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成功定殖是海草恢复的关键决定因素，但幼苗对自然环境适应的分子机制仍知之甚少。在本研究中，我们结合季节性生理观测、转录组分析和基因共表达网络分析，探究了优势奠基海草物种海神草（Posidonia oceanica）移植后早期阶段的潜在机制。通过采集春季、夏季和秋季的叶片与根系样本，我们在移植后的前六个月内，将移植幼苗与邻近天然海草床中的植株进行了比较。 组织类型是驱动转录组变异的主要因素，但在整个研究期间，移植幼苗在转录水平上始终与天然海草床中的植株存在差异，其中根系的分化程度大于叶片，这表明移植后适应过程具有组织特异性的轨迹。移植后早期阶段的特征是与RNA加工、转录调控和脱落酸信号传导相关基因的激活。在夏季海洋热浪（28 C）期间，两组植株均诱导了保守的热响应通路，包括热休克蛋白和蛋白质折叠机制。此外，移植幼苗持续维持了参与光系统II修复和光保护过程基因的较高表达，并表现出叶片生长减缓和广泛的叶片坏死，这与其在持续热胁迫下对光合作用维持具有更高需求的情况一致。 基因共表达网络分析表明，调控结构完整性、激素信号传导和防御反应的调控网络在天然海草床植株中更为稳定，而移植幼苗则逐步重组其基因共表达模式，使其更接近天然海草床植株，尤其是在叶片中更为明显。我们的研究结果揭示了幼苗早期定殖过程中适应的组织特异性分子轨迹，并鉴定出可作为田间适应和热胁迫响应候选分子指标的目标，为气候变化背景下基于幼苗的海草恢复提供了新的机制性认识。
成功定殖是海草修复成败的关键决定因素，但幼苗对自然环境驯化的分子机制仍知之甚少。本文结合季节性生理观测、转录组分析以及基因共表达网络分析，研究了优势建群海草物种海神草（Posidonia oceanica）在移植后的早期阶段中的相关机制。通过采集春季、夏季和秋季的叶片与根系样品，在移植后的前六个月内，将移植幼苗与邻近天然草甸中的植株进行了比较。组织类型是驱动转录组变异的主要因素，但在整个研究期间，移植幼苗在转录水平上始终与天然草甸植株存在差异；其中，根系表现出的分化程度大于叶片，这表明移植后驯化过程具有组织特异性的变化轨迹。移植后的早期阶段以与RNA加工、转录调控和脱落酸信号传导相关基因的激活为特征。在夏季海洋热浪（28 C）期间，两组植株均诱导了保守的热响应通路，包括热休克蛋白和蛋白质折叠机制。此外，移植幼苗持续维持了与光系统II修复和光保护相关基因的较高表达，并表现出叶片生长减少和广泛的叶片坏死，这与其在长期热胁迫下对光合作用维持具有更高需求的情况一致。基因共表达网络分析显示，调控结构完整性、激素信号传导和防御的调控网络在天然草甸植株中更为稳定，而移植幼苗则逐步重组其基因共表达模式，使之趋近于天然草甸植株，尤其是在叶片中更为明显。我们的研究揭示了幼苗早期定殖过程中具有组织特异性的分子驯化轨迹，并鉴定出可作为野外驯化及热胁迫响应候选分子指标的相关因素，为气候变化背景下基于幼苗的海草修复提供了新的机制性认识。
作者声明不存在竞争性利益。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744801v1?rss=1
🏷️ 海草恢复 移栽适应 季节性驯化 转录组分析 热胁迫响应 基因共表达网络