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Plants-Basel竹藤中心：毛竹可能通過根莖共享水分響應
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主題：毛竹可能通過根莖共享水分響應異質(zhì)性水分脅迫
期刊：Plants-Basel
研究使用平臺：NMT水旱脅迫創(chuàng)新科研平臺
標題：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（谷歌機翻）
水對植物的生長發(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)一系列生理級聯(lián)反應，誘導信號和生理反應。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+信號特性、長距離激素信號分子、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其對干旱脅迫的響應生理功能。這些生理指標的測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能力。
離子/分子流實驗處理方法
土壤相對含水量（RWC=25±5%，80±5%）與根莖處理（連接，斷開）兩個水平，共產(chǎn)生4個不同處理（SC、SD、NC、ND），選用三年齡毛竹進行試驗。
C：連接
D：斷開
N：正常水處理
S：干旱處理
離子/分子流實驗結(jié)果
用非損傷微測技術(shù)(NMT)檢測了根冠、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Ca2+的吸收能力強于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+流速沒有顯著差異。
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+振幅的大小排序為NC<ND<SC<SD。但是，此規(guī)律不適用于其他被測的植物器官，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葉片NH4+和NO3-流速的影響
其他實驗結(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)都由兩個導管和一個篩管組成，在維管束截面上以V形分散排列。
根莖狀態(tài)對SOD、POD和Pro三個指標無顯著影響。
PCA分析結(jié)果表明，SOD、CAT、POD、JA、ABA等各生理指標之間存在顯著相關(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
離子流實驗使用的測試液
0.1 mM CaCl2, 0.1 mM NH4NO3