近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所牡丹課題組在基質(zhì)pH值影響牡丹生長發(fā)育方面取得重要進展，相關(guān)內(nèi)容以“Acidic and alkaline conditions affect the growth of tree peony plants via altering photosynthetic characteristics, limiting nutrient assimilation, and impairing ROS balance”為題在線發(fā)表于《國際分子科學(xué)雜志(IF: 6.208, Q1)》。

       牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）是我國傳統(tǒng)名花，根可入藥，種子可榨油，是促進鄉(xiāng)村振興的重要經(jīng)濟作物。牡丹雖然在我國南北各地均可種植，但植株生長發(fā)育受土壤酸堿性影響顯著，因此，土壤pH值一直是牡丹種植推廣的首要考慮因素。

       本研究利用表型分析、代謝物測定以及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析等手段，系統(tǒng)分析了栽培基質(zhì)pH值與牡丹生長發(fā)育之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)pH值變化與植物光合作用、營養(yǎng)吸收、脅迫修復(fù)等緊密相關(guān)，特別是強酸性(pH4.0)脅迫條件下，植株體內(nèi)活性氧過量積累，破壞了根系對營養(yǎng)元素的吸收，進而影響葉綠體合成及葉片結(jié)構(gòu)，損傷了光合系統(tǒng)。基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析和生理生化數(shù)據(jù)，進一步發(fā)現(xiàn)堿脅迫主要是通過抑制電子傳遞鏈ETFQO等基因的表達，影響了光合效率和能量積累。相比之下，在強酸性(pH 4.0)條件下，植株損傷與光合系統(tǒng)破壞更加嚴(yán)重。據(jù)此，課題組構(gòu)建了酸、堿脅迫影響牡丹生長的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。本研究結(jié)果合理解釋了生產(chǎn)實踐中牡丹適合中性偏堿（pH 7.8~8.3）土壤的特性，并為牡丹精準(zhǔn)栽培調(diào)控提供理論指導(dǎo)。

圖1：不同pH值對牡丹成花和葉綠體結(jié)構(gòu)的影響

圖2：不同pH值對光合系統(tǒng)調(diào)控基因表達的影響

       本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、北京市自然基金、國家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為論文第一完成單位，國際留學(xué)生Theint Thinzar Aung博士為第一作者，任秀霞博士、張秀新研究員為共同通訊作者。（宣傳信息員：任秀霞）

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