| 甘草幼苗响应干旱胁迫的光合、抗氧化特性及转录组分析 |
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| 引用本文： | 关思静,王楠,徐蓉蓉,葛甜甜,高静,彭亮,张岗,陈莹.甘草幼苗响应干旱胁迫的光合、抗氧化特性及转录组分析[J].草业科学,2021,38(11):2176-2190. |
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| 作者姓名： | 关思静 王楠 徐蓉蓉 葛甜甜 高静 彭亮 张岗 陈莹 |
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| 作者单位： | 陕西中医药大学药学院 / 陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心, 陕西 咸阳 712046;陕西中医药大学 / 陕西中药资源产业化省部共建协同创新中心, 陕西 咸阳 712083 |
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| 基金项目： | 根际真菌提高甘草水分和磷利用率的生理机制研究;甘草高产优质品种选育及其配套栽培技术研究;陕西中医药大学秦药品质评价;资源开发学科创新团队项目 |
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| 摘 要： | 为探究乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)对干旱胁迫的生理及分子响应机制,本研究采用聚乙二醇6000(polyethylene?glycol?6000,?PEG-6000)模拟干旱的方法,测定乌拉尔甘草幼苗光合指标和抗氧化酶活性,并进行转录组测序分析.结果表明:干旱胁迫至7?d时,甘草的净光合速率(net?photosynthetic?rate,?Pn)、气孔导度(stomatal?conductance,Gs)、蒸腾速率(transpiration?rate,?Tr)到达最低值.相对叶绿素含量(soil?and?plant?analyzer?develotrnent,?SPAD)表现为先上升后下降.干旱引起甘草的氧化应激,处理1?d时提高了叶片中过氧化氢酶(catalase,?CAT)活性,降低了根中CAT活性.处理7?d时提高了根中过氧化物酶(peroxide,?POD)活性,降低了根中超氧化物歧化酶(superoxide?dismutase,?SOD)活性.转录组分析结果显示,甘草地上部分和地下部分分别有差异表达基因(differentially?expressed?genes,?DEGs)7500和5298个;基因本体(gene?ontology,?GO)富集结果表明,地上和地下两部分的DEGs在三大类的分布基本一致,均被显著富集到细胞过程、代谢过程、细胞结构、催化活性、转导活性等功能;京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia?of?Genes?and?Genomes,?KEGG)代谢途径富集分析表明,地上部分和地下部分DEGs均显著富集在转录因子、蛋白激酶、苯丙烷类生物合成和细胞色素P450等代谢途径.转录调控网络分析预测表明,ERF?(ethylene?responsive factor)、bHLH?(basic?helix-loop-helix)、NAC?(NAM/ATAF/CUC)、MYB?(v-myb?avian?myeloblastosis?viral?oncogene?homolog)和WRKY类转录因子可能与甘草次级代谢产物相关基因存在转录调控关系.综上,本研究揭示了干旱胁迫对甘草生理特性的影响,分析了不同部位基因的表达,可为今后研究甘草抗旱机制提供有价值的信息.
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| 关 键 词： | 药用植物 胁迫 生理特性 超氧化物歧化酶 过氧化物酶 富集分析 调控网络 |
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