低温胁迫对不同耐寒型甘蔗蔗糖代谢相关酶基因表达及其酶活性的影响

摘要：

[目的]研究不同耐寒型甘蔗品种叶片中蔗糖代谢关键酶基因表达及其酶活性在低温胁迫条件下的变化,为培育高产高糖、抗寒性强甘蔗新品种提供参考.[方法]以耐寒型甘蔗品种GT28和冷敏感型品种ROC22为材料,幼苗期进行6℃低温胁迫处理0(对照)、2、5、9 d及胁迫处理5和9d后恢复生长2d,分析两品种甘蔗+1位叶叶片蔗糖代谢关键酶基因表达及相关酶活性.[结果]与对照相比,低温胁迫利于诱导GT28相关酶基因的表达,而抑制ROC22相关酶基因的表达.6℃低温胁迫2、5、9 d后,GT28叶片SAI、CIN和SPS1基因相对表达量呈先降低后升高的变化趋势,而SPS2和SS表达量呈逐渐升高的趋势,分别以低温胁迫2和9d最高,为对照的8.31、6.99、3.80、5.27和1.65倍;冷敏感型ROC22叶片SAI、CI和SPS2基因相对表达量呈不断下降的变化趋势,以胁迫2d的相对表达量最高,分别为对照的9.79、5.37和4.711倍,而SPS1和SS相对表达量分别呈上升、先上升后下降的变化趋势.低温胁迫5d后恢复生长2d的ROC22叶片SAI、CIN、SPS1和SS及GT28叶片SPS1和SPS2基因相对表达量明显高于胁迫9d后恢复生长2d的处理,而GT28叶片SAI、CI和SS的表现相反.在胁迫5、9d后恢复生长2d,ROC22叶片CIN、SPS2均有所上升,GT28叶片SAI、SPS1和SS相对表达量均有所下降.与对照相比,低温胁迫2～9 d可不同程度提高不同基因型甘蔗品种叶片AI、NI、SPS和SS酶活性,AI和NI酶活性以GT28叶片相对较高,而SPS和SS酶活性以ROC22叶片表现更高.随胁迫时间的延长(2～9d),GT28叶片的AI、SPS和SS酶活性均呈逐渐上升的变化趋势,以胁迫处理9 d最高,分别为161.62 μmol Glc/gFW·h、7.88和14.28μmol Suc/gFW·h,而NI酶活性以胁迫处理2 d最高(472.49 μmol Glc/gFW·h).ROC22叶片AI和NI酶活性随胁迫时间的延长而逐渐降低,均以胁迫处理2d的最高,胁迫处理9d的最低;SPS和SS酶活性则表现为先上升后下降的变化趋势,以胁迫处理5d时最高,分别为54.72和81.15 μmol Suc/gFW·h.此外,胁迫处理9 d后恢复生长2 d的GT28和ROC22叶片AI、NI和SS酶活性均高于胁迫5d后恢复生长2d的处理;与胁迫5d处理相比,恢复生长2 d后ROC22叶片AI、NI和SS酶活性均有所降低,而SPS活性有所升高.[结论]低温胁迫条件下,GT28能够提高蔗糖代谢相关酶基因的表达和主要酶活性,利于平衡蔗糖代谢过程,更好适应低温环境.

关键词：甘蔗、耐寒型、低温胁迫、蔗糖代谢、基因表达

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分类号：S566(经济作物)

资助基金：国家“863”计划项目2013AA102604;广西自然科学基金项目2011GXNSFA018069;广西研究生教育创新计划项目105931003045,105931003097;广西八桂学者和特聘专家专项基金项目[2013]3号

在线出版日期：2014-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1566-1573