干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响

甘蔗是世界上重要的糖料作物,但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地,季节性干旱频繁,已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展.植物激素脱落酸(ABA)不仅调节植物生长发育,在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺.本研究选用甘蔗品种'桂糖 42 号'为材料,桶栽土培方式,设置对照(CK)、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等 4 个处理,探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响,为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础.结果表明,正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理(CK+ABA)的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著;甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降,丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量显著上升,而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力,并减少MDA的积累,使其含量处于较低水平;干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量,而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSII)下降有明显的缓解作用;干旱胁迫下,甘蔗内源ABA合成限速酶 9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码基因、脯氨酸(Pro)合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)编码基因及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)编码基因的表达量显著增加,内源 ABA 含量、Pro 含量和 CAT、SOD、APX、POD活性显著提高,而干旱+ABA处理能更进一步增强上述基因的表达,使ABA含量、Pro含量及相关抗氧化酶活性的增幅更显著,从而提高干旱胁迫下甘蔗清除过量活性氧的能力,降低H2O2 含量,提高甘蔗抗旱性.