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Plants-Basel竹藤中心：毛竹可能通過根莖共享水分響應(yīng)
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主題：毛竹可能通過根莖共享水分響應(yīng)異質(zhì)性水分脅迫
期刊：Plants-Basel
研究使用平臺(tái)：NMT水旱脅迫創(chuàng)新科研平臺(tái)
標(biāo)題：Effects of Rhizome Integration on the Water Physiology of Phyllostachys edulisClones under Heterogeneous Water Stress
作者：竹藤中心蔡春菊、范少輝、景雄
Ca2+、NH4+、NO3-
毛竹（根冠、根莖、葉肉組織）
中文摘要（谷歌機(jī)翻）
水對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。在異質(zhì)環(huán)境缺水條件下，根莖克隆植物的生理整合觸發(fā)一系列生理級(jí)聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)信號(hào)和生理反應(yīng)。毛竹（Phyllostachys eduli）根莖連接著相關(guān)的克隆分株，在這種生理整合中具有重要意義。這種意義歸因于異質(zhì)水分條件下克隆分株維管束中水分和養(yǎng)分的共享。然而，異質(zhì)水分脅迫下生理整合的生理特征仍不清楚。為了研究這些生理特性，特別是第二信使Ca2+信號(hào)特性、長(zhǎng)距離激素信號(hào)分子、抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和氮代謝，本研究比較了具有連接（允許整合）的分株和斷根（不允許整合）的分株。激光共聚焦顯微鏡也觀察到根莖的維管束結(jié)構(gòu)?？傮w而言，本研究結(jié)果提示，在異質(zhì)缺水條件下，相互連通的毛竹根莖能夠增強(qiáng)其對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)生理功能。這些生理指標(biāo)的測(cè)定變化有助于通過根狀莖的相互連通來提高無性系分株的干旱適應(yīng)能力。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理方法
土壤相對(duì)含水量（RWC=25±5%，80±5%）與根莖處理（連接，斷開）兩個(gè)水平，共產(chǎn)生4個(gè)不同處理（SC、SD、NC、ND），選用三年齡毛竹進(jìn)行試驗(yàn)。
C：連接
D：斷開
N：正常水處理
S：干旱處理
離子/分子流實(shí)驗(yàn)結(jié)果
用非損傷微測(cè)技術(shù)(NMT)檢測(cè)了根冠、葉肉橫切面和根莖橫切面中Ca2+的流速，其流速規(guī)律如圖1所示。差異顯著性分析表明，無性系分株ND和SD在根冠、根莖橫切面和葉肉橫切面上的Ca2+流速存在顯著性差異（P<0.05），說明SD的根冠對(duì)Ca2+的吸收能力強(qiáng)于ND。然而，在異質(zhì)性水分條件下，NC和SC的根冠和葉肉橫切面上的Ca2+流速?zèng)]有顯著差異。
如圖1c所示，NC和SC的根莖中的Ca2+振幅小于ND和SD的根莖中的Ca2+振幅。通過比較這四種處理發(fā)現(xiàn)，NC中Ca2+流速的振幅是四種處理中小的，并且Ca2+振幅的大小排序?yàn)?/span>NC<ND<SC<SD。但是，此規(guī)律不適用于其他被測(cè)的植物器官，如根冠和葉肉（圖3c）。
圖1. 異質(zhì)性水分脅迫下根莖對(duì)克隆分株不同器官Ca2+流速的影響
從NH4+和NO3-的吸收流速來看，SC葉片和NC葉片中的NH4+和NO3-流速無明顯差異，而根莖被切斷的SD葉片和ND葉片中的NH4+和NO3-差異較大。
圖2.異質(zhì)性水分脅迫下根莖連接或斷開后對(duì)葉片NH4+和NO3-流速的影響
其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果
使用激光共聚焦顯微鏡觀察到根莖維管束的結(jié)構(gòu)和莖的維管結(jié)構(gòu)都由兩個(gè)導(dǎo)管和一個(gè)篩管組成，在維管束截面上以V形分散排列。
根莖狀態(tài)對(duì)SOD、POD和Pro三個(gè)指標(biāo)無顯著影響。
PCA分析結(jié)果表明，SOD、CAT、POD、JA、ABA等各生理指標(biāo)之間存在顯著相關(guān)性。
無性系分株葉片中JA和ABA的濃度呈顯著正相關(guān)。
ND和SD的葉片中SOD、CAT和POD活性有顯著差異。
在干旱脅迫下，NC和SC中的MDA含量差異不顯著。然而，ND和SD之間的MDA含量存在顯著差異。
在干旱脅迫下，SD葉片中ABA濃度顯著高于ND葉片，而NC和SC處理葉片ABA濃度無顯著差異。
滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)Pro和Bet濃度與MDA濃度呈顯著正相關(guān)。
結(jié)論
離子流實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)試液
0.1 mM CaCl2, 0.1 mM NH4NO3