油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜幼苗的影响

摘要

油菜素内酯(brassinolide,BR)对作物生长有促进作用,为明晰油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜(Brassica napus)幼苗的影响,本研究以甘蓝型油菜‘帆鸣1号’为材料,对其干种子进行油菜素内酯浸泡处理,以清水浸泡的干种子为对照,取5~6叶期叶片进行转录组分析,取幼苗期、5~6叶期和蕾薹期叶片进行生理生化指标测定。结果显示,转录组分析得到4066个上调表达和4606个下调表达的差异基因,筛选到脂肪酸代谢相关的差异表达基因3个:酰基载体蛋白硫酯酶(fatty acyl carrier protein thioesterase,BnFAT)、生物素羧基载体蛋白(biological carboxyl carrier protein,BnBCCP)、酰基载体蛋白去饱和酶(stearoy acyl carrier protein desaturase,BnSAD),光合作用相关的差异表达基因3个:光反应系统Ⅰ亚基Ⅴ(photoreactionⅠsystem centerⅤsubunit,BnPSAG)、光系统Ⅱ反应中心PSB28蛋白(photosystemⅡreaction center protein PSB28,BnPSB28)和叶绿素ab结合蛋白(chlorophyll ab-binding protein,BnCab)。利用q PCR方法对转录组结果进行验证,在上述6个基因中,仅有BnSAD与测序结果不一致,其他5个差异基因均与转录组测序结果一致。以幼苗期、5~6叶期和蕾薹期叶片为材料对6个差异表达基因进行表达量分析及可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)等生理生化指标进行分析,并对3个时期差异基因表达情况与生理生化指标之间进行相关性研究,结果显示,BnFAT和BnBCCP基因表达量均与可溶性糖含量呈正相关(相关系数均为0.69),BnCab基因表达量与可溶性蛋白含量、SOD活性正相关(相关系数分别为0.89和0.62),BnPSAG基因表达量与POD活性正相关(相关系数为0.62)。本研究结果表明,油菜素内酯处理种子可提高甘蓝型油菜的可溶性物质含量及保护酶活性,生理生化指标含量与差异基因表达量之间存在密切关联。本研究可为油菜高产栽培提供理论和技术参考。