StvacINV1负调控马铃薯的耐旱性

植物液泡酸性转化酶不可逆的催化蔗糖转化为葡萄糖和果糖,在植物的生长和发育及其逆境适应中扮演重要的角色.马铃薯液泡转化酶基因StvacINV1 参与调控薯块的糖化,但其是否参与对干旱胁迫的调控尚不清楚.本研究以马铃薯品种'Atlantic'和'Russet Burbank'的StvacINV1 RNA干扰表达的转基因株系及其野生型为材料,采用停止浇水进行自然干旱处理,研究 StvacINV1 对马铃薯植株耐旱性的调控机制.结果表明干旱胁迫引起马铃薯叶片StvacINV1 的表达量及其液泡酸性转化酶活性显著降低;与野生型相比,干旱胁迫下 StvacINV1...

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Published in作物学报 Vol. 49; no. 11; pp. 3007 - 3016
Main Authors 巩慧玲, 林红霞, 任小丽, 李彤, 王晨霞, 白江平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 兰州理工大学生命科学与工程学院, 甘肃兰州 730050%甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室, 甘肃兰州 730070 12.11.2023
甘肃农业大学农学院, 甘肃兰州 730070
Subjects
vacuolar acid invertase
液泡酸性转化酶
potato
气孔关闭
drought tolerance
耐旱性
马铃薯
stomatal closure
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ISSN0496-3490
DOI10.3724/SP.J.1006.2023.34015

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Summary:植物液泡酸性转化酶不可逆的催化蔗糖转化为葡萄糖和果糖,在植物的生长和发育及其逆境适应中扮演重要的角色.马铃薯液泡转化酶基因StvacINV1 参与调控薯块的糖化,但其是否参与对干旱胁迫的调控尚不清楚.本研究以马铃薯品种'Atlantic'和'Russet Burbank'的StvacINV1 RNA干扰表达的转基因株系及其野生型为材料,采用停止浇水进行自然干旱处理,研究 StvacINV1 对马铃薯植株耐旱性的调控机制.结果表明干旱胁迫引起马铃薯叶片StvacINV1 的表达量及其液泡酸性转化酶活性显著降低;与野生型相比,干旱胁迫下 StvacINV1 干扰效率高的转基因株系植株不易失水萎蔫、离体叶片的失水率低,MDA含量低且叶片的相对水分含量高,由此表明StvacINV1 干扰效率高的转基因株系的耐旱性高于野生型,即 StvacINV1 负调控马铃薯的耐旱性;进一步的分析表明,干旱胁迫下StvacINV1 干扰效率高的转基因株系的气孔开度和气孔导度显著低于野生型,水分利用率显著高于野生型,因此推测StvacINV1 可能通过介导气孔的关闭来调节马铃薯植株的耐旱性;干旱胁迫下StvacINV1 干扰株系的蔗糖含量显著高于野生型,且外源高浓度蔗糖处理可诱导气孔的关闭,因此推测StvacINV1 可能通过其底物蔗糖参与调控气孔的关闭;外源ABA诱导的气孔关闭过程中,StvacINV1 干扰株系比野生型更敏感.综上所述,干旱胁迫下StvacINV1 通过介导气孔的关闭负调控马铃薯植株的耐旱性,StvacINV1 可能通过其所催化的底物蔗糖参与调控气孔的关闭,StvacINV1 也参与ABA介导的气孔关闭.本研究为选育既耐糖化(块茎)又耐干旱的马铃薯品种提供理论依据.
ISSN:0496-3490
DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.34015