关键词:
花生
叶枕
感夜运动
阴离子通道
生物钟
摘要:
在植物中,有一种独特的感性运动现象,叶片受到光照刺激打开,在黑暗条件下又自动闭合,该运动被称为感夜运动。感夜运动主要集中在豆科植物中,叶枕是感夜植物的重要运动器官,叶枕内运动细胞的体积变化导致叶片打开或闭合。感夜运动不仅受到外界条件的影响还受到植物内源机制的调节,由于该现象在植物中的特殊性,还具有较多生物性功能,影响植物生长发育并协助固着生长的植物更好地利用环境资源。目前对感夜运动的研究多集中在模式植物含羞草(Mimosa pudica)或大型豆科植物雨树(Samanea saman)中,研究叶枕显微结构鉴定了部分与感夜运动有关的离子蛋白,而豆科中其他植物有关研究较少。花生(Arachis hypogaea)在我国分布范围广,种植产量大,营养价值高是食用油脂和蛋白质的主要来源,花生也具有感夜运动现象,但对其研究通常集中在其农业种植和营养成分上,与感夜运动有关的研究较少。故本研究通过植物解剖学详细展示花生运动器官叶枕结构;利用RNA原位杂交技术初步确定花生感夜相关离子通道在叶枕中的位置与表达情况;分析感夜运动与生物钟相配合时对花生生物量的有益影响。研究结果如下:花生叶柄具有较稳定的支撑作用,其显微结构显示叶柄由五个散生管束和3-5层厚壁细胞组成,起到较稳定的支撑作用。叶柄向叶枕演变过程中,维管束逐渐分散成多个,厚壁细胞消失,为形成叶枕中环形维管束做准备。叶枕运动细胞于24h内随光照条件发生结构变化,屈肌细胞在光照来临前和黑暗结束后的4h内变化明显,屈肌运动细胞在花生感夜运动中起重要作用。花生阴离子通道AhSLAH1在叶枕中特异性表达,叶片表达量极低,叶柄无杂交信号出现。AhSLAH1不仅具有器官组织的表达特异性,其表达量在不同时期叶枕中也不同。叶片闭合时,AhSLAH1在叶枕的屈肌运动细胞表达量高,而叶片打开时该基因在两种运动细胞中无明显差异。感夜运动同样受到植物生物钟调控,生物钟参与叶片运动。当外界环境变化与植物内源生物钟的节律保持一致时,及感夜运动中的光暗周期与内部昼夜节律相匹配,花生叶绿素含量较多,生物量和光合作用增强,促进植物生长更快,发育更好;盐胁迫导致叶片运动速率减慢,影响植物感夜运动。