低温胁迫下两叶一心期棉花叶片的生理响应和转录组分析

来源：湖北农业科学杂志2020年第24期北京时间：

作者：王晓曼1,2,3, 王琼珊1,2,3, 王孝刚1,2,3, 张教海1,2,3, 张友昌1,2,3, 张兴中1,2,3, 别墅1,2,3, 夏松波1,2,3

单位：1.湖北省农业科学院经济作物研究所,武汉 430064; 2.农业农村部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,武汉 430064; 3.湖北省农业科技创新中心,武汉 430064

摘要：以CN01和SJB016(耐低温)为材料,研究了低温处理对两叶一心期棉花叶片的影响。测定了25 ℃(CK)和12 ℃(低温)处理0、3、6、12 、24、48和72 h后CN01和SJB016中丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量的变化。研究发现,与25 ℃相比,12 ℃处理后CN01和SJB016中MDA、SS和Pro含量均上升。与CN01相比,低温处理后SJB016中MDA含量上升幅度较小,SS含量上升幅度较大,而Pro含量上升幅度较小。结合上述3个指标,发现12 ℃处理6 h棉花叶片的生理指标变化最明显。对12 ℃处理6 h的两叶一心期棉花叶片进行了RNA-seq。结果表明,与25 ℃相比,12 ℃处理后与光合作用相关的基因在CN01中均表现为上调,而光系统Ⅱ放氧复合物(PsdP、PsdQ)等基因在SJB016中表现为下调。与植物激素相关差异的基因在CN01和SJB016中表现为上调基因多于下调基因,其中乙烯响应转录因子ERF053、ERF020 、ERF061表现为显著上调。这些基因可能对提高棉花的抗寒性有重要作用。

关键词：棉花叶片,生理响应,转录组,基因表达,低温胁迫

基金资助：棉花轻简高效栽培技术集成与示范项目(2020YFD1001000); 现代农业产业技术体系专项; 湖北省农业科技创新中心项目(2019-620-000-06)