干旱和低温胁迫影响烟草幼苗海藻糖代谢的差异比较

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.10.019

生物技术通报 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (10): 111-118.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.10.019

干旱和低温胁迫影响烟草幼苗海藻糖代谢的差异比较

张建波¹,王莎莎¹,郝大海¹,杨慧芹¹,马文广²,高雪³,崔明昆¹,龚明¹

1.云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室, 昆明 650500;
2.云南省烟草农业科学研究院, 昆明 650031;
3.中国医学科学院医学生物学研究所, 昆明 650118

收稿日期:2015-02-11 出版日期:2015-10-28 发布日期:2015-10-28
作者简介:张建波, 女, 硕士研究生, 研究方向：植物生理生化; E-mail：326088720@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（31260064）, 中国烟草总公司云南省公司科技计划项目（2011YN10）

Comparison of Metabolic Differences of Trehalose in Nicotiana tabacum Seedlings Under Drought and Chilling Stress

Zhang Jianbo¹, Wang Shasha¹, Hao Dahai¹, Yang Huiqin¹, Ma Wenguang², Gao Xue³, Cui Mingkun¹, Gong Ming¹

1. Engineering Research Center of Sustainable Development and Utilization of Biomass Energy of Ministry of Education, Key Laboratory of Biomass Energy and Environmental Biotechnology of Yunnan Province, School of Life Sciences, Yunnan Normal University, Kunming 650500; 2. Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences, Kunming 650031; 3. Institute of Medical Biology, Chinese Academy of Medical Sciences, Kunming 650118

Received:2015-02-11 Published:2015-10-28 Online:2015-10-28

摘要/Abstract

摘要： 为了明确海藻糖代谢在干旱和低温胁迫下的响应及其差异, 以及海藻糖在烟草耐旱和耐冷性中的作用, 选用烟草品种云烟203幼苗为实验材料, 通过对烟草幼苗进行干旱和4℃低温胁迫处理, 研究叶片中海藻糖含量及代谢相关酶（海藻糖-6-磷酸合成酶TPS、海藻糖-6-磷酸磷酸酶TPP、海藻糖酶THase）活性及基因表达变化情况。结果表明, 在干旱和低温胁迫下, 海藻糖含量表现出先升高后降低趋势, 均在处理2 d时海藻糖积累达到最大, 且干旱胁迫下海藻糖含量高于低温胁迫。TPS、TPP活性在干旱和低温胁迫下先升高后降低, 且干旱高于低温; THase活性在干旱和低温胁迫下均不断升高, 低温下的THase活性高于干旱。TPS、TPP、THase基因在干旱下的表达量均高于0 d对照, 低温下低于0 d对照。以上结果表明, 干旱和低温胁迫均能促使烟草体内海藻糖的积累, 干旱更能诱导相关基因的表达、相关酶活性及海藻糖含量的升高, 表明海藻糖对干旱响应更敏感。

关键词: 干旱胁迫, 低温胁迫, 海藻糖代谢, 胁迫响应, 烟草

Abstract: In order to investigate differential response of trehalose metabolism to drought and low temperature stress, and roles of trehalose in the forming of drought and chilling resistance, tobacco seedlings（cv. Yunyan 203）were treated under drought and low temperature stresses. Then the changes of trehalose content, their activities of enzymes related to metabolism（TPS, TPP and THase）and gene expression were detected in the tobacco leaves during the drought and chilling stress at 4℃. The results indicated that trehalose content increased firstly, achieved the maximum level in 2 d, and the trehalose content in the leaves under drought stress always maintained higher level than that under the chilling stress. Similar to the change pattern of trehalose content, TPS, TPP activities were increased firstly and then decreased, and showed higher under the drought stress. On the other hand, THase activity demonstrated persistent increase under the drought and chilling stress, and was higher under chilling stress than that under drought stress. The expression level of TPS, TPP, and THase genes was higher in the drought stress than the control at 0 d, but the expression level under chilling stress was lower than the control. Above results showed that drought and chilling stress induced the accumulation of trehalose, the drought stress led to relatively higher level of trehalose content, related enzyme activities and gene expression, implying that response of trehalose to drought stress was more sensitive than that to chilling stress.

Key words: drought stress, chilling stress, trehalose metabolism, stress response, Nicotiana tabacum

引用本文

张建波,王莎莎,郝大海,杨慧芹,马文广,高雪,崔明昆,龚明. 干旱和低温胁迫影响烟草幼苗海藻糖代谢的差异比较[J]. 生物技术通报, 2015, 31(10): 111-118.

Zhang Jianbo, Wang Shasha, Hao Dahai, Yang Huiqin, Ma Wenguang, Gao Xue, Cui Mingkun, Gong Ming. Comparison of Metabolic Differences of Trehalose in Nicotiana tabacum Seedlings Under Drought and Chilling Stress[J]. Biotechnology Bulletin, 2015, 31(10): 111-118.

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