植物面对荫蔽的两种策略:避荫与耐荫反应机制研究进展

光是限制植物生长发育的重要因素之一,由于多种地理及环境因素的影响以及套作等栽培模式的应用,使得弱光环境在中国的作物栽培中广泛存在。植物面对弱光环境时通常有两种不同的应对策略,即耐荫反应与避荫反应。本综述总结了近年来植物荫蔽响应的研究,介绍了植物对弱光的感知、避荫反应和耐荫反应在形态学及生理特征上的差异以及两种策略的分子机制,并对未来两种策略的研究可能存在的问题和方向进行了展望。研究并阐明植物应对荫蔽的策略及其分子机制,对提高植物耐荫性、筛选和培育耐荫品种以及推广复合种植模式具有重要意义。

荫蔽环境下植物生理形态及光响应机制研究进展

光照是影响植物生长发育的重要环境因素之一。在农业生产中利用提高作物光合效率来提升其产量与品质具有重要的科学意义和应用价值。在密集的植物群落中,由于上层植被的遮盖,下层植物所获得的光能较少,所以下层植物需要竞争更多光能来维持生长。植物有2种对策获取更多光能,即避荫反应和耐荫反应。目前,对避荫反应的研究较为透彻,但对耐荫反应还缺乏深入研究。综述了荫蔽环境下阳生植物通过伸长下胚轴、叶柄与茎等生理形态改变来适应较低光照水平,同时阴生植物通过展现出促进碳的获得能力、具有较低的表型可塑性和提高对胁迫的抗逆能力等耐荫特征来应对有限的光照条件。结合阳生植物通过激素与光信号通路相互作用来响应弱光环境的避荫反应机制,探讨了在荫蔽环境下阴生植物一方面通过激活拮抗因子抑制避荫反应,另一方面通过提高耐荫反应基因转录活性来增强弱光适应性的耐荫反应机制,为不同植物响应弱光环境机制的研究提供参考,同时为提高植物光能利用效率、培育高光效优良作物品种及构建高效森林生态系统提供有效途径。