中科院植物所等揭示北美巨杉極端乾旱響應機制

2021-01-19 手機光明網

　　記者日前從中國科學院植物研究所獲悉，該所研究員郭慶華率領的團隊同中山大學、美國加州大學默塞德分校的科研人員開展合作，揭示了巨杉對氣溫上升背景下極端乾旱事件的響應機制。相關成果日前發表在《地球物理學研究雜誌—生物地球科學》上。

　　研究人員利用Landsat系列衛星在1985年到2015年間的持續觀測數據分析發現，在極端乾旱的影響下，巨杉沒有發生大量死亡，但其含水量在此期間發生超過正常波動範圍4倍以上的下降，但因為森林管理政策的影響，同期的森林生物量反而得到上升。這意味著巨杉對有限的儲備水需求增加，進一步消耗地下水資源。

　　同時，研究人員還通過對比2個乾旱時間段內巨杉林的變化發現，溫度上升會加劇乾旱對於巨杉的脅迫。這是因為當地處於地中海氣候，夏季降水較少，植被水源主要依賴於冰雪融水，而氣溫上升則會提前冰雪融化的時間，減少巨杉林的可用水資源。這將導致低海拔區域的巨杉林更加受乾旱脅迫的影響。

　　該成果對於深入了解巨杉生存環境、制定相關森林管理政策具有重要意義，相繼被《紐約時報》、美國廣播公司新聞等國際媒體報導。

　　據了解，巨杉是地球上現存最為古老、壽命最長、體積最為龐大的物種之一，其樹高可達近百米，直徑超過10米，其自然分布目前集中在美國內華達山脈西麓約150平方公裡的區域。近30年來，內華達山脈經歷了前所未有的氣溫上升和頻繁的極度乾旱事件，給當地生態系統特別是巨杉的生存帶來了巨大挑戰。丁佳

[責任編輯:趙清建]

相關焦點

  • 中國科學家研究揭示一種全新植物激素信號轉導機制
    李家洋團隊 供圖中新網北京6月11日電 (記者 孫自法)記者11日從中國科學院遺傳與發育生物學研究所(中科院遺傳發育所)獲悉，該所李家洋院士團隊通過系統鑑定擬南芥中獨腳金內酯的早期響應基因，最新闡明獨腳金內酯調控分枝發育、葉片形狀以及花青素積累的分子機制，發現獨腳金內酯信號轉導中的雙功能抑制蛋白，從而揭示出一種全新的植物激素信號轉導機制。
  • Mol Plant|中科院遺發所儲成才團隊揭示硝酸鹽誘導的磷響應機制
    phosphate response by RLI1/HINGE1 in nucleus的研究論文，揭示了硝酸鹽誘導的磷響應新機制。氮和磷是植物需求量最大的兩種礦質營養元素，其在土壤中的含量和分布一直處於動態變化。因此，植物在進化過程中產生了複雜的信號調控網絡來整合不同營養元素信號，協調其吸收和利用。長期以來，人們對氮磷信號通路解析大多分開進行，導致對氮磷互作機制的理解非常有限。
  • 科學家揭示末次冰期東亞熱帶地區千年尺度季節性乾旱事件
    揭示熱帶地區在地質時期氣候變化過程中的季節性水文變化特徵和機制，有利於理解全球水文格局演變及其引發的極端氣候事件的發生、發展規律，其也是目前全球古氣候學界研究的焦點之一。其中1組主要來自禾本科植物的植矽體記錄，禾本科主要為1年生草本植物，因此，其可揭示季節性氣候水文變化；植矽體記錄揭示出啞鈴型植矽體在10.1-10.8、14.3-14.9、26.2-26.4、32.1-32.9、44.0-46.7、48.4-48.9和59.2-60.0 ka BP出現了7次千年尺度的百分含量和沉積通量快速增加的事件（圖2）。
  • PNAS:植矽體分析揭示出末次冰期東亞熱帶地區千年尺度季節性乾旱事件
    這個結果挑戰了傳統觀點，過去有研究認為是北大西洋發生的冰筏事件驅動了低緯大乾旱事件。這項研究揭示了末次冰期東亞熱帶千年尺度水文變化受緯向和經向的海洋-大氣環流共同控制的過程，對認識全球變化背景下熱帶地區高-低緯、海-陸相互作用的過程、規律和機制具有重要意義。
  • 南京土壤所揭示小麥種子萌發期應對逆境脅迫的響應機制
    植物的生長發育過程受到環境脅迫或自然災害的影響。小麥是重要的糧食作物之一，但是其在生長過程中常受到乾旱、高鹽和洪澇等逆境的影響；其中，小麥種子的萌發易被各種脅迫延緩乃至打斷，進而影響幼苗生長和最終的產量及品質。
  • 生物物理所揭示光合作用卡爾文循環的催化及調控機制
    近日，國際植物研究雜誌THE PLANT CELL 發表了中國科學院生物物理研究所李梅/常文瑞組的研究成果，題為Photosynthetic Phosphoribulokinase Structures: Enzymatic Mechanisms and the Redox Regulation of the Calvin-Benson-Bassham
  • 南海海洋所揭示海馬對近岸海洋環境變化響應的分子機制
    近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員林強團隊以海馬為研究對象，系統揭示了海洋近岸環境汙染物對海馬性腺與育兒袋發育影響的分子機制，闡明了海洋環境變化對海洋生物行為、生理與基因層面的綜合作用機理。
  • 陳江華團隊揭示植物複葉模式建成的分子機制
    在植物演化的歷程中，複葉的出現被認為帶來了很多優勢，如提高光合效率、減少植食性動物的損傷等。根據複葉中小葉的數目和排列方式，複葉可以分為單身複葉、三出複葉、羽狀複葉、掌狀複葉及各種多級複葉等。這些不同複葉的形態是如何決定的，目前所知甚少。從發育的視角來看，複葉與單葉的不同之處在於，複葉的發育包括一個由複葉原基幹細胞介導的特殊形態建成過程——小葉的起始和排列。
  • 西雙版納植物園揭示植物複葉模式建成的分子機制
    在植物演化的歷程中，複葉的出現被認為帶來了很多優勢，如提高光合效率、減少植食性動物的損傷等。根據複葉中小葉的數目和排列方式，複葉可以分為單身複葉、三出複葉、羽狀複葉、掌狀複葉及各種多級複葉等。這些不同複葉的形態是如何決定的，目前所知甚少。從發育的視角來看，複葉與單葉的不同之處在於，複葉的發育包括一個由複葉原基幹細胞介導的特殊形態建成過程——小葉的起始和排列。
  • 研究揭示光合作用卡爾文循環的催化及調控機制
    5月8日，國際植物研究雜誌THE PLANT CELL發表了中國科學院生物物理研究所李梅/常文瑞組的研究成果，題為Photosynthetic Phosphoribulokinase Structures: Enzymatic Mechanisms and the Redox Regulation of the Calvin-Benson-Bassham Cycle
  • 植物病原體威脅糧食安全,研究團隊揭示植物受攻擊時如何自衛
    植物病原體威脅糧食安全，研究團隊揭示植物受攻擊時如何自衛 澎湃新聞記者 朱奕奕 2020-08-25 08:54 來源
  • 郭巖、朱健康等多位專家聯合撰寫「植物逆境反應」英文長篇綜述
    Herrera-Estrella教授，南京農業大學徐國華教授，中科院分子植物科學卓越創新中心(植物生理生態研究所)晁代印研究員等專家共同撰寫完成。 綜述全文４０頁，3萬7千餘字，全面系統地總結了植物對逆境（包括乾旱、鹽脅迫、溫度脅迫、重金屬脅迫等）的感知與信號轉導的分子機制，以及植物在複雜的環境中利用養分的策略。
  • 中科院團隊破解360萬年來亞洲中緯度氣候變化:總體持續變幹
    由中科院青藏高原研究所方小敏研究員領銜的新生代環境團隊與中科院地球環境研究所安芷生院士團隊共同主導合作完成的這項重要研究成果論文，最近已在線發表於《美國科學院院刊》。西崑侖山前黃土深鑽巖心360萬年以來相關階段性轉型變化研究圖表。
  • 研究揭示氣孔在植物免疫中的新功能
    氣孔是由一對保衛細胞構成的植物葉表皮上的開孔，可響應環境因子刺激控制植物氣體交換和水分蒸騰。作為植物表面的天然開孔，氣孔也是許多病原菌入侵的通道。然而，植物可以主動關閉氣孔來阻止病原菌的入侵，這一抗病過程被稱為氣孔免疫。但氣孔在植物，特別是單子葉植物中是否還以其它的方式參與抗病免疫仍不清楚。最近，中國科學院微生物研究所邱金龍課題組研究發現，水稻Osaba1突變體對水稻白葉枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae， Xoo)的廣譜性抗性是由於氣孔開放程度（氣孔導度）的增加引起的。
  • 遺傳所揭示水稻根中乙烯信號傳遞新途徑!
    但相關信號調控機制還不清楚。在前期研究中，已經鑑定了一系列mhz乙烯反應突變體並克隆了相應基因。揭示了水稻乙烯信號轉導途徑中與雙子葉模式植物擬南芥相比保守的基因和新基因，及與其它激素如ABA、JA和生長素互作調控根生長的新機制。
  • 大氣所揭示不同緯度火山爆發對全球季風降水的影響
    全球季風區是全球人口分布密度最大的地區之一，季風的異常活動伴隨出現的洪澇和乾旱事件對社會經濟發展有著重大影響。火山活動作為自然外強迫中的重要因子，能夠通過噴發產生硫酸鹽氣溶膠，減少到達地面的太陽短波輻射，產生冷卻作用，減弱全球水循環。因此理解火山爆發對全球季風降水的影響具有重要的科學和社會意義。
  • 地球環境所揭示中亞伊犁盆地黃土記錄的全新世溼度變化
    地球環境所揭示中亞伊犁盆地黃土記錄的全新世溼度變化 2020-09-09 地球環境研究所 【進一步動力學機制分析認為，雖然來自印度季風或北半球西風等的降雨或是中亞地區乾濕變化的基礎，但是由於中亞地區乾旱/半乾旱區蒸發與降水作用的差別，全新世以來持續降低的夏季太陽輻射和溫度帶來的蒸發作用的減弱可能對伊犁盆地半乾旱區的溼度變化起到更重要的作用（圖2）。
  • 活得最久的植物是什麼?世界十大長壽植物,壽命最長的十大植物
    1、波西多尼亞海草波西多尼亞海草是地中海的一種特有植物，壽命超過10萬年的無性繁殖海草，目前正處在瀕危之中。它通過分生組織的分裂來實現繁殖，其根莖生長緩慢，但在漫長的時間裡卻能夠蔓延數公裡長，被認為是迄今為止所發現的世界上壽命最長的生物。
  • 昆明植物所在植物萜類化學防禦與形成機制研究中取得進展
    植物合成萜類化合物目的通常被認為是調節其自身生長發育（如植物激素赤黴素、脫落酸和獨腳金內酯）以及抵禦各種生物脅迫（如昆蟲拒食劑印楝素和除蟲菊酯）。倍半萜為萜類化合物中的一個重要家族，具有豐富的化學結構和生物功能雙重多樣性。其中，杜松烯類倍半萜由於其獨特的活性與功能受到廣泛關注，如抗瘧疾藥物青蒿素和植保素棉酚等。
  • 瀋陽生態所揭示科爾沁沙地流動沙丘黃柳灌叢發生衰退死亡的生理機制
    為了揭示流動沙丘迎風坡黃柳發生衰退死亡的環境驅動力和內在生理機制，中國科學院瀋陽應用生態研究所科研人員依託本單位烏蘭敖都荒漠化防治研究試驗站開展研究。以分別生長在丘間地、流動沙丘迎風坡和背風坡上的黃柳種群為研究對象，對比分析不同生境中的土壤水分狀況，以及不同種群中黃柳植株的木質部水分傳輸功能等的差異。