受到西南季風(fēng)氣候的影響，在植物生長(zhǎng)季節(jié)，藏北高原的降雨量呈自東向西逐漸減少之勢(shì)，水分也成為這個(gè)地區(qū)植被生長(zhǎng)的主要限制因素之一。在這里生長(zhǎng)的植物如何應(yīng)對(duì)干旱脅迫?近日，中科院昆明植物研究所的研究團(tuán)隊(duì)從藏北高原針茅屬植物身上找到了答案。

“針茅屬是多年生密叢草本植物，全世界約100種，主要分布于亞洲和歐洲的溫帶和暖溫帶地區(qū)，我國(guó)有23種，其中中國(guó)特有種有3種。”昆明植物研究所研究員楊永平說(shuō)，藏北高原是青藏高原重要組成部分，這里的針茅屬植物在自然降水梯度的格局中形成了明顯的地理替代現(xiàn)象，其中絲穎針茅主要分布在降雨相對(duì)豐富的高寒草甸地區(qū)，而紫針茅主要分布在相對(duì)干旱的高寒草原地區(qū)，這種分布格局為研究?jī)煞N針茅屬植物對(duì)不同降雨環(huán)境的適應(yīng)差異提供了契機(jī)。

楊永平研究員帶領(lǐng)的植物基因組演化與基因功能發(fā)掘團(tuán)隊(duì)，利用三代測(cè)序平臺(tái)和技術(shù)構(gòu)建了兩種植物響應(yīng)干旱的基因表達(dá)譜并分析了基因的適應(yīng)性進(jìn)化，發(fā)現(xiàn)紫花針茅蠟酯合酶及二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶蛋白在第239位蘇氨酸殘基中受到正選擇。酵母突變株H1246的異源表達(dá)和定點(diǎn)突變等實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這種蛋白的正選擇位點(diǎn)增強(qiáng)了蛋白的活性，優(yōu)化了紫花針茅合成蠟酯的功能。“葉片表面的蠟酯形成了一個(gè)蠟質(zhì)保護(hù)層，可減少水分蒸發(fā)，增強(qiáng)紫花針茅對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)能力。”楊永平說(shuō)。

研究成果進(jìn)一步證實(shí)了自然選擇是物種響應(yīng)和適應(yīng)生物或非生物脅迫的重要驅(qū)動(dòng)力，分布于不同生境的物種，會(huì)演化出不同的表型以提高其自身的適應(yīng)性。該研究成果在線發(fā)表于國(guó)際期刊《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志》上。

標(biāo)簽： 高原植物