低温胁迫下外源NO对黄瓜幼苗生长及多胺代谢的调控作用

来源 :石河子大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kingwangcheng
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黄瓜,低温敏感植物,目前被作为经济作物广泛种植于温室。在黄瓜的生长发育过程中,容易受到低温损害,如倒春寒等自然现象。前人研究发现一氧化氮(NO)可以调控植物生长,也可以作为信号分子参与植物非生物胁迫调控。本研究以‘津研4号’黄瓜幼苗为试验材料,通过化学遗传法构建不同NO水平的黄瓜幼苗植株,研究植株在正常生长情况和低温(10℃/6℃)胁迫下NO对黄瓜幼苗生长发育及其低温耐受性的影响。主要结果如下:1.黄瓜幼苗第一片真叶为一元硬币大小时,构建不同NO水平的植株。常温下,与CK相比,SNP(NO供体,硝普钠)处理植株叶面积增大,干鲜重增加,叶色较绿,叶绿素含量明显增高,叶绿素合成基因FeCH、MgCH表达水平提高,同时油菜素内酯合成基因DWF4显著上调;PTIO(NO清除剂)处理则显著抑制幼苗生长;PTIO+SNP处理与CK相比同样显著提高黄瓜的叶面积、干鲜重、叶绿素含量等,但其值低于SNP处理,说明PTIO对黄瓜叶片的抑制作用可以通过外源SNP部分恢复。2.不同NO水平的黄瓜幼苗植株在低温胁迫后表现不同,与CK相比,在低温24h和48 h后,外源NO处理显著提高植物内源NO含量、NOS活性、叶绿素含量及其合成相关基因的表达水平,并显著降低丙二醛(MDA)含量。低温24h后,与CK相比,SNP和PTIO处理均显著提高过氧化氢(H2O2)含量。PTIO+SNP处理同样在低温胁迫24 h和48 h后提高NO含量、NOS活性、叶绿素含量及上调其合成相关基因的表达水平,降低MD A含量。3.不同NO水平的黄瓜幼苗植株内多胺含量存在差异,常温下,与CK相比,外源NO显著提高腐胺(Put)、亚精胺(Spd)含量,并上调ADC、,DAO、Cucsa.285950基因的表达水平,pTIO处理则显著降低Put、Spd含量,PTIO+SNP处理可以通过部分上调ADC、DAO、Cucsa.285950基因的表达水平明显减轻PTIO的抑制效果。低温胁迫3 h和6 h后,NO处理显著增加Put、Spd、和精胺(Spm)含量,并在低温6 h后,显著上调4DC、DAO、Cucsa.285950基因的表达水平,SAMDC基因的表达水平则始终被抑制。低温24h和48h后,与CK相比,NO处理仍显著增加Put、Spd、和Spm含量,并显著上调SAMDC基因的表达水平;PTIO处理通过抑制ADC、DO、Cucsa.285950基因的表达水平而降低多胺含量;PTIO+SNP处理也可以提高多胺含量,证明PHIO处理对多胺的抑制效果可以通过施加部分NO消除。4.低温胁迫下不同NO水平的黄瓜幼苗植株的抗冷相关转录因子WRKY、DWF4、ICE基因表达水平存在差异。与CK相比,低温胁迫24h和48h后,SNP处理显著上调了CsWRKY40(除低温24 h)、CsWRKY57、ICE五基因的表达水平,同时显著下调低温胁迫负相关的CsWRKY53、DWF4的表达水平;PTIO处理在胁迫24 h后对CsWRKY40、CsWRKY53、CsWRKY57基因的表达量无影响,而整个处理期间,PTIO对ICE基因表达水平无影响,但显著上调DWF4基因的表达水平。
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