干旱胁迫下不同性别野牛草生理及抗氧化酶基因表达差异

• 作者: 刘牧野 郭丽珠 岳跃森 武菊英 范希峰 肖国增 滕珂
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: 野牛草 干旱胁迫 抗氧化酶 基因表达 性别差异
• 年，卷（期）: 2024,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 93-103
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

干旱是制约植物生长的重要胁迫因素之一，目前对于不同性别野牛草抗旱的生理及分子差异机制的研究较少，为探究干旱胁迫下野牛草雌、雄株抗氧化酶活性以及基因表达差异，以野牛草“Texoka”品种为试验材料，测定干旱第0、7、14天以及复水7 d后野牛草雌、雄株叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量(Chl)、PSII最大光化学量子效率(Fv/Fm)以及抗氧化酶活性，利用qRT-PCR技术研究了野牛草雌、雄株抗氧化酶基因在不同干旱时间下的表达差异。结果表明，干旱胁迫下野牛草雌、雄株坪观质量随着干旱时间的延长而降低，复水后恢复，且雌株坪观质量强于雄株。野牛草雌、雄株RWC都随着干旱处理时间增加而下降，复水后恢复，在干旱第7天雌株RWC高于雄株。野牛草雌、雄株Chl含量随着干旱-复水处理都呈下降趋势；Fv/Fm在干旱-复水处理过程中呈相同的趋势，在干旱第14天均显著降低。雌、雄株Chl和Fv/Fm除第7天外均没有显著差异，两者在长期干旱胁迫以及复水后光合特性相似。野牛草雌株超氧化物歧化酶(SOD)活性在干旱第7、14天以及复水7 d后都高于雄株，雌株抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化更加明显，证明野牛草雌株应对干旱胁迫时APX更快积累；在干旱胁迫下雌、雄株过氧化物酶(POD)活性变化一致，两者没有显著差异。干旱第7天后，野牛草雌、雄株过氧化氢酶(CAT)活性变化趋势完全相反。实时荧光定量PCR分析表明，野牛草雌株抗氧化酶基因表达量在复水后达到峰值，与抗氧化酶活性变化并不一致；雄株FeSOD、Zn/Cu-SOD、POD相对表达量在干旱第14天达到峰值，与抗氧化酶活性变化相同。雄株APX以及CAT相对表达量在干旱第0天最高后下降，复水后上升，与抗氧化酶活性变化不一致。总体而言，野牛草雌、雄株之间在生理及分子水平上对干旱胁迫的响应存在一定差异，且野牛草雌株抗旱性强于雄株。本研究丰富了野牛草抗氧化系统响应干旱胁迫的认识，并为研究雌雄异株植物的抗旱机制提供了参考。