近年来,农耕活动中氮肥的过量使用,以及全球气候变暖导致的大气氮沉降和土壤干旱事件越来越强烈,这些气候变化事件使得雌雄异株植物正遭受着严重的威胁。先前,人们对单一因素对植物的影响研究较多,但对多种因素的交互影响,特别是对雌雄异株植物的影响确知之甚少。
四川大学生命科学学院张胜教授团队以雌雄异株川滇柳(Salix rehderiana)为研究对象,结合植物表型、激素、转录组和代谢组等多种方法,探究了川滇柳对干旱和氮沉降的性别间差异。研究发现,氮沉降增加了雄性川滇柳叶片ABA 水平,限制了气孔导度和光合产物的积累,进而抑制了其生长。相反,氮沉降促进了干旱下雌性川滇柳的生长及碳和氮的积累。特别是,干旱减低了雌性川滇柳类黄酮的生物合成,而氮沉降却增加了其合成。另外,研究发现干旱促进了雄性川滇柳叶片类黄酮的甲基化和雌性的糖基化,但氮沉降提高了干旱下雌性川滇柳类黄酮的糖基化,而抑制了雄性类黄酮的糖基化。综上所述,本研究揭示了在水分匮缺条件下,氮沉降通过改变叶片ABA 和类黄酮的含量及修饰来影响雌雄异株植物的生长和防御,为理解川滇柳如何适应气候变化提供了理论基础。
以上成果发表于国际学术期刊The Plant Journal上。中科院成都山地所已毕业博士毕业生蔡泽宇及四川大学生命科学学院博士研究生付明月为论文第一作者,张胜教授为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金(31770650)、第二次青藏高原科学考察研究(2019QZKK0404)和中央高校基础研究基金的支持。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.16152
图1干旱及氮沉降对川滇柳代谢途径的影响
图2雌雄川滇柳对于干旱和氮沉降适应性的概念图
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