外源生长调节剂(SA/PBZ/ETH)通过调控生理生化特性及防御基因表达增强小麦抗旱性的机制研究

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:South African Journal of Chemical Engineering CS9.0

编辑推荐:

  本研究通过叶面喷施水杨酸(SA 300 mg l-1)、多效唑(PBZ 300 mg l-1)和乙烯利(ETH 400 mg l-1),系统评估了三种植物生长调节剂(GRs)在小麦冠根形成期、孕穗期和乳熟期对干旱胁迫的缓解效应。研究发现SA处理能显著提升叶绿素(63.3%)、类胡萝卜素(137.5%)等光合色素含量,增强超氧化物歧化酶(SOD 177.5%)等抗氧化酶活性,并通过上调P5CS(68.68%)等抗旱相关基因表达,使籽粒产量提高15.79%,为干旱区小麦栽培提供了重要技术参考。

  

Highlight
干旱胁迫(特别是生殖生长阶段)显著降低小麦生长势、色素含量、水分状态及产量性状。但叶面喷施生长调节剂有效缓解了这些负面影响,其中水杨酸(SA)在正常和干旱条件下均表现最优。在生殖期干旱胁迫下,SA处理使叶绿素总量、类胡萝卜素、脯氨酸、脂氧合酶活性、丙二醛含量和株高分别提升63.3%、137.5%、87.5%、44.5%、57.69%和9.70%,并通过增强抗氧化酶系统(过氧化氢酶CAT 22.22%、过氧化物酶POD 25.92%、超氧化物歧化酶SOD 177.5%、抗坏血酸过氧化物酶APX 109.2%)有效缓解氧化损伤。

Discussion
采用生长调节剂是缓解水分亏缺对作物产量负面效应的有效策略。本研究表明,在三个关键生育期喷施SA、PBZ和ETH能显著改善干旱胁迫下小麦的生长响应。与先前研究一致,干旱会破坏光合机构并诱导活性氧(ROS)爆发,而SA通过双重调控——既维持光合器官稳定性(提升叶绿体超微结构完整性),又激活抗氧化防御网络(包括SOD/CAT/APX等关键酶),实现了对氧化损伤的系统性缓解。值得注意的是,SA诱导的脯氨酸合成基因P5CS上调(68.68%)与渗透保护物质积累直接相关,这可能是其优于PBZ和ETH的核心机制。

Conclusions
本研究表明:1)生殖期干旱对小麦的损伤最严重;2)SA通过协同调控生理生化通路(光合效率+抗氧化防御+渗透调节)和分子响应(P5CS/MnSOD/Cat3-A1等基因激活),成为最有效的抗旱调节剂;3)冠根形成期至乳熟期的阶段性喷施策略可最大化SA效益。这些发现为开发基于植物生长调节剂的精准抗旱技术提供了理论依据。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号