甘草JAZ基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下的表达分析

甘草(Glycyrrhiza uralensis)是一味大宗中药材,黄酮类活性成分是其主要的药物活性成分之一。茉莉酸是甘草响应非生物胁迫调控类黄酮类活性成分的主要内源激素。JAZ是茉莉酸信号转导途径中的一个重要节点,其通过负向调节茉莉酸的信号转导,参与植物发育、非生物胁迫和对植物激素处理的响应的调节。本研究通过测定聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)6000诱导的干旱胁迫对乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)中茉莉酸(jasmonic acid,JA)含量和JAZ基因家族表达水平以及JAZ基因家族的生物信息学分析,筛选受干旱胁迫诱导JAZ基因。研究结果显示:JA主要在甘草地下部分中积累,干旱胁迫明显提升地下部分JA含量,地下和地上部分中PEG处理2h时JA表达量最高。基于对上述材料的转录组测序数据分析,有10个GuJAZ基因具有完整的读码框,且这些JAZ基因具有时空表达差异性。干旱胁迫诱导地下部分中的GuJAZ基因上调,GuJAZ1、GuJAZ3、GuJAZ4、GuJAZ5、GuJAZ 6和GuJAZ 10在处理2h组上调最明显,表达量变化趋势与JA含量变化趋势相似。GuJAZ启动子调控元件分析显示GuJAZ1、GuJAZ5、GuJAZ6、GuJAZ 8和GuJAZ 10基因主要受逆境胁迫和光响应元件调控。本研究为优化甘草栽培体系、提升栽培甘草品质、探究GuJAZ基因在甘草中的功能以及对JA合成及调控机制提供研究基础。

逆境胁迫和植物生长调节剂对甘草种子萌发的影响

以野生乌拉尔甘草种子为材料,研究不同温度、覆土厚度、干旱胁迫、pH值、盐胁迫、干旱和盐双重胁迫下种子发芽与萘乙酸、3-吲哚乙酸、褪黑素浸种对种子发芽特性的影响。结果表明,(1)乌拉尔甘草种子最适发芽温度为20~25℃,发芽率≥90%,发芽时滞显著低于其他温度;(2)乌拉尔甘草种子对pH适应范围较宽,pH值在4~8发芽率较高;(3)覆土厚度在0~0.5 cm时发芽率显著高于其他覆土厚度;(4)盐碱、干旱或盐碱和干旱双重胁迫下乌拉尔甘草种子发芽势和发芽率显著降低;(5)100~300μmol/L褪黑素预处理可显著提高盐胁迫处理下乌拉尔甘草种子的发芽率和发芽势;(6)萘乙酸对乌拉尔甘草种子发芽无促进作用,但当浓度>50 mg/L时,乌拉尔甘草种子发芽势和发芽率显著降低;(7)吲哚乙酸浓度为50 mg/L时,乌拉尔甘草种子发芽势和发芽率最高。综上所述,乌拉尔甘草种子发芽具有一定的抗非生物胁迫能力,且适宜的外源植物激素浓度预处理可促进种子发芽。