兰州大学方向文课题组发现干旱复水后乙烯释放速率限制植物气孔导度的恢复

干旱胁迫下，植物通过叶中累积的ABA诱导气孔快速关闭，减少蒸腾，以维持木质部水分运输张力，保护水力传导系统完整性，从而响应干旱胁迫，提升存活力。根据植物气孔对干旱胁迫的敏感性差异可分为等水植物、变水植物及中间过渡类型。但干旱复水后植物气孔导度恢复缓慢，限制气孔快速开张的机理仍有待深入研究。
近日，兰州大学生命科学学院方向文教授课题组在Plant, Cell & Environment 上发表了题为“Ethylene, not ABA, is closely linked to the recovery of gas exchange after drought in four Caragana species”的论文，证实干旱复水后乙烯的释放速率限制了气孔导度的恢复。
通过测定干旱和复水过程中两种等水锦鸡儿属植物(Caragana spinosa、C. pruinosa)和两种变水锦鸡儿属植物(C. intermedia、C. microphylla)的叶水势、气孔导度、水分传导速率、ABA含量、乙烯释放速率等指标，发现与变水锦鸡儿属植物相比，等水锦鸡儿属植物的气孔导度和叶水分传导速率对干旱胁迫敏感，ABA含量累积迅速，乙烯释放速率快。复水之后，ABA含量快速下降，但乙烯释放速率下降缓慢(图 1)，且乙烯释放速率与气孔导度呈显著负相关 (图 2)，外源添加乙烯利进一步证实了乙烯限制气孔开张；变水植物的气孔导度恢复速率也显著快于等水植物。表明干旱复水后，乙烯是限制植物气孔开张的关键因素，决定了植物的干旱适应性并影响植物的潜在分布。
图-1 干旱复水后乙烯释放速率随复水时间逐渐下降（灰色图标为-3.2 MPa下复水，黑色图标为-6.0 MPa下复水）
图-2 干旱复水后乙烯释放速率与气孔导度的恢复线性负相关（灰色图标为-3.2 MPa下复水，黑色图标为-6.0 MPa下复水）
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13934
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