作者:郑国伟等 来源:《植物、细胞与环境》 发布时间:2011-7-28 13:08:27
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植物适应温度快速变化机制研究获进展
 
温度是影响植物地理分布、生长发育和作物产量的重要环境因素。植物适应高温或者低温的最重要和最基础的方式,是改变细胞膜的组成以调整膜的流动性,最终保持细胞膜的完整性和功能。一般情况下,植物膜脂以饱和度的升高适应高温、降低适应低温。但是,膜脂饱和度的变化是一个复杂而耗能的过程。在持续高低温快速转换的环境中(沙漠和高山流石滩等),如果植物采取上述的方式适应温度变化,将是一种不好的“生存和繁育之间的能量权衡策略”,因为植物将为生存耗费过多的能量。
 
在中国科学院昆明植物研究所李唯奇研究员的指导下,郑国伟和田波博士提出假说认为,不同于单独的高温或者低温环境中的情况,在高低温快速转换的环境中,植物将保持膜脂的饱和度不变,同时以其它一种快速而低耗能的方式调整膜脂组成来适应温度变化。他们用脂类组学方法,检测了横断山海拔4500米高山流石滩昼夜巨大温差的条件下,植物水母雪兔子和线叶丛菔的膜脂分子变化;并设置了高低温快速变化的室内控制实验,在排除了紫外辐照等其他野外因素的条件下,检测了高山植物须弥芥以及模式植物拟南芥的膜脂分子变化。野外和室内两个实验的结果均显示,在持续高低温快速变化的环境中,植物保持细胞膜饱和度不变,而采取交换膜脂头基团的方式变化膜脂组成,这种变化方式快速而省能。实验结果验证了所提出的假说,从而提出了植物适应温度变化的一种新机制。
 
上述研究论文“Plant adaptation to frequent alterations between high and low temperatures: remodelling of membrane lipids and maintenance of unsaturation levels”在线发表于著名杂志《植物、细胞与环境》(Plant, Cell & Environment)上。(来源:中国科学院昆明植物研究所)
 
 
 
 
 
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