中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (21): 4208-4218.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.21.006
罗正英1,2,3(), 胡鑫1,2(
), 刘新龙1,2, 吴才文1,2, 吴转娣1,2, 刘家勇1,2(
), 曾千春3(
)
收稿日期:
2023-02-01
接受日期:
2023-03-17
出版日期:
2023-11-01
发布日期:
2023-11-06
通信作者:
联系方式:
罗正英,E-mail:zhengyluo@163.com。胡鑫,E-mail:sugarhuxin@163.com。罗正英和胡鑫为同等贡献作者。
基金资助:
LUO ZhengYing1,2,3(), HU Xin1,2(
), LIU XinLong1,2, WU CaiWen1,2, WU ZhuanDi1,2, LIU JiaYong1,2(
), ZENG QianChun3(
)
Received:
2023-02-01
Accepted:
2023-03-17
Published:
2023-11-01
Online:
2023-11-06
摘要:
【目的】研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响,为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据。【方法】以甘蔗品种ROC22和YZ05-51组培苗为试验材料,以30% PEG6000和12% PEG6000模拟干旱胁迫,设置0、10、100和200 mg·L-1 4个海藻糖处理浓度。处理9 d后测定组培苗鲜重、干重及不定根数目,明确干旱胁迫下海藻糖促进甘蔗生长的最优浓度。然后,以正常条件为对照,检测在30% PEG6000、12% PEG6000、30% PEG6000+最优浓度海藻糖以及12% PEG6000+最优浓度海藻糖等处理下组培苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。最后,在30% PEG6000和30% PEG6000+最优浓度海藻糖处理后0、12、24和48 h 4个时间点,通过qRT-PCR方法检测YZ05-51组培苗抗旱相关基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平。【结果】海藻糖处理可缓解30% PEG6000和12% PEG6000干旱胁迫导致的植株鲜重和干重的下降,100 mg·L-1海藻糖对干旱条件下甘蔗组培苗生长的促进作用优于10和200 mg·L-1海藻糖处理。30% PEG6000干旱胁迫会导致甘蔗组培苗的MDA含量上升,同时抗氧化酶POD和SOD的活性也发生上调。海藻糖处理则降低了干旱诱导的MDA上升幅度,且进一步增强了POD和SOD的活性,但海藻糖对12% PEG6000胁迫下组培苗的MDA含量和抗氧化酶活性影响不明显。在高浓度PEG6000胁迫下,海藻糖处理会提高甘蔗抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平。【结论】海藻糖处理可缓解干旱对甘蔗组培苗的生长抑制,促进不定根生长。干旱胁迫下,海藻糖通过提高抗氧化酶POD和SOD的活性,降低干旱胁迫引起的氧化毒性;同时,海藻糖处理诱导抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达,表明施加海藻糖可提高甘蔗的抗旱能力。研究结果可为甘蔗抗旱育种和生产实践中制定甘蔗抗旱策略提供参考。
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表1
实时荧光定量PCR的引物序列"
基因编号 Gene ID | 正向引物序列 Forward primer sequence (5°-3°) | 反向引物序列 Reverse primer sequence (5°-3°) |
---|---|---|
GAPDH | CACGGCCACTGGAAGCA | TCCTCAGGGTTCCTGATGCC |
ScTPS1 | TGTGCCAACAAGAACTGACG | GCTCACAAGGTTCATCCCATC |
ScSnRK2.3 | ACCACAGCAGGGCGATTC | ATGCAGCAAACCAGACTTTGAGTA |
ScSnRK2.4 | ACCTACCACGGGAACTCA | TCATCCGAATACTCACTGCT |
ScDREB2b-1 | ACACAATGTGGGTACCGTGG | ATAGGCCCTAGCTGCATCCT |
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