分析新疆野苹果主根中GH3.5基因在根系生长及抗旱应答过程中的表达,以期探明其在正常情况下和干旱胁迫下对主根伸长和侧根生长的调控模式,从而进一步了解新疆野苹果根系干旱响应的分子机制。新疆野苹果组培苗置于1/2MS培养基中生根,之后采用Hoagland营养液水培。不同主根长度的取材:分别取主根长度为3、6、12和22 cm的水培苗,分别取其根尖0.5 cm、根尖1 cm以上至根基部1 cm以下剪除侧根的主根中段,以及根基部1 cm剪除侧根的部分。qRT-PCR检测GH3.5的表达。土壤干旱胁迫:取主根长度一致的水培苗栽于蛭石:营养土比例为1:1的土中,正常生长一周后停水干旱胁迫。分别取干旱胁迫0、7和14 d及复水7 d的植株根系不同区段,具体取材标准同前,qRT-PCR检测GH3.5的表达。并测定相应时间点土壤表层、表层以下100 mmn、表层以下150mm土壤的相对含水量。以上所有测定均重复5次。结果表明:(1)随着主根伸长,GH3.5在主根根尖、根中部和根基部的相对表达量均显著降低。在根尖中,当主根长度由3 cm伸长至22 cm时,GH3.5的相对表达量由97倍降低为1.1倍;与此同时,侧根生长逐渐活跃,其平均数量由3.2增加到26.3。上述结果表明,当主根长度为3 cm时(即主根伸长初期),主根各区段GH3.5的高表达抑制了侧根生长,这样可以为主根继续伸长提供充分能量;而当主根逐渐伸长至22 cm时,侧根生长开始活跃,主根各区段GH3.5表达量的降低则为这一过程提供了条件。上述结果表明,GH3.5参与了主根伸长过程,并同时参与调控了该过程中侧根的生长。(2)与对照相比,当干旱胁迫14 d时,GH3.5在根尖的相对表达量由1倍提高至18倍;在根中部(即侧根主要分布区)的表达量则显著降低,由26倍降低为8.9倍;根基部的表达在胁迫7 d时无明显变化,当胁迫14 d时出现略微上调。3个土层的相对含水量也随着胁迫时间变长而显著降低。复水7 d后植株根系各区段的表达基本都恢复至干旱胁迫前的水平。上述结果表明:随着干旱胁迫加剧,根尖GH3.5的高表达会抑制侧根生长;根中部GH3.5的下调表达表明新疆野苹果在干旱胁迫下,除了通过促进主根伸长,还通过促进侧根生长加强对水分的吸收;根基部GH3.5在胁迫14 d后的上调表达,表明当表层土壤为一般干旱时,根基部的侧根生长未受到显著影响,而当达到极度干旱时,侧根生长开始受到抑制。