小麦生长、成熟和产量负调控基因TaJIP2的克隆及功能分析

为探究茉莉酸(JA)对小麦光合作用效率、小麦生长、成熟和产量的调控作用。试验采用同源克隆的方法,从小麦百农207中扩增到了一个小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP2,对TaJIP2进行组织差异表达分析,并构建TaJIP2基因RNA干扰(RNAi)载体后对小麦进行遗传转化及功能分析。结果表明,TaJIP2基因在各个部位均有表达,其中在颖壳中表达量最高;沉默TaJIP2基因显著提高JA生物合成关键酶丙二烯氧化物环化酶(AOC)和12-氧-植物二烯酸还原酶(OPR)活性和JA含量,其中根系中JA含量差异最大。沉默TaJIP2基因显著促进小麦根系和地上部分生长,其中根系生长状况差异更显著;根尖细胞超微结构观察结果显示,沉默TaJIP2基因小麦植株根尖细胞结构完整,细胞内各细胞器种类和数量丰富,细胞活性强,从而促进了根系生长。此外,沉默TaJIP2基因显著提高了小麦叶片光合作用效率,且抽穗时间提前,显著增加了小麦籽粒的粒长和粒宽及单株的穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量。以上结果表明,RNAi诱导的TaJIP2基因沉默显著促进小麦植株生长、提前成熟和高产,表明TaJIP2是一个小麦生长、成熟和产量的关键负调控基因。

MeJA浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探讨茉莉酸甲酯(MeJA)调节玉米幼苗生长、提高幼苗抗旱性的机制,采用PEG-6000处理模拟干旱胁迫,研究了不同浓度外源MeJA浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著抑制玉米种子萌发和幼苗生长,低浓度MeJA浸种则能缓解干旱胁迫造成的伤害。干旱胁迫使玉米种子发芽率和发芽势比清水对照分别降低48.1%和54.6%,0.25μmo L/L MeJA处理的种子发芽率和发芽势则比干旱胁迫分别增加66.3%和93.2%;干旱胁迫下玉米幼苗的主根长、株高、鲜质量分别比清水对照降低22.4%、28.1%、47.2%,0.25μmo L/L MeJA处理比干旱胁迫分别增加62.9%、18.5%、28.0%;根系活力在0.25、2.5μmo L/L MeJA浸种处理较高,分别是干旱胁迫的3.1倍和3.3倍;干旱胁迫较清水对照显著降低幼苗的叶绿素含量,但显著提高糖和脯氨酸含量,0.25μmo L/L MeJA浸种处理叶绿素和脯氨酸含量比干旱胁迫分别增加30.5%和17.9%,0.025μmo L/L处理糖含量比干旱胁迫降低6.5%;干旱胁迫下玉米幼苗的相对电导率和MDA含量比清水对照均显著增加,0.25μmo L/L MeJA浸种处理比干旱胁迫分别降低14.7%和48.4%;干旱胁迫下SOD和POD活性比清水对照分别增加12.6%和77.4%,CAT活性则显著下降,仅为清水对照的42.0%,0.25μmo L/L MeJA浸种处理SOD、POD、CAT活性比干旱胁迫分别增加25.6%、27.1%、65.7%。因此,外源MeJA浸种能够在一定程度上减缓干旱胁迫对玉米幼苗的伤害,有效提高抗旱性,但在实践中应严格控制浸种浓度,以低浓度(0.25μmo L/L)为宜。