菟絲子是旋花科菟絲子屬的莖寄生植物。近日,中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)菟絲子能在寄主間轉(zhuǎn)運(yùn)可移動(dòng)系統(tǒng)性信號(hào),從而影響寄主的耐鹽性。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)研究植物間脅迫誘導(dǎo)信號(hào)的傳遞及響應(yīng)機(jī)制有著重要意義。
在自然界中,菟絲子可以同時(shí)連接兩個(gè)或者多個(gè)鄰近的寄主,形成一個(gè)天然的菟絲子連接的植物群體。在多鹽土壤環(huán)境下,鹽脅迫是影響植物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素,嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)菟絲子是否能夠在不同寄主間傳遞鹽脅迫誘導(dǎo)的系統(tǒng)性信號(hào),并且對(duì)寄主的生理產(chǎn)生調(diào)控作用,使其具有更強(qiáng)的鹽脅迫適應(yīng)性還缺乏研究。
近日,昆明植物研究所吳建強(qiáng)研究員帶領(lǐng)的功能基因組學(xué)與利用團(tuán)隊(duì),通過(guò)菟絲子將兩株不同的黃瓜寄主連接,并對(duì)其中的一株黃瓜寄主進(jìn)行鹽脅迫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),受脅迫誘導(dǎo)的寄主產(chǎn)生的系統(tǒng)性信號(hào),通過(guò)菟絲子轉(zhuǎn)運(yùn)到了另外一株寄主,并影響其轉(zhuǎn)錄水平和生理狀態(tài)。菟絲子傳導(dǎo)的抗鹽系統(tǒng)性信號(hào),讓接收到此信號(hào)的寄主與已受到鹽脅迫的寄主具有了相似的轉(zhuǎn)錄水平,而且接收到鹽脅迫信號(hào)的寄主,還表現(xiàn)出更高的脯氨酸含量和光合速率等,以應(yīng)對(duì)新情況。這些結(jié)果表明,系統(tǒng)性信號(hào)已通過(guò)菟絲子轉(zhuǎn)運(yùn),并對(duì)寄主作了“指點(diǎn)”。
隨后,研究團(tuán)隊(duì)對(duì)接收到鹽脅迫信號(hào)的寄主作長(zhǎng)期的鹽脅迫處理,結(jié)果表明接收到鹽脅迫信號(hào)的寄主,比未接收到信號(hào)的寄主有更好的耐鹽性。這項(xiàng)研究首次揭示了菟絲子能夠在不同寄主間介導(dǎo)非生物脅迫誘導(dǎo)的系統(tǒng)性信號(hào),并對(duì)鹽脅迫系統(tǒng)性信號(hào)的生理功能作了深入研究,為解析菟絲子的生理生態(tài)功能及鹽脅迫系統(tǒng)性信號(hào)提供了新視角。該研究成果在線發(fā)表在國(guó)際期刊《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志》上。
(記者趙漢斌 通訊員楊梅)
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