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银冷杉(Abies alba Mill.)抗旱性研究:转录组、表观组与生理响应的多维解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月13日 来源:Tree Physiology 3.7
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为揭示干旱敏感树种应对水分短缺的分子机制,研究人员通过控制蒸气压差(VPD)模拟大气干旱,系统分析了银冷杉在正常供水、干旱及恢复阶段的基因表达、DNA甲基化模式及生理参数变化。研究发现根系通过水转运相关基因的剧烈转录响应(较叶片高50倍)成为干旱监测关键器官,油菜素内酯通路基因可作为通用胁迫标记,且表观遗传与生理指标在胁迫解除后呈现恢复趋势。然而该树种水分利用效率提升受限,暗示其对持续性干旱的脆弱性。
当全球气候变化加剧森林生态系统水分胁迫时,银冷杉(Abies alba Mill.)正经历着严峻的生存考验。这项研究通过精密的干旱模拟实验,揭开了这种针叶树应对高蒸气压差(VPD)胁迫的分子铠甲——根系展现出惊人的转录组活跃度,其差异表达基因数量高达叶片的50倍,特别是水通道蛋白(AQPs)和离子转运蛋白基因的剧烈波动,为干旱监测提供了黄金指标。
有趣的是,油菜素内酯(brassinosteroid)信号通路基因如同生物标志物般在根叶器官同步响应,而全基因组DNA甲基化模式的变化则像分子记忆般记录着胁迫历程。尽管解除干旱后甲基化修饰、光合参数等指标逐渐回归基线,彰显物种的短期恢复韧性,但顽固不升的固有水分利用效率(iWUE)却暴露出致命弱点。
这些发现描绘出银冷杉的双面图景:短暂干旱尚可周旋,但持续缺水将可能突破其生理极限,导致碳饥饿(carbon starvation)与水力系统崩溃的连锁反应。研究为预测阿尔卑斯山脉针叶林的命运提供了关键分子线索,也为森林保育策略敲响警钟。
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