【摘 要】
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苹果（Malus domesica Borkh.）是世界主栽果树之一,在温带地区广泛种植,我国有着悠久的苹果栽培历史,作为世界最大的苹果消费和种植基地,我国苹果种植的面积和产量均居世界首位。西北地区作为主要苹果产区,日照充足且昼夜温差较大,但气候干燥、年平均降水量低,部分果园地形条件差、灌溉条件不到位,干旱、盐碱胁迫和缺氮等成为了制约这一地区苹果产业发展的重要因素。前人研究证实了部分GH3基因会参
【基金项目】
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国家重点研发计划 “果树优质高效品种评价体系构建及适地适栽研究”课题（编号:2019YFD1001401）； 财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系；
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苹果（Malus domesica Borkh.）是世界主栽果树之一,在温带地区广泛种植,我国有着悠久的苹果栽培历史,作为世界最大的苹果消费和种植基地,我国苹果种植的面积和产量均居世界首位。西北地区作为主要苹果产区,日照充足且昼夜温差较大,但气候干燥、年平均降水量低,部分果园地形条件差、灌溉条件不到位,干旱、盐碱胁迫和缺氮等成为了制约这一地区苹果产业发展的重要因素。前人研究证实了部分GH3基因会参与植物生长发育过程,在响应逆境胁迫中有着重要作用,但目前对于GH3基因在苹果中的研究较少。本实验室博士黄冬证明RNA干扰MdGH3-2/12导致苹果植株的耐旱性下降。为进一步拓展GH3家族在苹果中的抗逆功能,本研究以野生型苹果植株GL-3和RNA干扰MdGH3-2/12苹果植株为材料,进行了为期15d的120mM/L NaCl水培处理和为期25d的0.03mM/L低氮水培处理,对盐胁迫下苹果植株的表型、生物量、光合参数、丙二醛（MDA）含量、活性氧（ROS）含量和胁迫相关基因的表达以及相关酶活性的变化进行了分析,还对低氮条件下植株的生长指标、光合参数、相关酶活性、元素含量和氮通路相关基因的表达量等进行了测定,初步探究了将MdGH3-2和MdGH3-12基因干扰后苹果植株对盐胁迫和低氮胁迫的响应,为后续提高苹果抗逆性提供了理论依据。本研究主要结果如下:1.盐胁迫下,干扰MdGH3-2/12苹果植株较GL-3植株叶表面出现更多的褐斑和坏死,植株的生长和光合作用都受到影响;叶绿素含量也显著下降,MDA含量和相对电导率（REL）也显著增加;叶片气孔开度也显著缩小;RNAi株系体内脯氨酸（Pro）含量显著增加,叶片中ROS积累显著高于GL-3,而抗氧化酶活性显著低于GL-3;干扰植株的Na+/K+比值显著高于GL-3,但相关离子转运基因的表达量显著低于GL-3,致使Na+不能高效外排,植株受到Na+毒害,RNAi株系根系活力也显著低于GL-3,降低其吸收离子能力,加剧了离子毒害。以上研究结果表明,将MdGH3-2/12基因干扰后苹果植株对盐胁迫的抗性下降,MdGH3-2/12基因在苹果植株的抗盐性方面发挥着重要作用。2.低氮胁迫下,MdGH3-2/12干扰植株的生物量积累受到了严重影响。植株的各项生理指标如Pn和叶绿素含量均显著下降;植株内N、P、K三种元素的积累量较GL-3也有显著下降;植株氮同化吸收相关酶如硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NiR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）的酶活性较GL-3均显著下降。氮同化和转运相关基因AMTs和NRTs的表达量相比于GL-3都显著下降。以上结果表明将MdGH3-2/12基因干扰后,苹果植株对低氮的耐受性下降,MdGH3-2/12基因可能在植物响应低氮胁迫的抗性机制中也发挥着重要作用。
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