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為了應對干旱 這種高原植物披上“蠟質外衣”

來源：科技日報 ? 2020-05-22 10:21:48

受到西南季風氣候的影響，在植物生長季節，藏北高原的降雨量呈自東向西逐漸減少之勢，水分也成為這個地區植被生長的主要限制因素之一。在這里生長的植物如何應對干旱脅迫?近日，中科院昆明植物研究所的研究團隊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，我國有23種，其中中國特有種有3種。”昆明植物研究所研究員楊永平說，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象，其中絲穎針茅主要分布在降雨相對豐富的高寒草甸地區，而紫針茅主要分布在相對干旱的高寒草原地區，這種分布格局為研究兩種針茅屬植物對不同降雨環境的適應差異提供了契機。

楊永平研究員帶領的植物基因組演化與基因功能發掘團隊，利用三代測序平臺和技術構建了兩種植物響應干旱的基因表達譜并分析了基因的適應性進化，發現紫花針茅蠟酯合酶及二酰甘油?；D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的異源表達和定點突變等實驗結果證明，這種蛋白的正選擇位點增強了蛋白的活性，優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蠟質保護層，可減少水分蒸發，增強紫花針茅對干旱環境的適應能力。”楊永平說。

研究成果進一步證實了自然選擇是物種響應和適應生物或非生物脅迫的重要驅動力，分布于不同生境的物種，會演化出不同的表型以提高其自身的適應性。該研究成果在線發表于國際期刊《實驗植物學雜志》上。

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