铜胁迫下海州香薷不同抗性种群酸性转化酶基因表达差异研究研究

摘要

研究发现酸性转化酶的底物和反应产物为营养和信号分子,在植物响应环境刺激的过程中起着重要的调节作用.酸性转化酶基因的表达通常受到各种生物或非生物环境胁迫的调控,如病原菌感染、低温、低氧、水分缺失、机械损伤等.但迄今为止,酸性转化酶基因在铜或其他重金属胁迫调节下的表达情况研究较少,特别是在金属型植物中.本文通过实时荧光定量PCR方法检测铜处理后海州香蕾抗性种群和非抗性种群酸性转化酶基因(细胞壁转化酶基因EhcwINV和液泡转化酶基因EhvINV)的表达情况，结果显示铜处理7天后，海州香蕾两个种群根中细胞壁转化酶基因转录表达量如图1所示，非抗性种群的细胞壁转化酶基因转录表达量降低约3.5倍，而抗性种群升高了约9.2倍。两个种群对照组的细胞壁转化酶基因转录表达量没有显著差别(P>0.05)，铜处理组中，抗性种群的细胞壁转化酶基因转录表达量比非抗性种群高约45倍。铜处理7天后，非抗性种群的液泡转化酶基因转录表达量与对照组没有显著差别(P>0.05)，而抗性种群升高了约1.8倍。两个种群对照组的液泡转化酶基因转录表达量没有显著差别(P>0.05)，铜处理组中，抗性种群的液泡转化酶基因转录表达量比非抗性种群高约4.5倍。研究结果表明，这可能是因为抗性种群在长期的铜胁迫环境下进化的抗性机制使之与非抗性种群的酸性转化酶表达存在差异。由于在铜胁迫下抗性种群的海州香蕾需要大量的己糖提供碳源和能量用于维持铜胁迫响应，酸性转化酶基因可能在铜胁迫条件下对海州香蕾的微进化过程中起着辅助基因的作用。因此，在海州香蕾定居铜绿山高浓度铜含量环境的进化过程中，铜胁迫诱导作用可能强化了酸性转化酶基因表达的水平，从而使抗性种群酸性转化酶的转录表达量高于非抗性种群。