外源海藻糖提高甘蔗幼苗抗旱能力并促进植株生长

罗正英; 胡鑫; 刘新龙; 吴才文; 吴转娣; 刘家勇; 曾千春; 《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响,为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据.[方法]以甘蔗品种ROC22 和YZ05-51 组培苗为试验材料,以 30%PEG6000 和 12%PEG6000 模拟干旱胁迫,设置 0、10、100 和 200 mg·L-1 4 个海藻糖处理浓度.处理 9 d后测定组培苗鲜重、干重及不定根数目,明确干旱胁迫下海藻糖促进甘蔗生长的最优浓度.然后,以正常条件为对照,检测在 30%PEG6000、12%PEG6000、30%PEG6000+最优浓度海藻糖以及 12%PEG6000+最优浓度海藻糖等处理下组培苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.最后,在 30%PEG6000 和 30%PEG6000+最优浓度海藻糖处理后 0、12、24 和 48 h 4 个时间点,通过qRT-PCR方法检测YZ05-51 组培苗抗旱相关基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平.[结果]海藻糖处理可缓解 30%PEG6000 和 12%PEG6000 干旱胁迫导致的植株鲜重和干重的下降,100 mg·L-1 海藻糖对干旱条件下甘蔗组培苗生长的促进作用优于 10 和 200 mg·L-1 海藻糖处理.30%PEG6000 干旱胁迫会导致甘蔗组培苗的MDA含量上升,同时抗氧化酶POD和SOD的活性也发生上调.海藻糖处理则降低了干旱诱导的MDA上升幅度,且进一步增强了POD和SOD的活性,但海藻糖对 12%PEG6000 胁迫下组培苗的MDA含量和抗氧化酶活性影响不明显.在高浓度PEG6000 胁迫下,海藻糖处理会提高甘蔗抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平.[结论]海藻糖处理可缓解干旱对甘蔗组培苗的生长抑制,促进不定根生长.干旱胁迫下,海藻糖通过提高抗氧化酶POD 和 SOD 的活性,降低干旱胁迫引起的氧化毒性;同时,海藻糖处理诱导抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达,表明施加海藻糖可提高甘蔗的抗旱能力.研究结果可为甘蔗抗旱育种和生产实践中制定甘蔗抗旱策略提供参考.

关键词： 甘蔗 海藻糖 抗旱性 抗氧化酶 基因表达

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