不同花生品种类黄酮积累及其合成酶活性对干旱胁迫的响应

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类黄酮是植物体内重要的活性氧清除剂和非酶抗氧化剂,对植物适应干旱胁迫具有重要作用。本研究以29个花生(Arachis hypogaea L)品种为研究材料,通过砂培PEG胁迫和盆栽干旱处理,研究不同干旱程度下花生叶片类黄酮积累规律及类黄酮含量及其合成酶活性对干旱的响应,初步鉴定了不同花生品种类黄酮响应干旱胁迫的差异,为探讨不同花生品种的抗旱机制提供了依据。取得的主要研究结果如下:(1)PEG处理后,随胁迫时间延长,幼苗叶片类黄酮含量呈现先升高后降低的趋势;PEG处理浓度越高,类黄酮积累越快,峰值出现时间提前,20%PEG处理后9h类黄酮含量最多,品种间峰值差异明显。土壤中度干旱7d后,不同花生品种叶片类黄酮含量极显著升高,长期干旱或者严重干旱黄酮含量达峰值后逐渐降低至对照水平。表明干旱诱导叶片类黄酮合成加快,随抗氧化反应的消耗,含量又逐渐降低。(2)29个花生品种叶片类黄酮的组成型含量在6.65至21.05mg/g之间,相差3倍以上,PEG胁迫后的诱导含量品种间变幅可达1.8倍。根据PEG胁迫后类黄酮的变化幅度,将其分为4大类:花育31号、徐州68-4、鲁花8号、山花7号、花育22号、丰花2号、大白玉、白珍珠、花育20号、花17、ICG6848、白沙1016为低含量低诱导品种,莱宾大豆、A596、农大818、海花1号、蓬莱一窝猴为高含量低诱导品种,丰花5号、丰花1号、如皋西洋生、鲁花14号、抗青19、花育24号、花育30号、山花8号、79266为低含量高诱导品种,山花11号、山花9号、荔浦大花生为高含量高诱导品种。山花11号、丰花5号、丰花1号、如皋西洋生、鲁花14号、山花9号等品种抗旱强,叶片类黄酮含量响应干旱敏感,升幅高,在适应干旱逆境中发挥重要作用。(3)花生类黄酮合成关键酶PAL、CHS和CHI酶活性与其基因表达量相关极显著,说明三种酶活性受其基因转录水平的调控。PEG处理后花生叶片类黄酮含量的变化与三种酶活性及基因表达量相关性达到极显著水平,花生叶片类黄酮含量的变化受这三种酶活性的调控。PEG胁迫后三种合成酶活性及基因表达量的诱导变幅品种间差异显著,山花11号和丰花5号基因表达量和酶活性水平较高,胁迫下的提高幅度大,类黄酮合成快;农大818的PAL活性及基因表达量胁迫后提高幅度小,限制了类黄酮的积累;花17较低的基因表达量和酶活性水平及变化幅度导致类黄酮含量低。(4)花生叶片类黄酮具有优良的清除自由基活性,清除能力由大到小依次为:DPPH·>O2-·>·OH。PEG胁迫下,MDA、H2O2和O2-含量与类黄酮含量均极显著负相关。适宜浓度的外源芦丁显著降低PEG处理后花生叶片MDA、H2O2和O2-含量,提高花生叶片叶绿素及类黄酮含量和SOD活性,增强PEG胁迫下花生的抗氧化能力,降低氧化伤害。上述结果均证明了干旱胁迫下类黄酮的抗氧化功能。但是外源芦丁对不同品种的作用效果存在差异,外源芦丁处理后,PEG胁迫下丰花5号的SOD活性和叶绿素及类黄酮含量提高最明显,山花11号的MDA和O2-降低幅度最大,农大818的H2O2含量降低最明显,而花17对外源芦丁的响应效果较差。
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