光周期调节挪威云杉和苏格兰松幼苗对高光照的UV-B诱导适应过程

《Plant Science》：Photoperiod modulates UV-B-induced acclimation to high light in Norway spruce and Scots pine seedlings

　　

Lara García-Campa|Arshia Shafie|Oskar Skogstr?m|Daniel B?nkestad|Luis O. Morales

摘要

UV-B辐射通过光受体UVR8被植物感知，会引发一系列生化变化，这些变化影响植物的生长、发育以及应对环境压力的能力。虽然UV-B辐射及其对UVR8的调控作用在被子植物中已经得到了较为充分的研究，但在针叶植物中的研究仍相对较少。我们研究了挪威云杉（Picea abies）和苏格兰松（Pinus sylvestris）幼苗在短光照周期（8小时）或长光照周期（12小时）下，经过不同剂量（环境水平2.9 μmol m?2 s?1或稍高剂量4.9 μmol m?2 s?1）的窄带UV-B处理后，对高光照（HL）压力的适应机制。研究发现，UV-B诱导的耐高光照性在两种针叶植物中都受到光照周期的显著影响，光照周期、UV-B剂量、暴露时间以及高光照处理之间存在复杂的交互作用。在短光照周期下，UV-B预处理并不能有效防止高光照引起的光抑制现象；而在长光照周期下，UV-B预处理能够有效维持PSII（光系统II）的效率（Fv/Fm）。不过，两种植物应对高光照压力的机制存在差异：挪威云杉主要依靠增强的抗氧化能力，而苏格兰松则通过增加黄酮类物质的积累和差异性的HY5基因表达来实现耐受性。我们获得了这两种植物的UVR8基因全长序列，证实了UVR8信号通路在裸子植物中的功能保守性。我们的研究有助于进一步理解针叶植物对UV-B辐射的耐受机制，并强调了UV-B在改善植物幼苗适应变化光照环境方面的潜力。