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昆明植物所在植物花粉的UV-B辐射耐受研究方面取得重要进展

文章来源:中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2024-01-22  |  作者:寸爽,宋波  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  植物在生活史的各个阶段都会面临各种环境胁迫因子,而耐受或适应环境胁迫的能力决定了它们的分布与丰富度。众多环境胁迫因子中,紫外辐射(UV-B)是影响植物生长与繁殖的关键因素。在全球变化(大气组成改变、物种迁移等)背景下,植物面临的UV-B辐射会进一步增强。因此,植物耐受UV-B辐射的能力与适应机制受到进化生物学家和保护生物学家的普遍关注。尽管繁殖阶段是植物生活史中最敏感时期,但是,以往针对植物适应UV-B辐射的研究主要集中在营养器官(叶片),很少有研究探讨繁殖器官的响应机制,特别是经常暴露在阳光中的花粉。

  中国科学院昆明植物研究所泛第三极植物多样性形成及创新驱动专题组通过对77种植物的花粉萌发、花粉管生长以及性状进行调查的基础上,探讨了花粉萌发和花粉管生长的UV-B耐受能力及其影响机制。 

  在调查的77种植物中,UV-B辐射对大部分物种的花粉萌发(90.9%)和花粉管生长(84.2%)具有显著的抑制作用。系统发育分析显示,花粉萌发和花粉管的UV-B辐射敏感性具有较强的系统发育信号,即:亲缘关系相近的植物具有相似的耐受能力。随着植物所处海拔的升高,花粉管生长对UV-B辐射的敏感性显著降低,表明高海拔的植物具有更高的耐受能力。此外,花粉活力对UV-B辐射的耐受能力受到多种生物和非生物因素的影响,如风媒植物和野生植物比虫媒植物和栽培型植物具有更强的耐受能力;而低温或干旱环境的植物比高温或多雨环境的植物具有更强的耐受力。在所有的影响因素中,UV-B辐射强度和持续时间对花粉萌发和花粉管生长的影响具有最高的解释力。因此,花粉对UV-B辐射的耐受能力受植物所处环境和物种性状的共同影响,对我们理解全球变化背景下UV-B辐射改变对群落物种组成和农业生产的影响具有重要意义。 

  研究结果以Effects of UV-B radiation on pollen germination and tube growth: A global meta-analysis为题在线发表在环境科学与生态学领域TOP期刊Science of the Total Environment。中国科学院昆明植物研究所硕士研究生寸爽和河南师范大学张婵副教授为论文的共同第一作者,中国科学院昆明植物研究所孙航院士和宋波研究员为论文共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导专项、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、国家自然科学基金面上项目等项目的资助。 

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(责任编辑:李雪)

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