红树林是热带和亚热带潮间带的木本植物群落。它们提供了重要的生态系统服务,例如为沿海和海洋动物提供了栖息地,以及沉积,沿海的防御和养分循环系统。低温是影响红树林植物生长,繁殖和分布的主要环境因素之一。但对红树林植物对冷胁迫的响应和适应机制的研究,特别是基于分子水平仍缺乏。由于红树林是经常性受淹没的沿海植物,因此水温可能在调节红树林的耐寒性中起着至关重要的作用。这项研究的目的是研究温水对广泛分布的主要红树林物种木榄(Bruguiera gymnorhiza)中对冷胁迫的响应和适应机制的潜在介导作用。受控的冷实验将在一个从中国两个地点(不同纬度)采集的并在一个同质园中种植的木榄(B.gymnorhiza)幼苗的植物生长室中进行。每个地点的幼苗将分为两组:一组浸没在没有温度调节的水中,另一组浸没在保持在25℃的热水中并暴露于低至10℃(日)/5℃(夜)的逐渐冷胁迫下,然后恢复到最适温度35℃(白天)/25℃(晚上)。在整个冷实验中,将通过三个指标来衡量冷应激的程度:(1)光合作用效率,如Photosystem II的最大量子效率(Fv/Fm)所示,(2)叶片组织中存在的抗氧化酶和活性氧的含量;(3)叶片组织的基因表达谱(转录组)。这项研究检验了水温和局部适应对减轻红树林的低温胁迫的综合作用。我观察到(1)在恢复期间,亚热带地区的热带地区的光化学效率高于热带地区;(2)在最大冷应力下,在温度调节的水箱中的光化学效率较高;(3)低温会导致氧化应激,而氧化应激会在应激后持续存在;(4)常见的最丰富的上调途径涉及到色素沉着和抗氧化。(5)非热调节水箱和低纬度地区的B.gymnorhiza个体的膜稳定性相关基因被上调。综上所述,这些发现提供了经验支持:(1)来自较高纬度的B.gymnorhiza个体表现出比来自较低纬度的B.gymnorhiza个体更高的耐寒性;(2)在寒冷期间暴露于温水的B.gymnorhiza个体表现出比未暴露于温水的B.gymnorhiza个体更高的耐寒性。这些发现为深入了解红树林适应温度压力的机制及其对全球气候变化的未来响应奠定了基础。