酶活性及代谢物含量

2. 生理响应

内源MT变化：干旱导致内源MT下降，外源MT显著提升其含量

抗氧化系统调控：外源MT降低SOD、POD活性，提升CAT活性，并调节MDA与脯氨酸积累

3. 转录组分析

差异基因表达：干旱与MT处理分别诱导石硖品种3356和2447个DEGs，储良品种5260和5116个DEGs

功能富集分析：DEGs显著富集于内质网蛋白质加工、植物-病原互作、淀粉与蔗糖代谢等通路

4、主要结论

4.1 生理层面：外源MT通过激活抗氧化防御系统（如提升CAT活性、调节脯氨酸积累），缓解干旱引发的氧化损伤。

4.2 分子层面：MT通过调控植物激素信号（如ABA、生长素）、苯丙烷生物合成及谷胱甘肽代谢通路相关基因表达，增强龙眼抗旱性。

4.3 品种差异：石硖品种对MT响应更敏感（内源MT提升幅度更大），而储良品种需更高浓度MT才能触发显著抗逆反应。

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总结

本研究首次整合生理与转录组数据，系统揭示外源褪黑素在木本果树龙眼中的抗旱机制。其科学价值在于：

1.理论创新：明确MT通过“内源激素激活—抗氧化调控—基因网络重编程”三级响应链增强抗旱性，为非生物胁迫调控提供新模型。

2.应用潜力：外源MT处理可作为一种低成本、环保的农艺措施，应用于中国南方龙眼产区以应对季节性干旱。

3.品种适配性：发现石硖品种对MT响应更佳，为抗逆品种选育提供靶标。

4.研究局限：未验证关键基因功能，且田间长期效应仍需进一步观测。

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