转录组与代谢组联合分析揭示遮阴胁迫下甘薯的代谢响应途径

甘薯是喜光作物,但其在套种栽培模式中一般处于低位被遮阴,大田生长中后期也时常面临阴雨寡照天气而影响块根干物质积累,因此,解析甘薯在遮阴胁迫下的代谢响应途径可为其耐荫性品种改良提供理论依据。本研究对甘薯品种郑红23号进行透光率50%的遮阴胁迫15 d后发现,遮阴胁迫下郑红23号的叶绿素b以及总叶绿素含量较自然光照下均显著提高;叶绿素光系统PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)和光合性能综合指数(PIABS)在遮阴胁迫下均显著下降;净光合速率和水分利用率显著降低,SOD酶和POD酶活性则显著提高;此外,遮阴胁迫显著提高了郑红23号的蔓长和比叶面积,根鲜重则显著降低。对遮阴胁迫和自然光照条件下的叶片组织进行转录组和代谢组联合分析发现,差异基因和差异代谢物主要共同富集于苯丙素合成途径、糖代谢相关途径、鞘脂代谢途径和精氨酸合成途径。苯丙素合成途径富集到的上调差异表达基因多数为POD酶家族基因,说明遮阴胁迫触发了甘薯的ROS活性氧清除系统。同时,遮阴胁迫降低了甘薯植株的糖代谢水平,叶片可溶性糖含量下降,淀粉合成与降解均受到抑制,块根膨大受阻。而鞘脂及精氨酸代谢途径则可能通过提高生物膜的稳定性以及增加多胺类抗逆因子的合成底物来使植株更好地适应遮阴胁迫。以上结果为理解遮阴胁迫下甘薯的代谢响应途径提供了新的理论依据。

山区沟域经济发展中土地支撑能力评价及其响应途径——北京市密云县的实证分析

沟域经济是山区发展的新视角,以密云县沟域数据为基础,针对沟域土地对经济发展、粮食供给和生态保护所能提供的支撑能力,构建了土地支撑能力定量评价方法,评价了各沟域的土地支撑能力,并与发展需求进行了比较,进而从沟域发展的经验事实中总结出面对土地支撑能力不足的响应途径。结果表明:土地支撑能力在空间上具有明显的非均衡性,各个沟域差异较大,整体存在土地的支撑能力不足,但通过发展沟域经济、优化响应途径,土地支撑能力和发展需求的差距逐步缩小,即土地相对支撑能力逐步得到提升和加强。

光和温度调控开花时间的研究进展

光和温度作为最重要的环境信号调控植物的生长与发育.植物在进化中具备了应对和适应各类环境改变的策略.它们通过整合外源信号与内源信号,继而调控各类生理过程,包括开花时间.在模式植物拟南芥中至少存在5种不同的开花调控途径:光周期途径、春化/温度响应途径、自主开花启始途径、赤霉素途径以及年龄途径.其中光周期途径与温度/春化途径主要感知外界环境信号调控开花时间,而自主途径与年龄途径则介导了植物内源信号调控开花启始.在许多植物物种中,开花时间受到光(光周期)和温度的精确调控,确保植物在特定环境下的最佳时机开花以确保产量.通过正向和反向遗传途径的研究,人们揭示了光和温度调控开花的部分分子机制,本文概述了最近的一些重要进展.