干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响

【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析蜡质合成相关基因SLCER6的表达情况,最后对蜡质及其各成分含量与SLCER6基因表达量变化值之间的相关性进行了分析。【结果】(1)干旱胁迫后番茄叶片上、下表面超微结构与对照组基本一致,均没有蜡质晶体覆盖,且较为光滑,呈薄膜状结构,但皱褶明显减少,细胞凸起增多。(2)GC-MS和GC-FID分析表明,从对照组中共鉴定出24种蜡质成分,番茄叶位间蜡质含量存在一定差异,但均以烷烃含量为主,其平均含量为(1.794±0.397)μg/cm~2,占蜡质总含量的93.83%,并含有少量的三萜类、初级醇和豆甾醇成分,但这3种化合物只占到蜡质总含量的4.66%。(3)干旱胁迫并没有造成番茄叶片蜡质组分以及烷烃碳链的改变,但能够极显著增加蜡质的总含量,尤其是烷烃类物质,与对照组相比,干旱胁迫组烷烃含量平均增加了161.15%,是三萜类、初级醇及豆甾醇成分总增加率的1.6倍。(4)SLCER6基因在番茄不同叶位叶片中均有表达,其表达量从第1叶位到第7叶位总体呈下降的趋势;干旱胁迫后,SLCER6基因表达量均显著增加。【结论】干旱胁迫能够极显著增加番茄叶片蜡质总含量,增加的成分主要是烷烃;干旱胁迫也能够诱导SLCER6基因表达量上调;番茄叶片蜡质积累与SLCER6基因表达量之间存在着正相关关系。

Effect of drought stress on wax accumulation in leaves of tomato (Lycopersicon esculentum)