文献类型： 中文期刊

作者： 宋凝曦 ¹ ; 李霞 ¹ ; 王净 ¹ ; 吴博晗 ¹ ; 曹悦 ¹ ; 杨杰 ¹ ; 谢寅峰 ² ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心

2.南京林业大学生物与环境学院

关键词： 水稻;可变剪接;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶;大环内酯;干旱

期刊名称： 作物学报

ISSN：

年卷期： 2021 年 010 期

页码： 1927-1940

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为揭示可变剪接机制参与植物耐旱性的内在机制,以高表达转玉米C₄型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC）基因（C₄-PEPC）水稻（PC）和受体"Kitaake"（WT）为材料,通过盆栽和水培试验,研究外施可变剪接抑制剂大环内酯类（pladienolide B, PB）联合干旱处理下,功能叶片的光合参数、总可溶性糖及其组分、主要抗氧化酶活性以及抗氧化物质含量、Ca²⁺、NO、H₂O₂、ABA含量、与蔗糖非发酵1 （sucrose nonfermenting-1,SNF1）相关蛋白激酶（SNF1-related protein kinase 3s, SnRK3s）以及剪接因子基因表达的变化。结果表明:在盆栽试验中,与单独自然干旱处理（drought stress, DS）相比,在孕穗期外施0.5μmol L^–1PB联合干旱处理（DS+PB）,显著下降了供试水稻的产量及其构成因子的数值,其中,在DS+PB处理下, PC的株高、穗数、每穗实粒重和单株产量均显著高于WT。在水培试验中,与10%PEG-6000模拟干旱处理（PEG）相比,外施0.5μmol L^–1 PB和10%PEG-6000模拟干旱处理（PEG+PB）,均显著降低了供试水稻功能叶片的净光合速率（Pn）、相对含水量、总可溶性糖含量、脯氨酸含量、SOD酶活性、POD酶活性、CAT酶活性、PEPC酶活性、糖组分（蔗糖、葡萄糖、果糖含量）、Ca²⁺、NO和H₂O₂的含量,其中, PC中3个糖组分以及钙离子含量始终高于WT。与PEG处理相比, PEG+PB处理也导致水稻叶片内糖信号SnRK2s基因（SAPK8和SAPK9）和3个SnRK1基因表达量下降,其中PC的SAPK8、SAPK10、OsK1a和OsK24表达均高于WT;进一步10mmolL^–1EGTA钙离子螯合剂引入实验证明,钙离子通过调节剪接因子相关基因的表达参与水稻干旱响应。相关性分析也表明,PC中钙离子含量分别与叶片可溶性蛋白含量、ABA含量以及剪接因子RS33的表达水平呈显著或极显著相关。综上,可变剪接参与水稻干旱响应,水稻可通过叶内糖信号SnRK1s和SnRK2s基因以及钙离子,参与调节剪接因子相关基因的表达,对水稻耐旱起积极的作用。与WT相比, PC的增益效果更强,这与其内源高钙离子和糖组分含量密切相关。