不同抗旱性狗牙根种质的抗旱生理响应差异分析

为揭示狗牙根抗旱生理机制，筛选不同干旱胁迫下影响其抗旱性的关键指标，探明不同抗旱性狗牙根对干旱胁迫的响应差异，以2种类型不同抗旱性狗牙根（Cynodon dactylon）种质（敏旱种质：C10和C32；抗旱种质：C118和C138）为供试材料，研究其在渐进式缓慢干旱胁迫下叶片相对含水量、相对电导率、光合色素含量、抗氧化酶活性及渗调物质含量等的变化规律。结果表明，随着土壤含水量降低、干旱胁迫加剧，供试狗牙根叶片的相对含水量不断下降，相对电导率及丙二醛、可溶性蛋白、脯氨酸含量呈升高趋势，光合色素含量及3种抗氧化酶活性呈现先升后降趋势。与敏旱材料相比，抗旱狗牙根种质在中、重度干旱胁迫下能够维持较高的抗氧化酶活性，积累更多的脯氨酸和可溶性蛋白，导致其相对电导率及丙二醛含量增加缓慢。即使同为抗旱类型，不同种质对干旱的响应机制也存在差异，C118具有较高的叶绿素含量，而C138维持较高的类胡萝卜素含量。灰色关联分析表明，中度干旱下，相对电导率、类胡萝卜素含量及超氧化物歧化酶活性受狗牙根的抗旱性影响较大；而重度干旱下，脯氨酸和可溶性蛋白含量与抗旱性的关联度更高。以上结果明确了不同抗旱性狗牙根种质的...     

敏旱和抗旱狗牙根叶片对干旱胁迫的转录组响应差异分析

狗牙根[Cynodon dactylon(Linn.) Pers]是一种优质抗旱草坪草，但其抗旱分子机制有待进一步明确。本研究以抗旱(C138)和敏旱(C32)2个狗牙根基因型为材料，对其正常灌溉(土壤相对含水量为田间持水量的80%～90%)、中度干旱(50%～60%)及重度(20%～30%)干旱处理10 d后的叶片进行取样，利用Illumina高通量测序平台进行转录组测序。与正常灌溉相比，干旱胁迫下C32有1 086个上调基因；C138有525个上调基因；C32整体响应基因数量更多，说明C32主要通过基因的正调控来响应干旱。差异基因GO富集分析显示，C138受到干旱胁迫时有更多的光合作用基因响应，C32主要富集在细胞分裂上。KEGG富集分析显示，中度胁迫下C138主要富集在叶绿素代谢和二萜类生物合成，C32主要富集在氮代谢和类黄酮生物合成；重度胁迫下C138主要富集在类黄酮生物合成，C32主要富集在氮代谢、苯并恶嗪类生物合成。中度胁迫下狗牙根抗旱可能与光合作用有关，重度胁迫下主要与次生代谢和渗透保护有关。次生代谢中的氮代谢、苯并恶嗪类生物合成和渗透保护中的谷氨酸代谢可能是狗牙根抗旱的...     

两类新疆狗牙根抗旱基因型抗氧化酶保护系统及其基因表达差异分析

新疆狗牙根具发达的根状茎和细长的匍匐茎，在耐旱性方面表现出广泛的遗传变异特性，对抗旱型C138和不抗旱型C32狗牙根两个基因型进行自然干旱7 d后复水3 d处理，明确2个基因型在干旱胁迫及复水下抗氧化酶系统生理响应及基因表达水平上的差异。结果表明：干旱胁迫降低了狗牙根草坪表观质量、叶片相对含水量和叶绿素含量，电导率及丙二醛（malondialdehyde， MDA）含量升高，且C32较C138下降或升高更为明显。随干旱时间延长，狗牙根体内超氧阴离子自由基（O₂^·-）、过氧化氢（H₂O₂）、MDA含量均显著上升，且C32较C138升高更显著，而超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化物酶（peroxidase， POD）和过氧化氢酶（catalase， CAT）活性呈先升后降趋势，抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase， APX）活性呈增加趋势。抗旱型C138对比不抗旱型C32表现为SOD、POD、APX、DHAR和GPX等抗氧化基因高水平的表达，而不抗旱型C32较C138表现出高的脂质过氧化和低的抗氧化酶活性及基因表达水平；在复水过程中，POD活性在提高抗氧化能力及清除活性氧（reactive oxygen species， ROS）过程中起着至关重要的作用。干旱胁迫诱导抗氧化酶及其相关基因上调表达，增强了细胞内的抗氧化防御能力，有助于狗牙根维持细胞膜稳定性，延缓叶片的脱水，从而提高了狗牙根的抗旱能力。