关注我们
荆楚网 >

生于水,长于水,她却“怕”水?奇奇怪怪的知识又增加了

发布时间:2022年03月24日15:53 来源: 大武汉客户端

长江日报大武汉客户端3月24日讯(记者周劼 通讯员江珊)出淤泥,濯清涟,亭亭玉立于水中的莲,是我们常见的一种兼具食用、药用和观赏价值的水生经济作物。正因为生于水,长于水,它也进化出了著名的超疏水特性的“荷叶效应”和遍布周身的联通气孔,可以完全适应水生环境。但日前,武汉植物园莲种质资源和遗传育种团队的一项研究颠覆了这种认知。研究表明,相比于其他水生植物,莲其实很“怕”水,它对完全水淹的耐受性比较低,中位致死时间只有10天左右,大大低于其他水生植物40~100天的水淹致死时间。

完全水淹胁迫下莲叶柄快速伸长,叶片和叶柄的通气孔密度及面积迅速增加。

正因为莲对完全水淹胁迫的耐受性低,河流、湖泊等低洼地带一旦暴雨持续,洪水频涨,莲极易遭受完全水淹的灾害,短时间内就造成生态上、经济上的重大损失。

而要避免这样的损失,就得培育出耐水淹的莲品种。要加快耐水淹莲品种的分子育种进程,就得了解莲“呛”水之后如何自救——水淹之后的分子响应机理。正是循着这样的思路,中国科学院武汉植物园的莲种质资源与遗传育种研究团队对“中国古代莲”和“秋星”两个代表性莲品种进行了耐水淹时程处理,并结合表型数据、转录数据和组化电镜数据,揭示了莲应对完全水淹的响应机理。

研究发现,莲在水淹之后不同的时间段会采取不同的策略。早期(3~6小时),它主要是“逃”,体内乙烯迅速累积、叶柄快速伸长、通气孔面积和密度显著增加,做到大口吸气,尽可能地从水面上和水面下获取空气;后期(24~120小时),发现实在逃不掉,它便启动“憋气”模式,将自身厌氧呼吸限制在能维持生命活动的最低水平,尽量减少能量消耗,同时,抗病和抗氧化基因的表达水平显著提升,避免自身过早腐烂;另外,一些不同的植物激素不同程度地参与了整个响应过程。

莲虽然不是一种耐完全水淹的挺水植物,但面对水淹它也从容不迫,足够聪明。据研究团队邓显豹副研究员和杨东高级工程师介绍,他们的研究首次确认了莲应对完全水淹的耐受时间长度和响应机制,为以后耐水淹莲品种的定向选育提供了理论支撑。根据响应机制,可以有针对性地选育前期逃得快、后期憋得久的莲种,那时莲就能真正做到任尔风狂雨骤,我自“卷舒开合任天真”,发挥更大的经济价值和生态效应。

【责任编辑:郭蔓】