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昆明植物研究所在菟絲子轉運可移動信號提高寄主耐鹽性的研究中取得的進展

  菟絲子為旋花科菟絲子屬的莖寄生植物。在自然界中,菟絲子可以同時連接兩個或者多個鄰近的寄主,形成一個天然的菟絲子連接的植物群體。鹽脅迫是自然界中影響植物生長的主要因素,嚴重地影響農作物的產量。菟絲子是否能夠在不同寄主間傳遞鹽脅迫誘導的系統性信號,并且對寄主的生理產生調控作用,從而使其具有更強的鹽脅迫適應性還缺乏研究。 

  近日,中國科學院昆明植物研究所吳建強研究員帶領的功能基因組學與利用團隊研究了菟絲子在寄主間轉運鹽脅迫誘導的系統性信號對寄主耐鹽性的影響。通過菟絲子將兩株不同的黃瓜寄主連接,并對其中的一株黃瓜寄主進行鹽脅迫,實驗結果發現鹽脅迫誘導的寄主產生的系統性信號通過菟絲子轉運到了另外一株寄主,并影響了此寄主的轉錄水平和生理狀態。菟絲子傳導的抗鹽系統性信號使接收到此信號的寄主與受到鹽脅迫的寄主具有了相似的轉錄水平,而且接收到鹽脅迫信號的寄主還表現出更高的脯氨酸含量和光合速率等,這些結果都表明了鹽脅迫誘導的系統性信號通過菟絲子轉運并對寄主產生了“priming”。最后,研究團隊對接收到鹽脅迫信號的寄主進行了長期的鹽脅迫處理,結果表明了接收到鹽脅迫信號的寄主比未接收到鹽脅迫信號的寄主表現出了更好的耐鹽性。該研究首次揭示了菟絲子能夠在不同寄主間介導非生物脅迫誘導的系統性信號,并且對鹽脅迫系統性信號的生理功能進行了深入研究,為了解菟絲子的生理生態功能及鹽脅迫系統性信號提供了新視角。此外,該研究利用菟絲子將不同的寄主進行連接,這種天然的嫁接體系為系統性信號的研究提供了一個嶄新研究平臺。 

  研究成果以“Dodder-transmitted mobile signals prime host plants for enhanced salt tolerance”為題在線發表于Journal of Experimental Botany雜志上。中國科學院昆明植物研究所李莎蘭博士研究生為該論文第一作者,吳建強研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、中國科學院國際合作項目等經費的支持。 

  文章鏈接 

 

Salt stress induces large transcriptomic reconfigurations in dodder-connected hosts. 

 

Dodder-mediated mobile signals prime hosts for enhanced salt tolerance.

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