高温干旱胁迫后调节剂对棉花铃壳中Bt蛋白含量及氮代谢的影响
2025-08-13赵子胥滕紫宁王羽陈媛陈德华张祥
摘要:【目的】研究高温干旱胁迫后生长调节剂对棉花Bt蛋白含量的影响及其生理机制,为生产上抗虫棉的安全应用提供技术指导和理论依据。【方法2021—2022年,以转基因抗虫棉常规品种泗抗1号(SK-1)和杂交品种泗抗3号(SK-3)为材料,于盛花期在人工气候室中设置高温( 34∘C 和 38∘C )和干旱(田间最大持水量的50% 和 60% )胁迫处理,以 32° 和田间最大持水量的 75% 为对照(CK)。胁迫7d后,分别对棉株喷施清水(W) 200mg⋅L-1 水杨酸(salicylic acid,SA)和 20mg⋅L-1 缩节胺(mepiquatchloride,DPC)。喷施处理后3d,测定铃壳中谷氨酸草酰乙酸转氨酶(glutamic oxaloacetate transaminase,GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(glutamatepyruvateaminotransferase,GPT)、谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)、谷氨酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)、硝酸还原酶(nitratereductase,NR)、肽酶和蛋白酶等氮代谢关键酶活性及可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量。【结果】高温干旱胁迫会抑制供试品种铃壳中Bt蛋白的表达;SA和DPC处理可缓解该抑制效应,SA和DPC处理下Bt蛋白含量显著高于各胁迫条件下W处理,其SA处理下Bt蛋白含量增幅更大,但最终Bt蛋白含量仍低于未胁迫处理(CK)。2021年SA和DPC处理下SK-1的Bt蛋白含量较W处理分别提高51.3%~104.0% 和 22.0%~85.4%;2( 022年提高 14.7%~91.1% 和 4.5%~67.8% 。2021年SA和DPC处理下SK-3的Bt蛋白含量较W处理分别提高 46.4%~98.3% 和 22.9%~60.4%, 2022年分别提高 18.8%~77.4% 和14.6%~57.6% 品种间比较,SK-1对SA和DPC的响应更为显著,其Bt蛋白含量增幅高于SK-3。生理机制研究表明,SA和DPC处理显著提高了SK-1和SK-3的GPT、GOT、GOGAT和NR的活性和可溶性蛋白含量,显著降低了游离氨基酸含量和肽酶、蛋白酶活性。与W处理相比,2021年SA和DPC处理下SK-1的GOT活性提高 70.3%~104.2% 和 36.7%~61.9% ,GPT活性提高 58.2%~231.2% 和 27.7%~88.9% ,GS活性提高167.9%~197.3% 和 79.7%~139.4%, NR活性提高 22.4%~53.6% 和 7.6%~42.8% ,可溶性蛋白含量提高11.3%~40.6% 和 7.5%~20.3% ,游离氨基酸含量降低 15.6%~23.2% 和 6.3%~14.1% ,蛋白酶活性降低 5.5% ~13.5% 和 2.7%~10.5% 。2022年SK-1各指标的变化趋势与2021年趋势一致。……
