青稞根质膜水通道蛋白基因对冷胁迫的响应

为深入研究青稞冷胁迫引发水分生理变化的分子机理,以青海青稞主栽品种肚里黄为材料,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对根水通道蛋白PIPs基因在冷胁迫下的表达模式进行分析,同时对根的水导度(Lpr)和叶片净光合速率(Pn)进行测定。结果表明,青稞幼苗冷胁迫后主要影响了苗的生长速率,Lpr和Pn均表现为胁迫期下降、恢复期上升,但Lpr的变化差异不显著,而Pn的变化达到显著标准。冷胁迫后HvPIPs基因表达量总体下降,温度恢复后大多数Hv PIPs基因仍然保持下降趋势,但Hv PIP1;1基因和Hv PIP1;2基因的表达量变化略有区别。因此,可推测青稞由于其高抗寒性而导致HvPIPs在抗冷反应中的响应有其特殊之处。

冷胁迫下大麦幼苗根质膜水通道蛋白基因的表达

植物质膜水通道蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)是位于细胞质膜上具有选择性、高效转运水分的一类膜内在蛋白,参与植物生长发育的多个生理活动。本研究以大麦‘Haruna-nijo’为材料,对水培幼苗进行4℃冷胁迫,采用实时荧光定量PCR技术对胁迫期(4℃,48 h)和温度恢复期(16℃,48 h)两个过程的水通道蛋白PIPs基因表达进行了分析;同期测定了根水导度(Lpr)、根长和苗高,分析冷胁迫下大麦根PIPs基因的表达与水分生理的关系。结果表明:大麦幼苗经4℃低温胁迫48 h后,苗的生长明显受抑,根的生长无显著变化;温度恢复48 h后,苗恢复生长,根的生长无显著变化;根水导度在胁迫期下降,恢复期急剧升高,均无显著差异。实时荧光定量PCR结果显示,根中表达量最高的是HvPIP1;2和HvPIP1;3,最低的是HvPIP1;1和HvPIP2;3;冷处理后HvPIPs表达量与对照比较总体下降,其中HvPIP1;2、HvPIP1;3、HvPIP1;4、HvPIP1;5、HvPIP2;1、HvPIP2;2明显下调。恢复后大多数HvPIPs表达量增加,HvPIP1;1、HvPIP1;2、HvPIP1;5、HvPIP2;3显著增加,HvPIP1;4、HvPIP2;5表达量降低,但无显著差异。研究发现,冷胁迫后大麦根HvPIPs的表达情况总体下调,恢复生长大部分HvPIPs上调,结合根水导度的变化,推测大麦HvPIPs在抗冷反应中的作用复杂,冷害的不同阶段HvPIPs对水分吸收所起的作用不同。