外源ABA对烟草苗期冷胁迫伤害的缓解效应研究

为探究外源脱落酸(ABA)对冷胁迫烟草幼苗的缓解效应,本研究以‘云烟97’为试材,分析了外源ABA对烟草幼苗叶片细胞膜透性、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响。结果表明,冷胁迫会增大烟草幼苗叶片细胞膜透性,随冷胁迫时间延长,膜透性逐渐增大,对烟苗产生伤害;叶面喷施ABA能维持细胞膜的相对稳定性,减轻冷胁迫对烟苗的伤害度,在冷胁迫1~4 d时,伤害度分别降低了33.36、36.78、58.60和1.86倍,显著小于未喷施外源ABA的冷胁迫处理。冷胁迫处理增加叶片丙二醛(MDA)含量,诱导抗氧化酶活性的增强,引起渗透调节物质含量的增加;而叶面喷施ABA处理能提高叶片中抗氧化酶活性,抑制MDA的过量积累,始终维持较高的渗透调节物质含量。综上,外源ABA通过调节植株保护酶活性和渗透调节水平等提高烟草幼苗抗冷性。

外源独脚金内酯对烟草腋芽伸长及独脚金内酯代谢途径相关基因表达的影响

通过研究外源独脚金内酯(SL)对烟草Nicotiana tabacum腋芽伸长及其SL代谢途径相关基因表达的影响,探究SL与烟草腋芽生长的关系及烟草腋芽伸长过程中SL相关基因的表达变化,为SL调控烟草腋芽生长的分子机理研究提供理论依据。采用石蜡切片和转录组技术研究烟株打顶后烟草腋芽分生组织发育及在SL生物合成类似物GR24处理下腋芽SL代谢途径相关基因表达的变化。结果表明,烟草腋分生组织由中央母细胞区(CM)、周缘分生组织(PM)和肋状分生组织(RM)三个细胞区域组成,其中CM位于腋分生组织顶端,其可通过基部及侧面细胞的分裂形成PM及RM,PM位于腋分生组织两侧,RM处于CM下方及PM内侧的位置。三个细胞区域的细胞体积、排列方式不同,说明分生组织中各部分细胞分裂存在差异性;腋分生组织发育形成腋芽后,通过外源施加不同植物生长调节剂发现,GR24能抑制1~3节位腋芽的伸长,而BR能促进腋芽伸长;转录组分析发现,SL能影响其自身代谢途径相关基因的表达,与CK和独脚金内酯合成抑制剂(TIS-108)处理相比,SL诱导D27、D14、DAD2和SMAX1-LIKE4的表达,而在TIS-108处理中D27、D14及DAD2下调表达,SMAX1的表达受到SL的抑制,而TIS-108处理诱导SMAX1的表达。烟草腋芽由腋分生组织三个细胞区域发育而来,同时,不同植物生长调节剂对烟草腋芽的影响不同,BR促进烟草腋芽的伸长,而SL抑制腋芽伸长,且在烟草腋芽伸长过程中其代谢途径相关基因可能发挥着重要的调控作用。

独脚金内酯对烟草腋芽和对应节位叶片糖代谢及其相关酶基因表达的影响

以烟草(Nicotiana tabacum)品种‘K326’为材料,研究打顶后独脚金内酯类似物GR24对腋芽和对应节位叶片糖代谢及其相关酶基因表达的影响。结果表明,施加GR24显著提高了烟草第3节位腋芽蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和转化酶(INV)活性,显著降低了第1~2节位腋芽蔗糖含量和蔗糖合成酶(SS)活性。同时,GR24显著降低了烟草叶片淀粉、果糖、蔗糖含量及第1~2节位INV活性,提高了第1~2节位α-淀粉酶活性。RNA-seq分析发现,GR24处理后编码α-淀粉酶的AMY1.1和AMY2基因、编码SS的SSa、SUS5、SUS6、SUS7基因、编码SPS的SPS4基因和编码INV的INVA基因显著下调,而编码β-淀粉酶的BAM1b和BAM1基因和编码INV的cINV1和CWINV基因显著上调。可见,独脚金内酯(SLs)可能通过影响烟草腋芽糖代谢合成和分解相关酶活性的变化及其编码这些酶基因的表达,进而影响到腋芽对应节位叶片的糖代谢。

独脚金内酯对烟草腋芽生长以及抗氧化酶活性和糖含量的影响

为探明独脚金内酯对烟草(Nicotiana tabacum)腋芽生长及生理的作用机理,以‘云烟87’为试材,研究了不同浓度(1、10和50μmol·L^(-1))独脚金内酯类似物GR24溶液对烟草腋芽生长、抗氧化酶活性和糖含量的影响。结果表明:1和10μmol·L^(-1) GR24溶液处理后烟草第1~6节位腋芽的萌芽率均显著低于对照,而50μmol·L^(-1) GR24溶液处理与对照差异不显著;GR24处理后不同时期和不同节位的腋芽长度均低于对照,其中1μmol·L^(-1) GR24溶液处理后的指标与对照均达到显著差异;不同处理腋芽的过氧化氢酶(CAT)活性均不同程度地增加,其中1μmol·L^(-1) GR24溶液处理在第1~3节位相比对照分别增加了1.67、1.22和1.72倍;第1、2节位腋芽的过氧化物酶(POD)活性与对照差异不显著;1μmol·L^(-1) GR24溶液处理显著提高了烟草第1、2节位腋芽的蔗糖含量,还提高了超氧化物歧化酶(SOD)活性以及可溶性糖、蔗糖和果糖含量,10和50μmol·L^(-1) GR24溶液处理与对照无显著差异。可见,独脚金内酯对烟草腋芽的生长具有一定抑制作用,且对烟草不同节位腋芽生长、抗氧化酶活性和糖含量的影响存在一定的浓度效应和位置效应。