低温胁迫下6种木兰科植物的生理响应及抗寒相关基因差异表达

• 作者: 张方静 李瑞雪 汪结明 罗峰 胡希军 金晓玲
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 木兰科 生理响应 抗寒性 基因表达
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 页码范围: 2883-2898
• 页数: 16页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201801230185

摘要

分析了6种木兰科植物对低温胁迫的生理响应及耐寒相关调控基因HSP90和WRKY33的差异表达,为木兰科植物抗寒机理的研究和抗寒品种的选育提供理论基础.结果 表明,6种木兰科植物的低温LT50在-10.64--22.06℃,从高到低依次为红花深山含笑、峨眉含笑、杂交含笑、阔瓣含笑、六瓣含笑和乐东拟单性木兰;低温过程中,6种木兰科植物叶片可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性呈先升高后降低的趋势,可溶性糖(SS)和丙二醛含量(MDA)则不断积累;筛选出REC、MDA、SP、SS和Pro作为6种木兰科植物抗寒性评价的关键指标;聚类分析将6种木兰科植物在抗寒性能上分为强、中、弱三类,分别为乐东拟单性木兰和六瓣含笑,阔瓣含笑、杂交含笑和峨眉含笑,以及红花深山含笑.对HSP90、WRKY33基因的差异表达分析表明,2个基因在6种木兰科植物中的相对表达量呈先升高后降低的趋势,在临近各树种LT 50时,2个基因的表达被强烈抑制且后期表达量不可逆.0℃时,2个基因的表达量差异不显著;-5℃时,2个基因开始被激活,表达量增加;-10℃时,HSP90、WRKY33基因在红花深山含笑叶片中的表达量较-5℃时分别下调了0.76倍和0.68倍,而在其他5个树种中的表达被进一步激活;-15℃时,HSP90和WRKY33基因在抗寒性中等的阔瓣含笑、杂交含笑、峨眉含笑中亦被强烈抑制,较-10℃时分别下调了0.38倍、0.33倍、0.32倍和0.71倍、0.72倍、0.74倍,在抗寒性强的乐东拟单性木兰和六瓣含笑中的表达被进一步激活;-20℃以后,2个基因在6个树种中的表达均被强烈抑制,但在抗寒性最强的乐东拟单性木兰中的表达量仍高于其他5个树种.抗寒基因的激活与表达是影响植物抗寒性的重要因素,抗寒性不同的树种对低温的应答机制明显不同.抗寒性越强的树种越能快速启动低温应答机制,激活抗寒相关基因的表达,进而调整生理生化活动以抵御和适应冷应力.不抗寒树种中抗寒基因的表达则受到抑制,降低了其对低温逆境的耐受能力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡希军		189	1543	21.0	29.0
2	金晓玲		138	1268	18.0	27.0
6	汪结明		29	93	6.0	9.0
7	李瑞雪		10	72	5.0	8.0
11	罗峰		9	42	4.0	6.0
12	张方静		6	37	3.0	6.0