4月18日 何奕騉:藻苔应对西藏瓦嘎隆冰川地区极端环境的生存策略(生命科学系列学术报告)

4月18日 何奕騉:藻苔应对西藏瓦嘎隆冰川地区极端环境的生存策略(生命科学系列学术报告)

 

报告人简介:

  1982年毕业于南充师范学院(现西华师范大学)后留校任教,1995年获东北师范大学博士学位,1996-1998年在中科院遗传所从事博后研究。1998年起在首都师范大学生命科学学院任职,2008-2017年期间担任首都师范大学副校长。 近年来,主持国家重大专项、国家重大基础研究(973)和863课题、国家杰出青年科学基金(B类)、国家自然科学基金、北京市自然科学重点基金等10余项。其领导的研究小组主要集中在植物逆境应答的分子调控机制研究领域,取得的系列学术成果以第一作者或责任作者在PNAS,Plant Physiology,Cell Research,JXB,Proteomics,Nitric Oxide - Biology and Chemistry等国际学术刊物上发表研究论文50余篇,在NO调控植物开花研究领域做出了开创性工作(Science, 2004)。‬‬‬‬‬‬‬

  

报告内容:

  全球气候变暖导致青藏高原冰川和植被剧烈变化,对环境格局和可持续发展影响深远。约5亿年前陆地先锋苔藓植物登陆并逐渐遍布包括南极青藏高原等自然环境恶劣地区。2005年我们在青藏高原海拔约4000米的嘎瓦隆古冰川地区发现藻苔种群分布,建立56个样方、小气象站,采用实地观察和全年实时摄像等方法技术,获其完整生活史。藻苔植株无(假)根,其直立茎和地下茎(横茎)交互穿插并以黏液毛粘连形成稳固的网络状种群结构,显示出顶端无限生长基部逐渐腐烂的独特的“多年生”特征;无雪覆盖期 (6-10月)131±7天期间,直立茎可生长1.35±0.44mm、横茎2.87±0.02mm,植株具极强紫外线耐受能力;3-4年龄性成熟的直立茎顶端叶基产生精子器或颈卵器,当年7至9月受精次年6月长出孢蒴,30±6天伸长到3.89±0.06mm,尔后孢子成熟。

  1953−2018年间样方区域平均气温以0.19±0.02°C /10年速率升高,2011年以来瓦嘠龙东冰川的冰舌前沿融退53m/年,藻苔种群以0.8±0.06 cm2/年速率缩减,就地异地移栽均未成功。

  藻苔核基因组325Mb可组装成5个连锁群,注释基因26,700;叶绿体基因组149kb(注释基因137, 检测到RNA编辑位点1232),线粒体基因组139kb(注释基因69,检测到RNA编辑位点362);采用104或1972个核基因分别构建系统进化树,均将藻苔归于藓类并于基部独成一枝。

  全基因组分析揭示,RSL基因家族缺陷可能导致藻苔无假根,PIN基因家族缺陷可能导致地下茎/横茎的IAA浓度梯度、PIN蛋白的细胞极性定位紊乱,使其负向地性差从而维持横向生长;GST基因家族歧化使其酶活性最适温度为16℃而非小立碗藓的25℃;甜菜碱脂、脂类、多酚类、黄酮类化合物等代谢相关基因家族扩增并受紫外辐射诱导增加转录水平,可能是其应对高辐射的生存策略。

  晚白垩纪(距今约8000万年)发生的“喜马拉雅(造山)运动”将藻苔推到4000米海拔的青藏高原,这种无根孑遗植物演化出独特的生理生化、个体形态和种群结构特征,适应其所处的极端恶劣的自然环境。但全球气候变暖可能对藻苔种群在青藏高原的正常生长发育带来巨大威胁。

  

  

  

  

  

  


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