水分胁迫下冬小麦和马铃薯生理生态及ABA代谢的关键基因转录分析

【摘要】：水资源短缺及农田干旱胁迫是影响北方农业生产可持续发展和粮食产量的关键因素。水分胁迫造成作物伤害的生理生态基础、作物抗旱分子机制及提高作物抗旱性研究一直受到人们极大重视。本研究采用盆栽方法研究不同程度水分胁迫对冬小麦苗期生理生态以及分子机制和马铃薯发棵期水分利用效率的影响。结果表明:(1)冬小麦在水分胁迫下,随着土壤水分胁迫增加,ABA含量快速增加,并且和气孔导度、叶水势呈负相关,而和叶气温差呈正相关。ABA快速积累主要是由于TaNCEDs和TaBGs的转录。TaCYP707A1和TaGT在从RSM85%到RSM65%的快速下降,并且从RSM65%到RSM35%的增加,不仅能促进ABA积累,而且有助于维持ABA动态平衡。在响应水分胁迫时微观-宏观的改变反应了 ABA调节在生理生态以及分子水平协同抗旱的机制。(2)马铃薯发棵期土壤相对含水量在85%-25%范围内,随着土壤水分胁迫增加,马铃薯叶片ABA含量和StNEEDs基因的转录水平呈逐渐增加趋势,重度水分胁迫下叶片ABA含量增加33%,StNCED1基因表达提高4倍,而StNCED2基因表达提高9倍。气孔导度在土壤相对含水量为45%时下降幅度最大,为81%;日变化过程中在同一时刻,土壤相对含水量为45%水分利用效率最高,在中午12:00和下午18:00达到最高峰,分别为1.13 μmol· mmol-1和1.15 μmol· mmol-1。