玉米（Zea mays L.）是中国和世界主要谷类作物之一，在食品、工业等领域发挥至关重要的作用。干旱胁迫严重影响作物种子萌发、生长发育和生产力，是导致全球玉米产量下降的主要因素之一。因此，开展玉米幼苗阶段抗旱机理研究是促进作物生长、实现农业可持续生产的有效途径。

近日，必威周勋波教授团队在国际知名期刊Plant Physiology在线发表了题为“Melatonin priming enhances maize seedling drought tolerance by regulating the antioxidant defense system”的研究论文，报道了有关褪黑素调控玉米幼苗期抗旱胁迫方面作用机制的最新研究成果。《Plant Physiology》创刊于1926年，是中科院生物学1区Top期刊，在植物科学领域有重要影响力。

本研究分析了干旱胁迫下褪黑素对玉米幼苗酶促和非酶促抗氧化防御机制，以及与叶片超微结构和气孔性状的关系。结果表明，干旱胁迫产生过多的活性氧（ROS）抑制玉米种子萌发、幼苗生长及叶片叶绿素含量。褪黑素通过调控细胞中ROS的释放，增强抗氧化防御能力、改善玉米幼苗叶片超微结构、减少叶绿素损失和氧化损伤的功能。

进一步研究发现，干旱胁迫下适宜浓度的褪黑素处理可以提高玉米叶片抗氧化物酶活性，抑制活性氧代谢和电解质渗漏；在稳定叶绿体结构、维持细胞扩张，抑制ROS的负效应和改善气孔特性方面具有重要作用，揭示了褪黑素提高玉米幼苗抗旱性的生理机制。

必威作物学博士后Ihsan Muhammad和博士研究生杨丽为该论文共同第一作者，周勋波教授为论文唯一通讯作者。本研究工作得到广西农业环境与农产品安全重点实验室和广西高校作物栽培与生理重点实验室的联合支持。