怀玉山三叶青2个栽培种试管苗对干旱胁迫的生理响应及相关基因的表达

摘要

为了探究怀玉山三叶青2个栽培种试管苗对干旱胁迫的生理响应,为其高山大棚有效栽培提供理论依据。以怀玉山三叶青怀玉1号、怀玉2号试管苗为试验材料,进行PEG-6000模拟干旱胁迫处理,通过主成分分析和隶属函数法综合评价怀玉山三叶青2个栽培种试管苗抗旱性的强弱,并通过荧光定量PCR分析干旱胁迫下怀玉山三叶青2个栽培种试管苗相关基因的表达情况。结果表明,随着PEG-6000浓度的增加,怀玉1号、怀玉2号试管苗的株高和生物量整体上呈先稳后降的趋势,可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、游离脯氨酸(Pro)和K^(+)含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性整体上呈先升后降的趋势,而相对电导率(RC)、丙二醛(MDA)含量和Na^(+)含量则呈显著提高的态势,茎、根Ca^(2+)含量无显著变化。根据隶属函数分析结果,怀玉山三叶青2个栽培种试管苗的耐旱性为怀玉2号>怀玉1号;主成分分析结果表明,第1个主成分中较大的指标有POD、CAT活性和Pro含量,第2个主成分中较大的指标有RC、SOD活性和MDA含量,第3个主成分中较大的指标有SS、K^(+)和Ca^(2+)含量;轻度干旱和中度干旱有助于脱落酸、茉莉酸、乙烯、赤霉素、生长素等内源激素含量的提高,也有利于怀玉山三叶青黄酮醇和查尔酮的合成,但不利于怀玉山三叶青烟草花叶病毒的增殖。由研究结果可知,适度干旱胁迫可以提高内源激素和次生代谢物的含量,抑制病毒增殖,促进怀玉山三叶青的生长发育,相关研究结果可为怀玉山三叶青抗旱种源的筛选提供参考依据。