外源独脚金内酯缓解小麦干旱胁迫的机制研究

摘要

干旱已成为小麦生长发育、产量与品质最重要的限制因素之一.为探究独脚金内酯(SLs)对小麦幼苗干旱胁迫的缓解效应,笔者以20%PEG-6000作为中度干旱胁迫处理水培的小麦品种百农207,以0.8μmol·L^(-1)人工合成的独脚金内酯类似物GR24(rac-GR24)进行灌根处理,对干旱胁迫下小麦幼苗的长势、叶片相对含水量、叶绿素含量、抗氧化系统和渗透调节物质,以及SLs信号转导和脱落酸(ABA)等激素相关基因表达谱进行分析.研究结果表明,GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,与干旱胁迫相比,GR24处理后干物质含量增加了40.9%,总叶绿素含量和PS II的最大光化学效率Fv/Fm分别提高了23.6%和84.3%,脯氨酸含量降低了41.7%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别增加了8.4%,6.2%,12.6%,还原型谷胱甘肽(GSH)的含量和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值分别提高了43.9%和84.2%,活性氧水平显著降低,过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量分别降低了26.3%和31.6%,根部SLs信号转导基因TaD14,TaMAX2,TaD53的表达量显著上调了18.4%,23.5%,12.3%,叶片ABA合成基因TaNCED1的表达量显著上调了12.5%,而ABA分解基因TaHYD1的表达量显著下调.因此,独脚金内酯提高了干旱胁迫下叶绿素含量和光合效率,增强了叶片的抗氧化能力,促进了SLs信号转导和ABA积累,从而促进了小麦幼苗的生长,有效提高了小麦幼苗的抗旱性.上述结果可为进一步研究SLs调控小麦耐旱胁迫的分子机制奠定基础.