摘要
低温是北方地区影响高粱(Sorghum bicolor)生长发育的重要因素之一.为了研究低温胁迫下高粱幼苗叶片的生理变化及相关基因的表达情况,选用高粱耐低温品种'P61'和低温敏感品种'H21'为供试品种,进行4 ℃低温处理,处理时间为0、1、3、5和7 d,分析高粱幼苗叶片的生理变化及相关基因的表达情况.结果表明:随着低温处理时间的延长,叶绿素荧光参数(fv/Fm)和叶绿素相对含量(SPAD)均下降,但在耐寒品种'P61'中下降幅度较小;光合作用相关基因随着胁迫时间的延长下调表达,且在抗性品种中表达量相对较高;7 d时'H21'的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性降低了3.3％,'P61'的SOD活性升高了 15.2％,'H21'和'P61'的过氧化物酶(peroxidase,POD)活性分别增加了 7.4％和9％;两品种的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和脯氨酸(proline,Pro)含量增加,其中'P61'和'H21'的MDA含量分别增加了36.5％和1.7％,Pro的含量分别上升了 69％和230.5％.从转录组数据库中筛选了8个SbSODs基因,低温处理3d时上调的SbSODs明显多于低温处理1 d,其中SbSOD5在两品种低温处理1 d和3d中均被诱导表达;筛选到7个高粱PODs基因,多数(5个)基因在处理1 d时在两个品种中都有不同程度的上调表达,其中Sobic.009G055100在两品种处理1 d和3 d中均被诱导上调表达;共计筛选到11个SbLOXs(脂氧合酶,lipoxygenase),多数LOXs基因在1d时上调表达明显,其中SbLOX9在两品种不同时间点均上调表达;筛选了 2个高粱P5CS基因,其中Sobic.003G356000在两品种不同时间点中都显著上调表达,在'P61'处理3d时Log2FC＞6.本研究为进一步研究植物在低温胁迫下生理指标及相关基因的表达调控规律提供参考.
基金项目
国家转基因生物新品种培育重大专项(2019ZX08010-001)
黑龙江八一农垦大学研究生创新项目(YJSCX2019-Y05)
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