高温胁迫对不结球白菜幼苗生理指标的影响及相关基因筛选

为探究不结球白菜不同品种对高温胁迫的生理响应和分子机制,以耐热品种SHI和热敏品种矮脚黄为试验材料,通过人工模拟高温(38℃)试验,分别在0、3、6、9、12 d测定幼苗叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及POD、SOD活性等生理生化指标,并在0、6、24 h取样,选取热激转录因子和热激蛋白家族中的相关基因,通过实时荧光定量PCR试验来比较2个品种的高温胁迫相关基因的表达情况。结果表明:(1)矮脚黄的类胡萝卜素含量在高温胁迫3 d时较对照组显著下降了42.86%,而脯氨酸含量在高温胁迫6 d时是对照组的9.33倍,其POD活性在高温胁迫12 d是对照组活性的10.00倍,SOD活性在高温胁迫处理6 d时显著下降,与3 d时的活性相比降低了52.10%。(2)SHI的叶绿素含量在高温胁迫处理12 d时较对照组显著提高20.61%,与此同时,可溶性糖含量与3 d时相比显著上升了1.59 mg/g,可溶性蛋白含量与9 d时相比显著上升,为52.91 mg/g。(3)HSP基因家族中HSP57-1、HSP17.3、HSP57-2以及HSF基因家族中HSFA6b-1、HSFA6b-2、HSFA3、HSFA4a在耐热品种中整体上表达量更高。综上,耐热品种SHI和热敏品种矮脚黄在高温胁迫处理下类胡萝卜素、脯氨酸含量和酶(POD、SOD)活性均有所波动,但矮脚黄比SHI波动更大。耐热品种的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量在高温胁迫后期均呈明显上升趋势。HSP基因家族中HSP57-1、HSP17.3、HSP57-2以及HSF基因家族中HSFA6b-1、HSFA6b-2、HSFA3、HSFA4a为筛选出的耐热相关基因,可能在帮助不结球白菜抵御高温胁迫中发挥作用。