CO2浓度升高对谷子干旱胁迫缓解的机制研究

作者：冯雅楠; 王迎宾; 任宏芳; 张东升; 宗毓铮; 史鑫蕊; 李萍; 郝兴宇^*

来源：中国农业大学学报, 2022, 27(07): 43-57.

• CO2浓度升高
• 干旱
• 谷子
• 叶绿素荧光
• 氧化应激
• 信号转导
• 植物激素

为探究干旱胁迫条件下CO2浓度升高对谷子抗旱性的影响机理，设置2个CO2浓度(400μmol/mol左右正常CO2浓度和高CO2浓度，600μmol/mol)和2个水分(正常供水和干旱处理)处理，测定孕穗期谷子光合能力、光合色素积累、叶绿素荧光、抗氧化酶、渗透调节物质、激素、信号转导相关蛋白激酶和逆境相关基因表达量等指标。结果表明：干旱胁迫下高CO2浓度(600μmol/mol)处理显著提高谷子叶片水分利用效率(WUE)、净光合速率(Pn)、类胡萝卜素含量(Car)和类胡萝卜素/叶绿素(the ratio of carotenoids to chlorophyll)；显著增加光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(NPQ)，降低蒸腾速率(Tr)；显著增加谷子叶片热休克蛋白(HSP-70)含量、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)含量及其相关基因表达量。干旱胁迫下高CO2浓度(600μmol/mol)处理可显著增加谷子叶片丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)含量及其相关基因表达量，过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性也显著增加。综上，高CO2浓度(600μmol/mol)处理可通过缓解干旱胁迫下谷子叶片气孔导度和水分利用效率的降低、提高谷子渗透调节及信号转导能力，从而促进抗旱相关基因表达来提高谷子的抗旱能力。

• 单位
  辽宁农业职业技术学院; 山西农业大学