通过比较转录组学揭示了枫杨对水淹胁迫的适应机制

　　2021年6月10日，Genomics在线发表了河南农业大学风景园林与艺术学院分子生物学创新平台李永副教授和李明婉博士为第一和通讯作者的题为“Physiological and transcriptional changes provide insights into the effect of root waterlogging on the aboveground part of Pterocarya stenoptera”的研究论文。该研究通过比较转录组学揭示了枫杨对水淹胁迫的适应机制。

　　水淹胁迫是影响湿地植物物种组成和分布的重要因素，它湿地植物的适应进化的驱动力量，导致物种发生生理、分子、形态上的适应分化。枫杨是重要的园林绿化树种，以园林孤植和行道树的形式广泛应用于城市园林绿化中。在自然状态下它是沿溪流分布的一个树种，它广泛分布于长江中下游地区。由于季风气候的影响，这些地区也经常遭受洪涝灾害。由于它与生长环境的长期互作，枫杨已经进化出对水淹胁迫的适应机制，有研究表明它在长达一年的根系水淹胁迫环境中仍然能够正常生长。但是目前为止，我们仍然对枫杨的水淹耐受适应机制不得而知。

　　研究团队发现对枫杨根系的水淹胁迫处理并不能对枫杨地上部分的生长，研究通过水淹胁迫后地上部分生理指标及基因转录的变化分析了枫杨对水淹胁迫的耐受机制。研究团队总结了枫杨地上部分对淹水的适应机制。枫杨通过上调地上部分的类黄酮合成基因来减少淹水引起的活性氧损伤，并增加α-亚麻酸基因的表达以增强膜脂的不饱和度，从而增强对水淹胁迫的抗性。枫杨在水淹胁迫过程中通过起始激素信号调控通路如调控茉莉酸、乙烯和吲哚乙酸等基因的表达，以增强它对水淹胁迫的耐受性。研究认为茉莉酸和乙烯信号通路与活性氧清除系统的激活有关，乙烯信号途径可能会增加地上部分叶片的气孔导度来减轻水淹对叶片光合作用的负面影响。研究支持了枫杨在其现有的自然生境中已经进化出了系列适应水淹胁迫的机制。

　　该研究项⽬资⾦由国家⾃然科学基⾦(31770225)和河南省科技攻关项目(202102110077)资助。