土壤水分亏缺对Bt棉铃壳杀虫蛋白表达的影响

摘要：

[目的]研究土壤水分亏缺对Bt棉杀虫蛋白含量及Bt基因表达、氮代谢酶活性的影响,为Bt棉抗虫性安全表达提供理论参考.[方法]2014—2015年以Bt棉常规品种泗抗1号、杂交种泗抗3号为材料,采用盆栽法,2014年设置5个土壤水分处理:G1、G2、G3、G4和CK,其土壤含水量分别为最大持水量的15%、30%、45%和75%.2015年设置4个处理:G2、G3、G4和CK.观察土壤水分亏缺对盛铃期Bt棉铃壳杀虫蛋白含量影响.所有处理于盛花期前10 d控制浇水,如遇下雨,将处理盆钵移入室内.使用WET土壤三参数速测仪监测土壤水分,用称重法控制土壤水分,即当监测发现土壤水分低于设计值时,于早晨、中午、傍晚进行定量补水.2015年进一步研究水分亏缺对Bt基因表达量、氮代谢相关合成酶(硝酸还原酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶)活性、分解酶(肽酶和蛋白酶)活性的影响.[结果]与对照(土壤含水量为最大持水量75%)相比,泗抗1号和泗抗3号铃壳中Bt蛋白含量随土壤水分亏缺程度的增加而降低,且在土壤含水量为最大持水量60%时开始显著下降,但泗抗1号下降幅度低于泗抗3号,其中2014年泗抗1号下降22.5%,泗抗3号下降41.6%.在土壤含水量为最大持水量60%时,铃壳中Bt基因表达量增加,泗抗1号、泗抗3号分别比对照提高48.6%和22.1%.氮代谢相关酶活性变化表明,水分亏缺条件下,2个类型品种的硝酸还原酶(NR)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性降低,肽酶和蛋白酶活性增加.且肽酶和蛋白酶活性变化幅度高于NR和GPT.相关分析表明,NR和GPT活性与铃壳中杀虫蛋白含量呈显著或极显著正相关;肽酶和蛋白酶活性与杀虫蛋白含量呈显著负相关.[结论]水分亏缺胁迫下,供试品种铃壳中杀虫蛋白质含量下降.但在转录水平,未发现Bt基因表达量下降.但氮代谢关键合成酶(NR和GPT)活性降低,分解酶(肽酶和蛋白酶)活性增加.因此,蛋白质合成减弱、分解加强可能导致铃壳中杀虫蛋白含量下降.

关键词：Bt棉、水分亏缺、基因表达、杀虫蛋白、氮代谢

所属期刊栏目：50

分类号：S15;S71

资助基金：国家自然科学基金31301263,31471435,31671613;江苏省农业三新工程项目SXGC2016320;江苏省高校优势学科建设工程、江苏高校品牌专业建设工程、国家博士后基金2016M591934;中国农业科学院科技创新工程2016PCTS-1

在线出版日期：2017-03-30（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：640-647