干旱是全球核桃生产的一大威胁，通常会导致产量下降和树体变弱。虽然嫁接传统上被用来提高果树和坚果树的恢复力，但砧木和接穗之间信号传递的确切机制仍然难以捉摸。鉴于这些挑战，迫切需要探索如何利用砧木的基因改造来增强核桃树的抗旱能力。

2024 年 5 月 24 日，浙江农林大学的研究人员在《园艺研究》上发表了一项研究，研究了转基因砧木如何影响嫁接核桃树的干旱反应。该研究重点研究了在赤霉素生产中起关键作用的 JrGA20ox1 基因，研究了该基因在砧木中的过度表达或抑制如何影响接穗在干旱条件下的表现。这项研究揭示了利用砧木改造开发更耐旱树种的潜力。

该研究采用了一种先进的嫁接技术，将野生型核桃接穗嫁接到经过基因改造以过度表达或抑制 JrGA20ox1 基因的砧木上。在干旱条件下，嫁接到 JrGA20ox1 过度表达砧木上的接穗表现出较低的耐旱性，其特征是叶绿素水平较低、叶片变黄加剧和氧化应激加剧。

相反，嫁接到 JrGA20ox1 被抑制的砧木上的接穗表现出增强的耐旱性，保留了更多的叶绿素，经受了更少的氧化应激，并减少了水分流失。进一步分析发现，赤霉素，特别是 GA4，在这种从砧木到接穗的信号传递中至关重要，它从砧木传递到接穗并直接影响干旱反应。

此外，还发现砧木中 JrGA20ox1-RNAi 载体的小 RNA 会进入接穗，进一步下调 JrGA20ox1 表达并增强耐旱性。这些结果强调了砧木基因操作在提高嫁接树抗旱性方面具有巨大潜力。

高级研究员张启祥博士强调了这项研究的广泛意义，他说：“这项研究提供了重要的见解，让我们了解了如何利用砧木的基因改造来提高嫁接树的耐旱性。我们的研究结果不仅增进了我们对砧木-接穗相互作用的理解，而且为开发更具抗气候变化能力的作物品种铺平了道路。通过砧木基因表达精确控制干旱反应的能力可能会彻底改变树木育种和农业实践。”

这一发现对农业，尤其是干旱地区的农业具有深远意义。通过对砧木进行基因改造，农民可以在不改变果实基因组成的情况下提高作物的抗逆性。这种方法也有望应用于其他树种，从而开发出新的抗旱品种。这项研究强调，迫切需要继续研究嫁接技术，将其作为确保全球粮食安全的可持续战略。