遮荫条件下香果树(E. henryi)生物量与非结构性碳水化合物(NSC)分配调控机制的转录组与代谢组联合解析

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Physiology and Molecular Biology of Plants 3.4

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  为解决濒危植物香果树(E. henryi)林下更新机制的科学问题,研究人员通过整合转录组与代谢组分析,揭示了遮荫条件下其生物量与NSC在叶、茎、根中分配规律。研究发现遮荫促使E. henryi优先向叶片分配生物量,且生物量与NSC库呈器官特异性正相关。淀粉-蔗糖代谢通路被鉴定为关键调控途径,光合作用、呼吸作用等相关枢纽基因的发现为阐明其遮荫适应机制提供新靶点。

  

森林遮荫环境下,珍稀树种香果树(Emmenopterys henryi Oliv.)展现出的适应能力,正是其实现自然更新的核心驱动力。为破解这一濒危物种的生存密码,科学家们将目光聚焦于遮荫如何调控其生物量与非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)在叶片、茎秆和根系中的动态分配。

有趣的是,当光线减弱时,香果树展现出"重叶轻茎根"的投资策略——将更多生物量优先分配给叶片。更精妙的是,每个器官的生物量积累竟与当地NSC库存量形成默契的正相关联动,仿佛植物体内存在精密的"资源分配计算器"。通过多组学联用技术,研究者发现淀粉(starch)和蔗糖(sucrose)代谢通路在三大器官中均被显著激活,这些代谢工厂的运转效率直接受遮荫调控的关键基因操纵。

深入挖掘发现,掌控这场资源调配大戏的"核心导演组"由多类功能基因组成:既有掌管光能转化的光合(photosynthesis)大师,也有调控能量货币合成的呼吸(respiration)专家,还包括负责单糖(monosaccharides)运输的物流团队和指挥细胞扩张(cell expansion)的工程兵。这些发现如同打开了解读香果树遮荫适应力的基因密码本,为后续揭示其濒危机理和保护策略提供了分子级别的路线图。

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