检索结果-南通市图书馆

林业科学研究 2023年第5期36卷 1-11页

作者：武舒王洲张明艳钟姗辰王黎苏晓华张冰玉中国林业科学研究院林业研究所、林木遗传育种全国重点实验室、国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

[目的]:对银腺杨(Populus alba×***‘84k’)组氨酸激酶paghk3a基因敲除株系的抗旱性进行评价,同时探究paghk3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法]:利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨(WT)及其paghk3a... 详细信息

[目的]:对银腺杨(Populus alba×***‘84k’)组氨酸激酶paghk3a基因敲除株系的抗旱性进行评价,同时探究paghk3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法]:利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨(WT)及其paghk3a基因敲除株系(C1和C2)组培苗,处理3 h后采用实时定量PCR(Quantitative real-time PCR)方法测定各株系叶片paghk3a基因、paghk3a下游基因、干旱胁迫响应基因及抗氧化基因的表达水平;利用称重控水法对各株系盆栽苗进行3个梯度的温室干旱胁迫处理,包括正常浇水(土壤相对含水量:70%~75%)、中度干旱(40%~45%)以及重度干旱(25%~30%),干旱胁迫4周后测定WT及C1、C2株系的瞬时光合参数、过氧化氢(H_(2)O_(2))及丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性、株高和地径等生理生化及生长指标。[结果]:在温室中度干旱条件下,C1和C2株系株高生长量均显著高于WT,而在重度干旱条件下,这两个株系的株高生长量与WT相比均无显著差异。分析光合参数发现,在中度干旱条件下,基因敲除株系C1和C2气孔导度及胞间CO_(2)浓度均显著高于WT,但在重度干旱胁迫条件下只有C2株系胞间CO_(2)浓度显著高于WT;在中度干旱胁迫条件下C1株系瞬时净光合速率显著高于WT,在重度干旱胁迫条件下,C2株系瞬时净光合速率显著高于WT。同时生化指标测定结果显示,在中度干旱条件下基因敲除株系C1和C2中MDA及H_(2)O_(2)含量显著低于WT,而在重度干旱胁迫时,仅C2株系显著低于WT;对比分析各株系抗氧化酶活性发现,正常供水条件下,C1株系叶片POD酶活性以及C2株系SOD酶活性显著高于WT,在中度干旱胁迫条件下,C1株系这两种保护酶活性均显著高于WT,而C2株系仅在重度干旱胁迫下显著高于WT。另外,在PEG模拟干旱胁迫处理下,基因敲除株系C1和C2叶片组氨酸激酶基因paghk3a及其下游响应调节蛋白PagRR2、PagRR15基因表达量与WT相比均显著下调;而干旱胁迫响应基因PagNAC3以及过氧化物酶合成基因POD1的表达则显著上调,超氧化物歧化酶合成基因SOD4的表达与WT相比无显著差异。[结论]:在paghk3a基因敲除株系中,paghk3a基因及细胞分裂素信号传导途径中响应调节因子基因PagRR2、PagRR15表达均较WT显著降低,而胁迫响应基因PagNAC3及POD合成基因POD1表达显著升高;同时,在中度干旱条件下paghk3a基因敲除株系的气体交换能力更强,MDA以及H_(2)O_(2)含量更低,株高生长量更大,从而具有更强的抗旱能力。

关键词：银腺杨组氨酸激酶基因paghk3a 基因敲除抗旱性

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