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25 2023.05

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    赌钱游戏下载吴友根教授团队系统地揭示了广藿香响应连作障碍的新机制

广藿香[Pogostemon cablin (Blanco) Benth.]是一种独特的药用和芳香植物,在世界范围内广泛种植,需求量与日俱增。然而,广藿香栽培存在着明显的连作障碍问题。连作障碍会导致广藿香根系生长不良、地上部生长受抑,致使产量和品质下降,极大抑制广藿香产业的发展。因此,有必要明确连作栽培对广藿香植株的伤害机理,并制定有效的防治措施以缓解广藿香连作障碍难题。据此,该团队通过多年的连作栽培研究,分析了广藿香不同栽培模式对广藿香生长以及广藿香根叶基因表达、miRNA表达和代谢物积累的影响。

研究结果表明,连作对广藿香生长的伤害是全方面的。根系受到连作引起的根际环境胁迫伤害后,经由根系中Ca2+信号、MAPK信号感知和传递,启动了广藿香根系抗逆响应进程和特异miRNA的表达,改变了正常基因的表达程序,诱导乙烯合成、细胞死亡和生理周期紊乱,引发了广藿香根系的核心代谢途径调整和响应,使得植株正常生长相关的基因表达发生改变,抑制了根系生长和养分吸收、传导,进而使得整个植株受到胁迫。叶片中细胞感应到相关胁迫后,启动了叶片中的细胞防御系统和特异miRNA的表达,改变了正常生长相关基因的表达,扰乱了植物正常的昼夜节律和光合作用,使得叶片能量代谢和正常生长受阻,代谢功能紊乱(激发了苯丙烷代谢途径),致使叶片中相关代谢产物合成和积累发生改变,从而引发连作广藿香植株整体生长受抑,导致广藿香连作障碍发生。

Figure 5

1:广藿香响应连作障碍的miRNA和基因调控模式

 

 

Fig.13

2:连作胁迫激发了苯丙烷代谢途径

 

该团队还通过外源施加化感物质对羟基苯甲酸(p-HBA),分析了主要自毒物质p-HBA对广藿香的化感效应。结果表明,受p-HBA胁迫后,广藿香植株抗氧化酶保护系统受损,导致自由基增多,产生氧化应激;同时,胁迫减弱了抗氧化酶相关基因的表达,增加了DNA损伤和基因组不稳定性;影响了苯丙烷代谢途径,导致下游途径受到抑制,木质素和类黄酮合成能力下降,抗逆性减弱,根系生长受到抑制。

分子模式图

3:广藿香根系响应p-HBA胁迫的新机制

 

 

研究得到了国家自然科学基金项目(31360210,81860681,82260737)的资助。相关研究结果在国际权威学术期刊Industrial Crops & Products(中科院1Top期刊)等上发表,已毕业的博士研究生严武平为论文的第一作者,吴友根教授为论文通讯作者,团队的其他老师和研究生参与了部分试验或指导工作。

全文链接:

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116862

https://doi.org/10.3389/fpls.2022.853110

https://doi.org/10.3389/fpls.2022.980745

 

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