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华南植物园在檀香冷响应机制研究中取得进展

2017-5-12 17:26| 发布者:

摘要:   植物与环境之间存在着极为密切的联系。任何植物,无论是一个个体,还是群体,都需要随时随地应对所在的环境并做出积极的响应,这是生命维持其存在和发展的必由之路。冷胁迫是阻碍植物生长、限制其地理分布与减少 ...

  植物与环境之间存在着极为密切的联系。任何植物,无论是一个个体,还是群体,都需要随时随地应对所在的环境并做出积极的响应,这是生命维持其存在和发展的必由之路。冷胁迫是阻碍植物生长、限制其地理分布与减少农作物产量的主要的非生物因子之一。檀香(Santalum album L., sandalwood)堪称世界上最贵的木本植物之一,素有“绿色黄金”之称。目前,主要栽培于中国、斯里兰卡、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和澳大利亚北部等东南亚国家。在我国,檀香主要在广东、海南和福建等热带亚热带地区种植。低温是影响檀香生长与分布的主要环境因子之一。但目前有关檀香对低温胁迫的响应与适应机制仍不清楚。
  中国科学院华南植物园博士张新华等科研人员对低温(4℃)处理条件下檀香冷响应和适应机制进行了较全面的学习。结果显示:在低温胁迫条件下,檀香具有积极的冷响应保护机制。表现在:丙二醛(Malondialdehyde)、脯氨酸(Proline)和可溶性糖(Soluble carbohydrates)的积累,抗氧化物酶SOD与POD的水平显著增加;细胞膜转运、Ca离子、ROS,以及植物激素信号等相关的转录本显著性上调表达;更重要的发现,在冷胁迫中8个檀香萜烯化合酶基因在植物叶与根组织中存在重要的差异表达;另外鉴定了4个冷驯化关键调节基因-CBFs转录因子,其中,在冷胁迫12 h和24 h时,CBF2-CBF4的表达量是对照组的50-200倍,结果暗示了依赖CBF的冷信号转导途径很可能在檀香冷忍耐中扮演关键的角色。该学习结果为檀香栽培与育种,以及檀香油生物合成机制学习提供重要的理论基础。
  相关学习成果已发表于国际学术期刊科学报告(Scientific Reports,Doi: 10.1038/srep42165)。该学习成果得到国家自然科学基金(No. 31470685, 31100498, and 31270720)和广东省科技计划(2015B020231008)等项目的资助。



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