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摘要
【目的】对6个耐寒相关调控基因(RAP2.7,ABR1,At HSFA6B,Atb ZIP44,GRXC6和HSP18.2)在耐寒和不耐寒木麻黄种质中精细表达模式进行分析,为深入解析木麻黄耐寒的分子机制提供理论基础。【方法】测定耐寒(ZS7)和不耐寒(HN1)2种短枝木麻黄无性系在-2-11℃低温胁迫下的相对电导率,基于Logistic方程对处理温度和对应的相对电导率进行拟合,计算低温半致死温度(LT50)。根据前期转录组测序得到的6个耐寒相关调控基因的EST序列设计特异引物,利用逆转录实时荧光定量PCR分析6个基因在-2,-5,-8℃连续3个温度梯度胁迫下的表达差异,以及在-5℃低温下连续胁迫1,2,5,8,16,24,48,72 h后,在耐寒和不耐寒短枝木麻黄无性系中的精细表达模式。基因相对表达量的计算采用2-ΔΔCT法。【结果】在低温胁迫下,耐寒和不耐寒短枝木麻黄无性系的相对电导率存在极显著差异(P<0.01),低温半致死温度分别为-5.92℃和-2.87℃。在常温条件下,6个基因在耐寒和不耐寒种质中的相对表达量皆无明显差异。在临近不耐寒种质半致死温度的-2℃下持续2 h后,6个耐寒相关基因在不耐寒种质中的表达被强烈抑制,而在耐寒种质中的表达被激活;在临近耐寒种质半致死温度的-5℃下持续2 h后,不耐寒种质中的各基因被进一步抑制,同时在耐寒种质中的表达亦被强烈抑制;在低于半致死温度的-8℃下持续2 h后,各基因的表达继续受到抑制。对在临近耐寒种质半致死温度的-5℃胁迫下,耐寒种质和不耐寒种质的精细表达模式分析表明,在-5℃低温胁迫下,耐寒种质中6个基因的表达在8 h后开始呈现极显著上调,表达量最高值集中在低温胁迫后的第8,24,48 h;不耐寒种质中6个基因的表达在116 h内皆呈现极显著下调,表达量最低值集中在15 h内。【结论】在耐寒相关调控基因的表达水平上,耐寒和不耐寒短枝木麻黄对低温的应答机制明显不同。低温激活了耐寒种质中转录因子、ROS家族基因、ROS应答因子等调控基因的增强表达以抵御和适应逆境胁迫,但抑制了在不耐寒种质中的表达,显著降低了不耐寒种质对低温逆境的耐受能力。该研究在一定程度上对于丰富木麻黄适应低温的分子机制,以及耐寒无性系的分子选育都具有一定的参考价值。
- 出版日期2017
- 单位浙江中医药大学; 中国林业科学研究院林业研究所; 浙江省林业科学研究院
