干旱胁迫下苎麻生理指标和抗逆相关基因表达的变化

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.002

湖北农业科学 ›› 2024, Vol. 63 ›› Issue (5): 6-11.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.002

干旱胁迫下苎麻生理指标和抗逆相关基因表达的变化

张奥深¹, 徐敏¹, 陈炼¹, 熊伟¹, 程长松¹, 汪红武^1,2

1.咸宁市农业科学院/湖北省苎麻工程技术中心,湖北咸宁 437100;
2.咸宁香城特色农业技术研究院有限公司,湖北咸宁 437100

收稿日期:2023-11-13 出版日期:2024-05-25 发布日期:2024-06-04
通讯作者: 汪红武（1984-）,男,湖北咸宁人,副研究员,硕士,主要从事苎麻栽培育种及多用途应用方向研究,（电子信箱）15272710171@163.com。
作者简介:张奥深（1997-）,男,河南驻马店人,研究实习员,硕士,主要从事苎麻栽培育种及抗逆机制方向研究,（电话）19071356857（电子信箱）1771271307@qq.com;
基金资助:
国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-16-S10）

Changes of physiological indexes and expression of stress resistance related genes in ramie under drought stress

ZHANG Ao-shen¹, XU Min¹, CHEN Lian¹, XIONG Wei¹, CHENG Chang-song¹, WANG Hong-wu^1,2

1. Xianning Academy of Agricultural Sciences/Hubei Ramie Engineering Technology Center, Xianning 437100, Hubei, China;
2. Xianning Xiangcheng Characteristic Agricultural Technology Research Institute Co., Ltd., Xianning 437100, Hubei, China

Received:2023-11-13 Published:2024-05-25 Online:2024-06-04

摘要/Abstract

摘要： 为研究干旱胁迫对苎麻（Boehmeria nivea L.）生理特性和抗逆相关基因的影响,以苎麻品种华苎4号为试验材料,采用自然干旱胁迫,测定其生理指标、抗逆相关基因表达量和相关农艺性状的变化。结果表明,与对照相比,干旱胁迫处理苎麻叶片叶绿素SPAD降低,茎尖和叶片的相对电导率、游离脯氨酸含量、丙二醛含量和可溶性糖含量均显著增加（P<0.05）,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性均升高,抗逆相关基因BnP5CS1、BnWRKY1、BnACO1、Bn-α-amylase、BnAPX1、BnbZIP1、BnDREB19和BnGR1的相对表达量均提高,其中BnP5CS1和BnWRKY1在叶片中的相对表达量分别提高了5.1倍和5.3倍;与对照相比,干旱胁迫处理苎麻株高、茎粗、皮厚、地上部鲜重和单株原麻重均显著下降（P<0.05）,茎粗和皮厚分别降低0.13 cm和0.14 mm,地上部鲜重和单株原麻重分别降低了52.05%和39.53%。

关键词: 苎麻（Boehmeria nivea L.）, 干旱胁迫, 生理指标, 抗逆基因, 相对表达量

Abstract: To study the effects of drought stress on physiological characteristics and stress resistance related genes of ramie （Boehmeria nivea L.）, the physiological indexes, stress resistance related gene expression and agronomic traits of Huazhu No. 4 were measured by natural drought stress. The results showed that, compared with the control, the chlorophyll SPAD of ramie leaves decreased under drought stress, the relative conductivity, free proline content, malondialdehyde content and soluble sugar content of stem tip and leaves increased significantly （P<0.05）, the activities of superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT） and peroxidase （POD） increased, and the relative expression levels of stress-related genes BnP5CS1, BnWRKY1, BnACO1, Bn-α-amylase, BnAPX1, BnbZIP1, BnDREB19 and BnGR1 were increased. The relative expressions of BnP5CS1 and BnWRKY1 in leaves were increased 5.1 and 5.3 times compared with control. Compared with the control, the plant height, stem diameter, skin thickness, fresh aboveground weight and raw hemp weight per plant under drought stress were significantly decreased （P<0.05）, the stem diameter and skin thickness were decreased by 0.13 cm and 0.14 mm, respectively, and the fresh aboveground weight and raw hemp weight per plant were decreased by 52.05% and 39.53%, respectively.

Key words: ramie（Boehmeria nivea L.）, drought stress, physiological indexes, stress resistance gene, relative expression

中图分类号:

S563.1

张奥深, 徐敏, 陈炼, 熊伟, 程长松, 汪红武. 干旱胁迫下苎麻生理指标和抗逆相关基因表达的变化[J]. 湖北农业科学, 2024, 63(5): 6-11.

ZHANG Ao-shen, XU Min, CHEN Lian, XIONG Wei, CHENG Chang-song, WANG Hong-wu. Changes of physiological indexes and expression of stress resistance related genes in ramie under drought stress[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2024, 63(5): 6-11.

参考文献

[1] 王昕慧, 全芮萍, 刘婕仪, 等.苎麻种质资源遗传多样性分析研究进展[J].作物研究, 2021, 35(3): 282-286.
[2] CRAMER G R, URANO K, DELROT S, et al.Effects of abiotic stress on plants: A systems biology perspective[J]. BMC plant biology, 2011, 11(1): 163.
[3] 赵浩含,朱爱国,陈继康.农业抗旱策略及苎麻相关研究建议[J].中国麻业科学, 2022, 44(5): 285-292.
[4] GAUT B S, DIEZ C M, MORRELL P L.Genomics and the contrasting dynamics of annual and perennial domestication[J]. Trends in genetcis, 2015, 31(12): 709-719.
[5] 李林林, 马渊博, 张浪, 等. 3个苎麻品种对干旱胁迫的生理生化响应[J].中国麻业科学, 2018, 40(1): 22-27.
[6] 高润梅,石晓东,王林,等.当年生华北落叶松幼苗的耐旱性[J].林业科学, 2015, 51(7): 148-156.
[7] BAJGUZ A, HAYAT S.Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses[J]. Plant physiology and biochemistry, 2009, 47(1): 1-8.
[8] 黄承建, 赵思毅, 王龙昌, 等.干旱胁迫对杂交苎麻脯氨酸积累、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响[J].中国麻业科学, 2013, 35(2): 57-62.
[9] 马渊博. 水分胁迫对苎麻生长及生理特性的影响[D].长沙: 湖南农业大学, 2014.
[10] 杨帆, 苗灵凤, 胥晓, 等.植物对干旱胁迫的响应研究进展[J].应用与环境生物学报, 2007, 13(4): 586-591.
[11] 杨媛. 不同时期干旱对苎麻生理生化及产量品质的影响[D].武汉:华中农业大学, 2018.
[12] ANJUM S A, XIE X Y, WANG L C, et al.Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress[J]. African journal of agricultural research, 2011, 6(9): 2026-2032.
[13] 李葵花, 高玉亮, 吴京姬.转P5CS基因马铃薯“东农303”耐盐、抗旱性研究[J].江苏农业科学, 2014, 42(11):131-133.
[14] 李健, 杜成忠, 王露蓉, 等.甘蔗△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因转化烟草的抗旱性分析[J]. 华中农业大学学报, 2018, 37(2): 34-42.
[15] 吴华玲, 倪中福, 姚颖垠, 等. 15个普通小麦WRKY基因的克隆与表达分析[J].自然科学进展, 2008, 18(4): 378-388.
[16] SONG Y, CHEN L G, ZHANG L P, et al.Overexpression of OsWRKY72 gene interferes in the abscisic acid signal and auxin transport pathway of Arabidopsis[J]. Journal of biosciences, 2010, 35(3): 459-471.
[17] 余建, 刘长英, 赵爱春, 等.桑树1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因(MnACO)启动子功能分析[J].作物学报,2017, 43(6): 839-848.
[18] 黄建斌, 周文杰, 房磊, 等. ACC氧化酶基因AhACOs对花生耐盐性的影响[J].生物工程学报, 2023, 39(2): 603-613.
[19] 余伟林, 钟英丽, 揭雨成, 等.苎麻α-amylase基因的克隆与表达[J].农业生物技术学报, 2014, 22(1): 27-36.
[20] 朱守晶,周精华,揭雨成,等.苎麻抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆和表达分析[J].植物遗传资源学报,2013,14(5):879-884.
[21] 汪溢. 干旱胁迫下AcAPX对拟南芥根形态建成的影响[D].合肥:安徽农业大学, 2021.
[22] 周精华,揭雨成,邢虎成,等.苎麻BnbZIP1转录因子基因的克隆与表达特征分析[J].中国农业科学,2013,46(7):1314-1322.
[23] 胡亚杰,王闯,刘卫群,等.干旱胁迫对转BnDREB1-5烟草组织结构和光合日变化的影响[J].江苏农业科学,2011,39(5):109-112.
[24] 宋贵方,樊伟丽,王俊娟,等.陆地棉干旱胁迫响应基因GhGR的克隆及特征分析[J].中国农业科学, 2012, 45(8): 1644-1652.
[25] 杨瑞芳, 王继龙, 佘玮, 等.水分胁迫对不同基因型苎麻生长发育的影响[J].现代农业科技, 2018(22): 33-35,37.

干旱胁迫下苎麻生理指标和抗逆相关基因表达的变化

Changes of physiological indexes and expression of stress resistance related genes in ramie under drought stress

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	吕海燕, 李大卫, 费早霞, 钟彩虹. 不同叶面肥及株型控制对中科猕砧2号猕猴桃组培苗生长发育的影响[J]. 湖北农业科学, 2024, 63(5): 61-64.
[2]	唐佳乐, 段海波, 王静. 干旱胁迫下氮素对猴樟幼苗生长及光合特性的影响[J]. 湖北农业科学, 2024, 63(4): 96-100.
[3]	缑一杰, 杨振华. 褪黑素预处理对草莓苗耐旱性的影响[J]. 湖北农业科学, 2023, 62(8): 95-101.
[4]	陈博, 范继红, 李玉舒, 邹原东, 石进朝, 于海群. 金野紫穗槐对干旱胁迫的响应[J]. 湖北农业科学, 2023, 62(7): 89-94.
[5]	玉峙强, 小梅, 杨振德, 玉舒中. 不同栽培基质对降香黄檀幼苗生长的影响[J]. 湖北农业科学, 2023, 62(4): 98-102.
[6]	周建云, 余佳斌, 刁朝强, 覃青青, 王晓. 干旱胁迫下木醋液对烤烟光合特性及根系生长的影响[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(4): 85-88.
[7]	徐敏, 熊伟, 王维, 汪红武. 不同栽培密度对苎麻农艺性状及产量的试验分析[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(21): 10-14.
[8]	梁碧云, 潘艳林, 陈美清, 全琪淇, 莫素云, 韦晓春, 禤莹. 基于逆境效应的扶芳藤种植研究[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(19): 78-82.
[9]	徐锐, 王晓丽, 廖伟东, 卢红良, 敖耀强, 李娅, 郭利. 干旱胁迫下植物生长调节剂对烤烟产质量的影响[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(19): 87-91.
[10]	周亚洁, 陈朋, 周鑫惠, 沈海燕, 胡春红. 不同品种小麦种子萌发及幼苗发育对外源过氧化氢处理的响应[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(16): 5-11.
[11]	刘洋, 韩涛, 张鸿翎, 刘集锋. 淹水胁迫及排涝对四种菊科宿根花卉生理特性的影响[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(15): 133-139.
[12]	邓丽丽, 秦惠珍, 史艳财, 邹蓉, 蒋运生, 熊忠臣. 三种光照度对广西地不容生理生化特性的影响[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(12): 81-85.
[13]	赵欢蕊, 王爱文, 刘娟, 罗彩云, 王晓荣. 低温对两种彩叶玉簪抗寒生理指标的影响[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(1): 115-118.
[14]	成新艳, 凌梦, 邓流阳, 杜梦琳, 杨滢滢, 王陈, 陈珂. 低压直流电场对沙打旺生长及根系土壤酶活的影响[J]. 湖北农业科学, 2021, 60(8): 102-106.
[15]	邓硕真, 刘惠军, 王洪芹, 王红艳, 张倩茹, 张梅. 外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 湖北农业科学, 2021, 60(3): 70-74.