干旱是农业生产中制约作物生长与产量形成的主要非生物逆境因子，其对植物的不利影响主要是由于水分吸收与蒸腾散失之间的失衡。褪黑素作为一种吲哚胺类化合物，近年来因其在调控作物抗逆性方面的潜力而受到广泛关注，但关于其在维持植物水分平衡方面的作用鲜有深入研究。该研究利用转录组、药理学和分子生物学等手段，从水分平衡的角度着手，探究了褪黑素在干旱胁迫下调控谷子根系水分吸收与运输的作用机制。研究发现，褪黑素通过调节多胺代谢通路，进而影响水通道蛋白活性，显著增强谷子根系的水分吸收能力，从而提升植株整体耐旱性。相关研究成果以“Melatonin‐mediated modulation of polyamines enhances drought tolerance in foxtail millet (Setaria italicaL.)”为题，发表于褪黑素研究领域顶级期刊《Journal of Pineal Research》（中科院一区TOP，IF=7.503）。

我校生命科学学院为上述论文第一单位，2023级硕士研究生史启峰为第一作者，任建宏副教授、赵娟教授和原向阳教授为共同通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划项目（2021YFD1901103-5）、国家谷子高粱产业技术体系（CARS-06-14.5-A28）、山西省现代农业谷子产业技术体系（2025CYJSTX04）和山西省基础研究计划青年基金项目（202303021212107）的支持。

在此基础上，团队近年来亦积极探索新型纳米材料在提高作物抗逆性方面的应用潜力（Yang et al.,J. Nanobiotechnol., 2024; Feng et al.,Int. J. Biol. Macromol., 2025），并重点关注褪黑素在其中的潜在信号调控角色。近期，团队利用褪黑素合成抑制剂及拟南芥和玉米的突变体材料，结合细胞壁多糖组分测定与抗氧化酶活性等分析，证实褪黑素可作为硒纳米颗粒的下游信号分子，通过调控细胞壁固定作用与活性氧清除系统，增强玉米对铬胁迫的耐受性。该研究成果以“Selenium nanoparticles alleviate chromium toxicity in maize via melatonin-mediated regulation of cell wall polysaccharide metabolism and redox homeostasis”为题，发表于《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区TOP，IF=10.596）。

我校生命科学学院为上述论文第一单位，2024级硕士研究生张桃为第一作者，任建宏副教授和原向阳教授为共同通讯作者。上述研究得到了山西省科技创新团队（202204051002036）、中国博士后科学基金面上项目（2025M774011）和山西农业大学博士科研启动项目（2023BQ01）的支持。

上述研究成果不仅为深入理解褪黑素调控作物抗逆性的信号网络提供了新的见解，也为逆境条件下提高作物产量探索了可行技术路径，体现了我校在作物抗逆生理与分子调控领域的持续创新能力。