苔藓也是铝制储物柜的主人
细胞、基因和分子

苔藓也是铝制储物柜的主人

巴西岩石稀树草原上的苔藓正在悄悄地做着我们通常认为只有灌木和树木才会做的事情:从土壤中吸收并安全地储存铝。

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铝对大多数植物来说是一种有毒元素,它会抑制根系生长、引起氧化应激并阻碍植物对必需营养物质的吸收。然而,一些物种已经进化出在不遭受显著损害的情况下积累这种金属的策略,迄今为止,大多数研究都集中在维管植物上,例如来自塞拉多草原和其他生态系统的耐铝树木和草类。

一项新的研究发表在 Planta (普兰塔) 揭示了两种常见的 关闭 苔藓物种不仅能耐受高浓度的这种金属,而且还利用与已描述的维管植物类似的细胞策略。

在 坎波斯鲁佩斯特 在巴西,苔藓形成垫状物覆盖其上。 石英岩 和 含铁的 在土壤呈酸性、养分贫瘠且天然富含铝的露头地带,奥利维拉及其合作者开展了一项研究,调查了两种物种。 片状弯曲藻 和 刺柏研究人员在阿根廷东南部的卡尔萨达山脉(Serra da Calçada)研究了生长在石英和铁矿石基质上的苔藓,以了解这些苔藓如何处理铝。在确认两种环境中的铝含量都很高后,研究人员采用了组织学技术,并 莫兰 利用荧光追踪铝在苔藓组织中的积累位置和方式。

研究地点的岩生草原植被。照片由 Caio Viana 拍摄(来自 Wikimedia Commons)。

两种物种都会积累铝,但分别在不同的细胞区室中积累。 片状弯曲藻 金属主要储存在细胞壁中。相比之下,在 刺柏 铝很可能被分隔在液泡(一种以储存功能著称的细胞器)和叶绿体(负责光合作用的细胞器)中。这两种机制反映了在塞拉多草原和世界各地其他生态系统中观察到的耐铝维管植物的策略,揭示了一个引人注目的例子。 趋同进化 不同植物谱系之间。

该研究还强调了一个重要细节:两种苔藓中特化的输水组织对铝的亲和力都很低,这表明即使在苔藓中,其内部运输通道也受到一定程度的保护。在方法论上,这项工作也具有创新性,首次将莫林荧光技术应用于塞拉多土壤中的苔藓植物,拓展了这项已在被子植物中应用的技术。

综上所述,这些结果挑战了铝积累仅限于某些维管植物的观点。相反,它们表明,铝耐受性和固铝能力可能比之前认为的更广泛地分布于陆生植物中,甚至可以追溯到苔藓植物的进化历史早期。

阅读文章:

奥利维拉 MF, 阿里奥拉 ÍA, 罗德里格斯·马托斯 GH, et al.. 2025. 巴西稀树草原苔藓中铝的积累:两种苔藓的比较研究揭示了与维管植物相似的特征。 Planta (普兰塔) 261. https://doi.org/10.1007/s00425-025-04690-5


巴勃罗·桑托斯的葡萄牙语翻译。

封面图: 刺柏 by Stephen James McWilliam(维基共享资源).

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作者

Pablo O. Santos

Pablo 是巴西米纳斯吉拉斯联邦大学植物生物学专业的博士生,他研究含铁露头苔藓植物的光保护策略和抗氧化潜力。

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