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馬齒莧(Portulaca oleracea)，是馬齒莧科(Portulacaceae)一年生肉質草本植物, 因其生命力極強，具有很強的耐干旱、高溫、營養(yǎng)貧瘠等能力,又有“長壽菜”之稱。研究馬齒莧抗逆的內在機制, 探索馬齒莧響應逆境的調控方式, 為作物作良與種質創(chuàng)新提供了新的素材。植物蛋白組學方法為植物逆境生理學研究提供了一條快捷而有效的方式, 為全面解析植物響應逆境的分子機制提供了可能。

高溫與高濕作為兩種十分普遍的逆境因子, 限制了諸多植物的生長發(fā)育與作物產量。在熱帶地區(qū), 高溫通常伴隨著高濕環(huán)境聯合作用, 但是植物響應高溫高濕環(huán)境脅迫的內在機制并不十分清楚。中科院昆明植物研究所胡向陽研究組與楊永平研究組利用馬齒莧為材料, 通過蛋白組學與生理學等手段解析了馬齒莧對高溫高濕環(huán)境脅迫的響應機制, 結果表明: 相比其它植物如擬南芥(Arabidopsis)而言,馬齒莧明顯地耐受高溫高濕環(huán)境脅迫。在這一過程中, 脫落酸(ABA)降解途徑明顯被激活并抑制ABA的過度積累, 從而保持葉片氣孔處在打開狀態(tài), 促進了葉片蒸騰作用以有效降低葉片溫度; 同時誘導熱休克蛋白積累與提高抗氧化酶活性以避免高濕高濕引起的細胞過氧化損傷; 脯氨酸代謝途徑也被明顯激活產生大量脯氨酸以保護細胞機能。以上結果表明在高溫高濕逆境脅迫下, 馬齒莧調動多種策略增強對逆境脅迫的適應性。

以上結果已被蛋白組學專業(yè)期刊Journal of Proteome Research 在線發(fā)表(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/pr300027a)。