不同苹果矮化砧木导水特性与水通道蛋白基因表达对干旱胁迫的响应

研究苹果不同矮化砧木水力学特性与水通道蛋白基因表达对干旱胁迫的响应,以探讨干旱条件下苹果矮化砧木的水力学机制。以不同苹果矮化砧木自根苗M9、M26、MM106、GM256、SH6为试材,测定在干旱胁迫条件下,苹果矮化砧木叶片水势、光合作用相关参数、水力学特性参数,并采用荧光定量PCR的方法,对不同苹果矮化砧木叶片和根系中水通道蛋白基因PIPs(MpPIP1;1、MpPIP2;1)转录水平相对表达量进行测定。结果表明,水分亏缺下,5种苹果矮化砧木的叶片水势和对照相比均显著降低。净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2摩尔分数(Ci)均出现下降。干旱胁迫下,5种苹果矮化砧木根系水力学导度均降低,但是水分处理间差异不显著。水通道蛋白基因MpPIP1;1、MpPIP2;1在5种苹果矮化砧木根系和叶片中的表达具有器官和组织特异性,MpPIP1;1、MpPIP2;1在各苹果矮化砧木根系中转录水平表达量均高于叶片。水通道蛋白PIPs(MpPIP1;1、MpPIP2;1)转录水平的表达对水分亏缺的响应在5种苹果矮化砧木间差异很大,干旱胁迫诱导后,水通道蛋白PIPs(MpPIP1;1、MpPIP2;1)既有表达上调,也有表达下调。MM106根系水力学导度和其他砧木相比,水分处理间差异最小,可能与干旱胁迫条件下PIPs(MpPIP1;1、MpPIP2;1)在MM106砧木根系中表达量较高相关联。水通道蛋白基因PIPs经干旱胁迫诱导后,在不同苹果矮化砧木品种中具有不同的表达模式。水分亏缺条件下,水通道蛋白基因PIPs在苹果矮化砧木水分运输、细胞水分的保持和维持适当的叶片水势以及光合作用中的积极作用,有助于提高苹果矮化砧木对水分胁迫的耐受性。