昼夜变温下高温与干旱胁迫对Bt棉毒蛋白含量的影响及其生理机制

作者：尹彦雨; 邢雨桐; 吴天凡; 王李妍; 赵子胥; 胡天然; 陈源; 陈媛; 陈德华^*; 张祥^*

来源：中国农业科学, 2022, 55(23): 4614-4625.

• Bt棉
• Cry1Ac毒蛋白
• 高温
• 干旱
• 生理机制

【目的】明确Bt棉叶片Cry1Ac毒蛋白含量对昼夜变温下高温干旱胁迫响应及其生理机制，为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供参考。【方法】2019—2020年在扬州大学农学院，以常规种泗抗1号（SK-1）和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料，以温度和土壤水分含量为因子，温度分别设为34℃（白天，7:00—19:00）/28℃（夜间，19:00—7:00）(A1)、38℃/28℃（A2）；土壤水分含量分别为田间土壤最大持水量的50%(B1)和60%(B2)，并以32℃/28℃、田间土壤最大持水量的75%为对照（CK）。各处理分别持续4、7、10 d(DAS)。【结果】不同处理导致叶片中Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随着胁迫时间的延长，下降幅度增加。处理间相比，A1B2处理下降幅度最少，7 DAS后开始显著低于CK;A1B1处理下降幅度其次，4 DAS后显著低于CK;A2B1、A2B2处理在4 DAS显著下降。可溶性蛋白（SP）含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、游离氨基酸（aa）和谷氨酸合成酶（GOGAT）等活性变化趋势与毒蛋白一致，且呈极显著正相关，而Bt基因表达量、单宁含量、蛋白酶、肽酶活性则呈上升趋势。逐步回归和通径分析筛选出NR、GPT、GS等3个关键指标可反映Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量高低，且三者对Cry1Ac毒蛋白含量有较大的正效应。【结论】昼夜变温下高温和干旱互作导致Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随持续期延长下降幅度逐渐增大。其中34℃/28℃和田间土壤最大持水量60%胁迫7—10 d内与对照无显著差异。但与昼夜持续高温相比，昼夜变温的高温胁迫下Cry1Ac毒蛋白含量下降幅度减小和时期明显推迟。NR、GPT、GS是决定Cry1Ac毒蛋白含量高低的关键指标。

• 单位
  扬州大学