武汉植物园在三峡库区特有植物丰都车前的水淹耐受性研究方面取得新进展
丰都车前(Plantago fengdouensis) 属车前科( Plantaginaceae)车前属(Plantago)多年生草本植物。该物种属三峡库区特有植物，只在三峡水库蓄水前的重庆丰都、忠县的长江江心沙滩的低海拔区域上有自然分布。受三峡工程的影响，丰都车前的原生境被永久性淹没。为了减小三峡工程对植物多样性的影响，在三峡水库蓄水前，大部分丰都车前植株被移栽到武汉植物园进行迁地保护，但对丰都车前的水淹耐受性及适应机制并不清楚。
中国科学院武汉植物园植物水分胁迫生物学学科组杨帆博士在产祝龙研究员的指导下，以普通车前(P. asiatica)为对照种，在生理生化水平上比较研究了丰都车前的叶片和根对水淹胁迫的差异响应。研究结果表明，经过20天的水淹处理后，所有的水淹植株能完全成活，但两种车前的叶片和根对水淹胁迫的耐受性表现出明显的差异。水淹胁迫下，普通车前的根系生长受到明显抑制，而丰都车前的根系生长受到的抑制较小。组织化学分析表明：与普通车前相比，水淹胁迫条件下丰都车前的叶片中积累的更多的超氧阴离子(O2·−)和过氧化氢(H2O2)，而丰都车前的根中积累的量更少。定量分析表明，丰都车前的叶片中H2O2、氢氧根离子(•OH)及丙二醛(MDA)含量在水淹胁迫后均显著增加，而在根中的含量并无显著性变化，而且叶片中的含量均显著高于根中的含量。相对应的是，普通车前的根中的•OH、O2·−、H2O2及MDA含量均显著高于叶片中的含量，而且水淹胁迫后叶片中的O2·−和MDA含量无显著变化，而根中的含量却显著增加。另一方面，丰都车前根中的还原性谷胱甘肽及脯氨酸含量、抗坏血酸过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶活力在水淹胁迫下均显著上升，而普通车前根中的含量活力无显著性变化或显著性降低；相应的是，两种车前叶片中这些指标在水淹胁迫后的变化趋势较为一致。我们的研究结果表明相对于普通车前而言，丰都车前的叶片对水淹胁迫较为敏感，而根对水淹胁迫耐受性更好，并能形成一定的保护机制。丰都车前的根对水淹胁迫的适应机制可能与它的自然生境有关，在自然状态下，当夏季洪水来临时，丰都车前被淹，叶片腐烂死亡；当洪水退去，丰都车前再通过根系生长繁殖。该研究成果为三峡库区特有植物丰都车前的保护、回归自然及对维持三峡水库消落区的植物多样性提供科学指导。
以上研究获得国家自然科学基金(No.31270449)、中国科学院“百人计划”基金和中国科学院知识创新工程项目(No.54Y154761O01076、29Y329631O0263)的共同资助。相关研究成果发表在Environmental and Experimental Botany (2015, 109: 177-185)上。
两种车前水淹前后的形态比较(C, 对照; S, 水淹胁迫)
丰都车前的根数目较少，但较为粗壮；而普通车前的根数目较多，但较为纤细。丰都车前的根受水淹胁迫的抑制较小，而普通车前的根系生长受到水淹胁迫明显抑制。
水淹前后两种车前叶片和根中的H2O2(A、B)、O2·−(C、D)的组化分析 (C, 对照; S, 水淹胁迫)
H2O2和 O2·−的染色结果表明，丰都车前的叶片在水淹前后着色较深，含量较高；而丰都车前的根着色较浅，含量较低。
