滨木槿耐涝性的形态-生理与转录组整合解析

《Frontiers in Plant Science》:Integrated morpho-physiological and transcriptomic dissection of waterlogging tolerance in Hibiscus hamabo

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Frontiers in Plant Science 5.9

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  滨木槿(Hibiscus hamabo)是一种重要的海岸观赏植物,也是沿海防护林的先锋树种。长期淹水严重限制了其向潮间带前缘的生态扩展,并制约了种群更新;阐明其耐涝适应机制对于滨海湿地生态修复至关重要。本研究表征了滨木槿在3天、9天和18天淹水处理下的表型、生

  
滨木槿(Hibiscus hamabo)是一种重要的海岸观赏植物,也是沿海防护林的先锋树种。长期淹水严重限制了其向潮间带前缘的生态扩展,并制约了种群更新;阐明其耐涝适应机制对于滨海湿地生态修复至关重要。本研究表征了滨木槿在3天、9天和18天淹水处理下的表型、生理及转录组响应。持续淹水显著抑制了植株生长和生物量积累,并通过色素降解和气孔关闭损害了光合性能。为抵御氧化损伤,滨木槿依次启动渗透调节和抗氧化防御系统,依赖可溶性糖、脯氨酸和活性氧(ROS)清除酶。转录组分析鉴定出主要与光合作用、激素信号转导和苯丙烷生物合成相关的阶段依赖性基因表达变化。加权基因共表达网络分析(WGCNA)揭示了两个功能相反的核心共表达模块,分别代表胁迫防御激活和生长抑制,并筛选出参与渗透稳态、ROS解毒和光合作用维持的枢纽基因(hub gene)。综上所述,研究结果阐明了滨木槿应对淹水胁迫的协调适应策略,并为培育耐涝海岸木本植物提供了有前景的候选基因资源。
滨木槿(*Hibiscus hamabo* Siebold & Zuccarini)隶属锦葵科(Malvaceae),为原产亚洲的落叶灌木,主要分布于我国浙江、福建等沿海地区以及韩国、日本和部分太平洋岛屿,兼具观赏、生态防护和海岸带生态修复等多重价值。作为半红树植物,滨木槿能够适应陆海交错带剧烈的环境波动,可在中低潮带建立稳定群落,是沿海防护林的先锋树种。然而,在全球气候变暖导致海平面上升、异常潮汐和海岸带洪涝灾害频发的背景下,长期淹水严重制约了滨木槿向潮间带前缘的生态扩展和种群更新,威胁滨海湿地生态系统的健康与稳定。因此,解析滨木槿的耐涝适应机制,对于滨海湿地生态修复和耐涝木本植物遗传改良具有重要意义。该研究发表于《Frontiers in Plant Science》。

研究人员选用来自浙江宁海的一年生滨木槿幼苗,在浙江省亚热带植物研究所(温州)种质资源圃开展试验,设淹水处理组(WL)与正常浇水对照组(CK),于淹水0、3、9、18天采样,整合形态学、生理生化与转录组学方法,系统解析耐涝调控网络。

**主要技术方法**:采用扫描电镜(SEM)观察气孔形态;LI-6400便携式光合仪测定净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs);80%丙酮提取法测定光合色素;商业试剂盒测定可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和丙二醛(MDA)含量;Illumina HiSeq X Ten平台进行RNA-seq,DESeq2(FDR<0.05)鉴定差异表达基因(DEGs),加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建共表达模块并筛选枢纽基因。

**结果**:

*淹水胁迫对滨木槿形态的影响*:CK植株生长稳定、叶片深绿;WL植株自3天起出现叶片黄化、萎蔫和褐斑,18天时黄化加剧并伴随大量落叶。与0天
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