堇菜叶片草酸钙晶体与水分维持的关系

随着全球气候变化加重,干旱强度和持续时间逐渐增加,严重影响植物生长和作物产量。喀斯特为典型的干旱和高钙生境,植物叶片富集大量的草酸钙晶体,而该晶体与植物耐旱性之间的关系并不清楚。该研究以喀斯特适生植物堇菜(Viola verecumda)为材料,土壤进行自然干旱,分析堇菜叶片的草酸钙晶体变化特征与水分之间的关系。结果表明:在土壤自然干旱条件下,堇菜主要通过细胞内束缚水的释放,维持细胞内水分平衡;而在干旱后期,叶片通过关闭气孔,将部分自由水转变为束缚水,防止水分流失。此外,草酸钙晶体的密度与束缚水含量具有极其显著的强正相关线性回归关系(r=0.8253,P<0.0001),表明草酸钙晶体作为主要的束缚水物质。因此,堇菜植物在耐旱过程中可能协调草酸钙晶体和气孔的生理行为忍耐干旱胁迫。

水淹胁迫下马缨杜鹃幼苗叶片转录组初步分析

为探究马缨杜鹃叶片基因表达水平对水淹胁迫的响应。本研究分别以水淹胁迫下不同处理时间的马缨杜鹃幼苗叶片和正常叶片(CK)为试验材料,通过lllumina Hisq高通量测序平台进行转录组测序,分析水淹胁迫下马缨杜鹃幼苗叶片差异表达基因。结果显示,与对照组相比,水淹胁迫10 d后,2006个基因呈现差异表达(其中1067个基因上调,939个基因下调);水淹胁迫20 d后,3564个基因呈现差异表达(其中1698个基因上调,1866个基因下调)。对差异表达基因进行GO富集分析发现,差异表达基因主要富集在代谢过程、细胞过程、单一生物过程、细胞、细胞区域、细胞膜、细胞膜部分、催化活性和结合蛋白。对差异表达基因进行KEGG富集分析发现,差异基因主要富集在植物激素信号转导、淀粉和糖代谢、氨基酸的生物合成及苯丙素的生物合成途径。结果表明水淹胁迫诱导马缨杜鹃叶片相关基因表达,从而响应水淹胁迫,本研究结果为进一步探究马缨杜鹃对水淹胁迫响应分子机制提供初步理论依据。

喀斯特植物叶片草酸钙与抗坏血酸的相关性分析

草酸钙晶体是一种典型的植物生物矿物,在植物的生长发育和抗逆性方面起着重要的作用。本研究以贵州喀斯特生境中适生草本、灌木和乔木植物为材料,通过光学显微成像观察草酸钙晶体的形态和分布特征。同时,分析抗坏血酸和草酸钙含量之间的相关性,探究抗坏血酸与草酸钙之间的关系。结果表明,植物叶片中草酸钙主要有簇晶和棱晶两种形态,簇晶主要分布在叶肉组织中,而棱晶主要分布在叶脉组织中。在草本和灌木物种中,草酸钙含量与抗坏血酸和脱氢抗坏血酸均表现为正相关关系;然而,在乔木物种中,草酸钙含量与抗坏血酸含量正相关,与脱氢抗坏血酸含量相关性不明显。研究发现,贵州喀斯特适生植物叶片主要以叶肉簇晶和叶脉棱晶的方式富集草酸钙晶体,植物抗坏血酸和草酸钙之间表现为正相关,这为进一步研究草酸钙晶体的合成和生物学功能提供了科学数据。