《苔蘚植物交叉脅迫記憶的時間動態及種群差異》是依託中山大學，由劉蔚秋擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：苔蘚植物交叉脅迫記憶的時間動態及種群差異
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉蔚秋
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
植物在脅迫條件下會產生一系列的回響，在脅迫結束後植物的一些狀態仍然保留下來並提高植物對重複發生的脅迫的抗性，這就是脅迫記憶。脅迫記憶在植物對環境的適應中起著重要的作用，但目前有關脅迫記憶的研究多從細胞生物學和分子生物學的角度進行，脅迫時間間隔內多在一周以內，從生態學的角度對植物脅迫記憶的研究仍匱乏。本研究以苔蘚植物作為研究材料，探討苔蘚植物在短期、中期和長期3個不同的時間間隔尺度上對低溫和乾旱的交叉脅迫記憶特徵，通過生理指標分析及基因表達譜分析探討其內在機理和調控途徑，並分析氮營養對植物脅迫記憶的影響；同時對比研究來源於不同緯度種群的脅迫記憶特徵及調控機制，探討環境因子與植物進化及脅迫適應的關係。本項目將生態學、生理學和分子生物學的目標結合，對不同時間尺度和空間尺度上的數據進行綜合分析，為深入理解植物脅迫記憶的規律及內在機理和進化機制提供理論依據。
結題摘要
在項目的支持下，我們研究了不同氮沉降條件下大灰蘚（Hypnum plumaeforme）和刺邊小金髮蘚（Pogonatum cirratum）對不同時間間隔的重複乾旱、重複低溫以及交叉脅迫的脅迫記憶特徵，在此基礎上比較來自不同緯度的這兩種蘚類植物對低溫及乾旱脅迫的回響特徵、脅迫記憶特徵及其代謝通路調節的差異，並對大灰蘚在低溫處理期間生理回響的時間動態進行了研究。結果顯示兩種苔蘚植物的抗氧化酶活性表現出較明顯的脅迫記憶特徵，從而使其在再次遭遇同種脅迫或其它類型的脅迫時具有更高的耐性，但這種記憶具有一定的時效性，隨著時間間隔的延長，這種脅迫記憶特徵趨於減弱至基本消失。另外，30 kg N ha-1 yr-1的NH4NO3處理未對兩種苔蘚植物的脅迫記憶產生明顯的影響。該研究首次提供了蘚類植物脅迫記憶的生理指標證據。來自不同種群的大灰蘚和刺邊小金髮蘚對低溫和乾旱脅迫的回響特徵存在明顯種群分異，來自較高緯度地區的蘚類植物更適應低溫條件，且其脅迫記憶特徵存在明顯的不同，對脅迫回響的代謝通路調節亦存在明顯的差異，但轉錄組數據的深度挖掘仍在進行當中，研究結果將為蘚類植物的種群分化機理研究提供重要依據。我們的研究還顯示，2-4˚C的低溫處理導致大灰蘚的氧化脅迫，抗氧化活性，光系統II及激素調控等出現較大波動，但至36-84 h後各指標漸趨穩定，且可較好的應對實驗設定的低溫條件。
