盐胁迫下中国沙棘生理指标变化及水通道蛋白基因的表达模式

【目的】探讨水通道蛋白(Plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)在中国沙棘盐胁迫响应中的作用,为中国沙棘应对盐胁迫机理研究提供参考。【方法】以中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)为试验材料,对中国沙棘质膜内在蛋白基因(HrPIP)序列进行生物信息学分析,并研究不同程度盐胁迫(200、400、600、800、1 000mmol·L^(-1))对中国沙棘生理指标及HrPIP基因表达模式的影响。【结果】中国沙棘HrPIP基因编码110个氨基酸,其编码蛋白质位于细胞膜上,无信号肽,无跨膜螺旋区,为疏水性蛋白。中国沙棘相对含水量随着盐胁迫的加深逐渐下降;叶绿素含量总体呈先下降后升高的趋势;质膜透性和丙二醛含量在低浓度盐胁迫下变化不大,在高盐浓度下急剧上升,在1 000 mmol·L^(-1)时丙二醛含量有所降低而膜透性继续升高。HrPIP基因的表达随着盐胁迫程度的加剧而变化,其在根中的表达量呈先上升后下降再上升的趋势,在叶中呈先下调后急剧上升而后又下降的趋势,在茎中则呈“M”型表达模式。【结论】中国沙棘在盐胁迫下具有一定的抗盐性,胁迫下HrPIP基因的表达量变化促进根的吸水、茎的运输、叶的保水等,从而提高水分吸收,调节自身的耐盐性,说明该基因在中国沙棘应对盐胁迫的过程中起着重要作用。