利用葉片結構、生理及轉錄組分析霧冰藜干旱脅迫響應機制

譚炯銳，查同剛，張澤宇，張曉霞，滕紅梅，李成奇，王玲麗，趙莉麗，王 奧，姚紫懿

（1.運城學院生命科學系, 山西 運城 044000；2.北京林業大學水土保持學院, 北京 100083；3.中建一局集團第三建筑有限公司, 北京 100161；4.北京八達嶺林場, 北京 102102）

干旱和半干旱荒漠區降水極少、地表溫度高、溫差大、土壤貧瘠且鹽堿化程度高、風蝕水蝕強烈，水土流失嚴重。生長在干旱半干旱荒漠區的植物，在長期的自然進化中形成了多樣性較高的干旱脅迫適應策略，因此荒漠植物對干旱脅迫的適應和響應研究一直是荒漠生態研究的熱點。

植物對干旱脅迫的響應過程包括脅迫感知、信號轉導和抗旱相關基因表達。脫落酸(abscisic acid,ABA)信號通路是植物應對干旱脅迫的核心信號通路，ABA 通過抑制PP2Cs的表達來激活SnRK2s，被激活的SnRK2s可磷酸化下游干旱脅迫響應基因[1]。此外生長素(auxin, IAA)、乙烯(ethylene)和茉莉酸(jasmonic acid, JA)等激素信號通路也參與干旱脅迫響應調節。鈣離子(Ca2+)是第二信使，干旱脅迫時Ca2+通道感知細胞膨壓降低，使膜內產生Ca2+峰值[2]。Ca2+信號可激活CPKs和CBLs-CIPKs參與信號的檢測和傳遞[1]。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族成員也參與非生物脅迫信號的傳遞[3]。活性氧(reactive oxygen species, ROS)也作為信號分子參與干旱脅迫響應[4]。轉錄因子在從信號接收到干旱脅迫相關基因表達的中間過程發揮著重要的信號級聯作用[5]。

脅迫信號的成功轉導啟動后續生理和形態層面的干旱恢復機制。形態方面如較厚的表皮、柵欄組織，較發達的維管束鞘，葉片面積縮小而厚度增加等；生理方面如滲透調節、光合響應、呼吸作用等?！?br>