圆锥南芥适应高山干旱环境机制

唐 婷，陶发清，李唯奇

(1. 湖南科技大学 生命科学学院 经济作物遗传改良与综合利用湖南省重点实验室 重金属污染土壤生态修复与安全利用湖南省高校重点实验室, 湘潭 411201; 2. 中国科学院 昆明植物研究所 西南野生生物种质资源库, 昆明 650201)

种子萌发过程非常复杂，不仅受内部生理生化活动调控，还受外界环境因素如水分、温度、氧气和光照等影响[1]。在种子成熟过程中，母体植株营养组织合成大量ABA(Abscisic acid, ABA)运输至种子，对种子后续发育发挥重要的调控作用[2-3]。在拟南芥种子发育后期，合子组织中产生ABA诱导种子休眠[4]。木豆植物的种子遭遇高温胁迫时，通过合成多种HSPs(Heat shock proteins, HSPs)促进种子萌发过程胚轴伸长，增强耐热能力[5]。在烟草中，过表达HSP70能够提高植物对干旱的耐受能力[6]。另外，过表达sHSP17.7的水稻植株能增强对水分胁迫的耐受性[7]。植物在面临不利生长环境条件下，通过启动相关生理生化和分子活动，增强种子抗逆能力或调控种子以休眠的形式度过，这是适应环境的保护性策略。

高山环境综合有多种非生物胁迫，包括温度胁迫、干旱胁迫和土壤贫瘠等[8]。圆锥南芥(Arabispaniculata)生长在高山环境中，是拟南芥(Arabidopsisthaliana)的近缘物种[9]。圆锥南芥通过调整营养生长和繁殖发育循环以适应高山气候条件[10]。前期发现圆锥南芥对短期高温胁迫具有光合修复能力和系统性耐热能力[11-12]，还能通过调整细胞膜膜脂分子的含量和组成方式适应长期中高温胁迫[13]。在秋季，圆锥南芥种子开始成熟；当冬季来临，高山土壤上覆盖冰雪，水分非常短缺；……