小麦根系PIP2基因表达响应干旱-复水的遗传差异研究

摘要

[目的]研究干旱-复水的水分动态变化及品种遗传特性对小麦水孔蛋白基因PIP2表达的影响,揭示小麦生理抗旱性的分子机制.[方法]以抗旱性差异较大的2个小麦品种“陕合6号”(抗旱)和“郑引1号”(干旱敏感)为材料,于幼苗培养至8d时,采用渗透势为-0.4 MPa的PEG-8000溶液模拟干旱胁迫处理,胁迫时间分别为0(对照),12,36,60 h,胁迫60 h后复水36h.运用半定量RT-PCR方法,研究从干旱胁迫到复水的整个过程中,水孔蛋白基因PIP2在2种小麦根系中的动态差异表达情况,以及根系水导、叶片相对含水量、游离脯氨酸含量和细胞膜相对透性的变化.[结果]正常水分条件下,“郑引1号”中PIP2的表达水平高于“陕合6号”；而水分胁迫条件下,“陕合6号”中PIP2的表达量普遍高于“郑引1号”,且PIP2的表达随水分的动态变化在2个品种中均表现出明显的可塑性.水分胁迫初期(36 h内),“陕合6号”中PIP2的表达水平显著高于对照,至60 h时又逐渐降低至低于对照水平；而“郑引1号”PIP2的表达量随着水分胁迫时间延长持续降低,至60 h时几乎检测不到其表达.胁迫60 h后复水36 h,2个小麦品种中PIP2的表达量均有恢复,但“郑引1号”的净表达量仍未达到胁迫前的水平,而“陕合6号”则超过了胁迫前的水平,表现出补偿效应.与干旱敏感品种“郑引1号”相比,干旱胁迫下抗旱品种“陕合6号”的高 PIP2转录水平对应于植株较高的根系水导、叶片相对含水量和游离脯氨酸含量,同时具有较低的根系细胞膜相对透性.[结论]抗旱品种在水分胁迫初期诱导并维持较高的PIP2表达,复水后PIP2的补偿表达可能是其具有较高抗旱能力的重要机制之一.