揭示大熊貓主食箭竹碳氮代謝對干旱脅迫的耦合響應

　　箭竹是大熊貓主要的食料來源，也是亞高山針葉林下層優勢種群，在水源涵養、水土保持、養分平衡等生態功能發揮中具有重要的作用。箭竹作為一種淺根系植物對水分需求高，對干旱十分敏感。在干旱年份常會遇到箭竹出筍少或不出筍以及竹葉脫落甚至提早開花死亡的現象。因此，干旱在嚴重影響箭竹生長發育的同時，更使國寶大熊貓面臨缺食危機。為了適應干旱等不利的環境條件，植物在漫長的進化過程中形成了一整套完備的對于逆境的自我保護機制如碳氮等主要物質代謝發生改變。然而，在我國干旱頻率和強度日益增加的今天，有關箭竹對干旱逆境響應機制的研究鮮見報道，因而值得深入研究。

　　中科院成都生物研究所地下生態學學科組潘開文研究員課題組劉成剛、王彥杰等人以大熊貓主食竹缺苞箭竹為研究材料，以干旱為逆境，從物質代謝角度對不同程度干旱脅迫下發筍期缺苞箭竹不同器官碳氮代謝耦合響應機制進行了研究。結果表明：干旱脅迫顯著降低了發筍期缺苞箭竹植株特別是幼葉和根的生長，同時顯著降低了幼葉中色素含量;干旱脅迫未破壞發筍期缺苞箭竹幼葉中碳代謝的平衡狀態，然而卻加速了幼葉中硝酸鹽(NO3-)的還原和銨(NH4+)的同化，以緩解其生長限制;干旱脅迫增加了發筍期缺苞箭竹老葉中參與碳代謝過程中的一些關鍵酶活力，進而減少了老葉中碳水化合物的含量，只有重度干旱脅迫增加了老葉中NO3-的還原和NH4+的同化;此外，發筍期缺苞箭竹根部碳氮代謝在重度干旱脅迫時增加。因此，缺苞箭竹不同器官具有各種應對策略以更好地適應不同程度的干旱脅迫，確保其在整個植株水平上的正常生長。

　　研究結果對提高箭竹的抗旱性、產量及品質具有指導意義。該研究得到了國家自然科學基金的資助，相關結果在線發表于J Plant Growth Regul(2013, DOI 10.1007/s00344-013-9367-z)。