外源聚γ-谷氨酸对水稻幼苗耐旱性和渗透调节的影响

在水培条件下添加聚乙二醇-6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,研究聚γ-谷氨酸(γ-PGA)对杂交稻品种金优38幼苗耐旱性和渗透调节的影响,探讨γ-PGA在提高水稻耐干旱中的效果和生理作用机制。结果表明,在12.5%PEG-6000胁迫下,使用100、200mg/L外源γ-PGA后,水稻幼苗的叶枯率降低,叶鲜重、干重和叶片活力明显提高,水稻幼苗的耐旱性较未添加γ-PGA处理(CK)增强。经外源γ-PGA处理后,水稻幼苗叶片中活性氧的累积量减少,脯氨酸、游离氨基酸和可溶性总糖的含量较对照分别提高1.3%～8.6%、0.2%～10.7%、13%～28.6%,差异达显著水平(P<0.05);外源γ-PGA可明显减缓干旱胁迫下钾离子含量降低的速率。外源γ-PGA可能通过参与水稻幼苗的渗透调节而提高水稻的耐旱能力。

无机盐混合试剂与γ-PGA复合处理对早稻苗期耐冷性的引发和分子效应分析

以冷敏感早稻品种华矮21为材料,利用CaCl2、无机盐混合试剂、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)分别与γ-PGA组合引发水稻种子36 h,研究了在水培条件下生长7 d的水稻幼苗在6℃低温处理2 d和常温恢复生长3 d的生长表现和生理特性。结果表明,在低温胁迫下,不同复合引发剂引发处理水稻种子可以提高幼苗的耐冷性,可溶性糖增加,MDA含量降低,APX和SOD酶活性明显增强。综合生长与生理指标的表现可以看出,无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理的效果最好。利用RT-PCR方法检测6个低温响应基因经此复合引发处理后的水稻幼苗在受低温处理后转录水平变化。结果表明,在低温胁迫下,OsICE1基因转录水平无变化,其他5个低温响应基因的转录明显增强,其中OsDREB1B和OsCDPK7基因受无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理的诱导表达,OsMYBS3和OsFAE2基因表达不受种子引发处理的影响,OsLIP19基因的表达受到了一定程度的抑制。这揭示无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理可能通过增强水稻低温信号传导转录途径ICE1-DREB1B的表达而提高水稻的耐冷性。这些结果为复合型γ-PGA种子引发处理在提高早稻耐冷性中的应用提供了理论依据。