不同营养胁迫条件下彩色小麦幼苗的生理和分子响应

《Protoplasma》：Physiological and molecular responses of colored wheat seedlings under varying nutrient stress conditions

黑小麦与白小麦对单一及复合磷铁胁迫的生理响应和花青素代谢差异分析

　　

摘要

富含花青素的生物强化彩色小麦对于育种者来说是一种宝贵的遗传资源，因为它们具有较高的抗氧化能力，这为培育营养丰富且抗逆性强的品种提供了巨大潜力。在本研究中，我们探讨了一种彩色（黑色）小麦基因型（NABI MG-11）和一种白色小麦基因型（PBW 621）在单独缺磷（Pi）、缺铁（Fe）以及这两种缺素共同作用下的生理和分子响应。我们的生理、生化和分子数据表明，与缺磷相比，小麦幼苗的根部和地上部分对缺铁更为敏感。在同时缺磷和缺铁的情况下，两种基因型都能恢复受损的根系生长。然而，这种响应在黑色小麦中更为明显，其生物量、磷酸盐、铁、锌和花青素含量的下降幅度较小。代谢组分析显示，在双重缺素条件下，黑色小麦中积累的花青素种类比黑色对照组和白色小麦基因型更多，这表明花青素的积累具有基因型特异性，并受胁迫条件的影响。通过对负责花青素生物合成、运输和调控的基因进行定量实时PCR分析，发现双重缺素条件下黑色小麦中的相关基因表达水平高于白色小麦。研究结果表明，尽管彩色小麦和白色小麦对根际铁和磷的变化反应模式相似，但黑色小麦在缺素条件下表现出更好的适应性。

图形摘要