高温胁迫对小黑麦光合作用影响

为了解高温胁迫对小黑麦叶片光合作用的影响,探索高温胁迫下小黑麦应激机制,以4个六倍体小黑麦品种(系)为材料,在籽粒灌浆早期进行高温胁迫,测定了高温胁迫下旗叶光合作用指标的变化。结果表明,高温胁迫导致4个小黑麦品种的旗叶净光合速率(P_n)下降了11. 4%～39. 8%、胞间CO_2浓度(Ci)上升了2. 0%～6. 8%、蒸腾速率(T_r)下降了1. 1%～26. 2%、气孔导度(G_s)变化不显著。在胁迫结束后10 d,经高温胁迫后的4个小黑麦品种旗叶的Pn仍显著低于对照、T_r多显著下降;品种新小黑麦3号、新小黑麦4号经高温胁迫后的G_s仍显著低于对照同时Ci下降,而品种扩繁1号、新小黑麦5号经高温胁迫后的Gs较对照变化不显著而C_i较对照极显著上升。参试小黑麦品种中新小黑麦3号耐热性较强,新小黑麦5号、新小黑麦4号次之,扩繁1号最弱;新小黑麦4号对损伤修复能力较强,新小黑麦3号、扩繁1号次之,新小黑麦5号最弱。综上,高温胁迫下小黑麦净光合速率下降主要受到非气孔因素影响,而且高温胁迫对光合机构造成的损伤是不可逆转,同时参试的4个小黑麦品种(系)间在耐热性和对高温损伤修复的性能间也存在差异,本研究为理解高温胁迫对六倍体小黑麦的影响机制提供了参考。     

小黑麦NAC转录因子基因TwNAC01克隆及生物信息学分析

NAC(NAM、ATAF1/2、CUC2)是在调控植物发育、衰老、生物与非生物逆境以及激素反应等方面具有重要作用的一类转录因子。为探索六倍体小黑麦耐干旱机制,本研究以六倍体小黑麦为材料,利用快速扩增cDNA末端(RACE)与反转录·聚合酶链反应(RT-PCR)技术克隆到1条NAC转录因子cDNA全长,分析了其生物信息学特点,同时利用实时定量PCR技术分析其在干旱胁迫下的组织部位表达特点。结果表明,所克隆小黑麦基因ORF全长1 059 bp,编码352个氨基酸。该基因预测蛋白中具有NAM亚家族保守的氨基酸序列,且其预测蛋白氨基酸序列与山羊草中的NAC转录因子氨基酸序列同源性高达90%以上。该基因预测蛋白属亲水性蛋白,无跨膜结构域与信号肽区域,二级结构包含45个α-螺旋,57个β-折叠和250个无规则卷曲。预测蛋白定位于细胞核内。在干旱胁迫下,该基因在开花后22 d的小黑麦幼粒和根部的表达量明显高于茎和叶,且表达量显著受干旱胁迫诱导。可见所克隆的基因为小黑麦NAC转录因子,将其命名为TwNAC01(GenBank登录号为MG736919),其在小黑麦抗旱应激反应中具有重要作用。小黑麦NAC转录因子基因TwNAC01的克隆对于揭示小黑麦的抗旱性机制以及小黑麦抗旱基因工程育种具有重要意义。