我科学家揭示种子植物崛起的秘密

发布时间:2024-04-29 00:48:33 来源: sp20240429

原标题:我科学家揭示种子植物崛起的秘密

【科技前沿】

本报上海11月7日电(记者颜维琦)我们身边有形形色色的植物,其中绝大多数属于能够开花结果的种子植物。据估计,目前世界上的植物种类高达30多万种,其中2/3属于种子植物。最早的种子植物出现在3.6亿年前的泥盆纪,然而直到数千万年之后的石炭纪末期,种子植物才开始崛起,并逐渐在二叠纪末期取代蕨类植物成为地球的霸主,地球也因此进入中生代。然而,种子植物为什么会在古生代晚期开始崛起?至今,这仍是未解之谜。6日,国际学术期刊《自然·植物》在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心晁代印研究组联合湖北大学生命科学学院吕世友研究组合作完成的一项研究,该研究首次从特化细胞壁进化的角度揭示种子植物崛起的奥秘。

根系是植物吸收和运输水分及矿质营养的关键器官,在植物演化过程中扮演重要作用。早在种子植物形成之前,根就在石松植物、蕨类植物和种子植物的共同祖先中出现了,但其结构和功能一直处于进化之中。合作课题组利用18个不同进化节点中的代表性植物物种,系统开展根系内皮层凯氏带和木栓质片层起源的研究。该研究发现,凯氏带存在于包括石松类、蕨类、裸子植物以及被子植物在内的所有维管植物,而木栓质片层仅存在于包括裸子植物和被子植物在内的种子植物中。这些证据表明,凯氏带起源于所有维管植物的共同祖先,而木栓质片层则在更晚的种子植物共同祖先中才被进化出来。这一结果推翻了植物学界长期以来关于木栓质片层和凯氏带共同起源的观点,为研究木栓质片层的进化提供了新视角。

该研究的分子进化分析发现,大部分木栓质形成相关基因在种子植物的共同祖先中出现了大规模扩张,导致了基因功能的创新,使得原本没有木栓质合成能力的基因获得了合成木栓质的功能。研究者利用木栓质缺失的遗传材料,发现缺失了木栓质的拟南芥对于干旱更为敏感,并随后揭示木栓质片层对于植物维管水分的运输效率具有极其重要意义。而与此结果一致的是,地质学家早就发现种子植物崛起、蕨类植物衰落的古生代末期,正是地球从湿润转入干旱的时期。

据此,研究者们提出了一个全新的种子植物崛起模型:石炭纪湿润的气候下没有木栓质片层的蕨类植物水分和营养吸收效率更高,更能适应当时的环境,因此更为繁荣;而在石炭纪晚期开始的干旱气候下,进化出了木栓质片层的种子植物具备了更高效的水分运输效率,具有了更强的干旱适应能力,从而能够逐渐取代蕨类植物,成为地球表面的霸主。

该研究不仅揭示了凯氏带和木栓质的起源之谜,并且从一个崭新的角度首次证实,木栓质的出现是促进种子植物崛起的驱动力。此外,研究发现了木栓质片层在植物应对干旱等逆境胁迫中发挥的重要作用,对提高植物的抗旱性、解析植物耐盐耐旱机制以及研发抗旱新品种等具有重要价值。

(责编:罗知之、李楠桦)
珠江压咸补淡应急调水保障澳门元宵节供水 - 珠江流域北江将发生特大洪水 水利部将水旱灾害防御应急响应提升至Ⅲ级

珠江压咸补淡应急调水保障澳门元宵节供水

发布时间:2024-04-29 00:48:34 来源: sp20240429

   中新网 广州2月20日电(记者 王坚)水利部珠江水利委员会(下称“珠江委”)20日通报,预计今年元宵节前后珠江河口有天文大潮,将遇新一轮咸潮上溯,该委于19日至23日启动2023-2024年度第四次压咸补淡应急水量调度(下称“应急调水”),保障元宵节期间澳门供水。

与珠海相邻的澳门。(资料图)王坚 摄

  珠江委称,水文部门预测,元宵节前后珠江河口正值天文大潮期,将迎来新一轮咸潮上溯,并遭遇寒潮大风等不利取淡因素,珠海、中山等取水口的取淡概率将有所下降。

  珠江委表示,针对应急调水,该委已召开会商会,分析研判近期流域雨水咸情,安排部署元宵节期间澳门、珠海等地供水保障工作。

  珠江委相关负责人介绍,按水利部统一部署,2023-2024年度第四次压咸补淡应急水量调度自19日起调度西江大藤峡、长洲等骨干水库加大出库流量集中向下游补水,补水时间将持续4天。

  珠江委表示,通过应急调水,预计西江梧州站平均流量将维持在2500立方米/秒以上,可有效压制珠江河口咸潮,为下游沿线取水口抽取淡水创造有利条件,将全面保障元宵节期间澳门、珠海等地供水安全,同时还将提升西江干流航道通航效率。

  据了解,下一步,珠江委还将继续做好应急值守和会商研判,持续跟踪寒潮天气形势和流域雨水咸情变化,滚动预测预报,实时优化调度方案;督促有关单位严格落实调度指令,指导珠海、中山等地抓住有利时机抢淡蓄水;加强与电网、航运等涉水行业相关部门沟通协调,最大程度发挥水资源综合效益等。(完)

【编辑:张子怡】