华北农学报

作者：严婷, 李霞, 曹悦, 吴博晗, 王净, 张嫚嫚

单位：1. 南京农业大学 生命科学学院, 江苏 南京 210095;；2. 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, 江苏 南京 210014;；3. 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心, 江苏 扬州 225009;；4. 江苏大学 环境与安全工程学院, 江苏 镇江 212013;；5. 南京林业大学 生物与环境学院, 江苏 南京 210037

关键词：高表达转C₄型<i>PEPC</i>基因水稻,5-氮杂胞苷,干旱胁迫,DNA甲基化,

基金：国家自然科学基金项目（31571585）；省重点研发计划（现代农业）（BE2019377）；国家重点研发计划项目（2016YFD0300501-03）

为了揭示DNA甲基化在高表达转C4-PEPC基因水稻植株对干旱耐性的作用，以高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因（C4-PEPC）水稻（PC）和受体Kitaake（WT）为材料，通过发芽、水培和盆栽试验，研究了施用不同浓度的DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷（5-azaC）联合干旱处理下，水稻芽期、苗期和生育后期，种子发芽率，苗期叶片的相对含水量、丙二醛、脯氨酸、总可溶性糖及其组分及总可溶性蛋白含量、PEPC酶活性以及C4-PEPC、与蔗糖非发酵1（SNF1）相关蛋白激酶（SNF1-related protein kinase 1s ，SnRK1s）基因以及甲基转移酶基因表达的变化、剑叶的光合参数，并最后考察产量构成因子的变化，结果表明： 5-azaC对水稻芽期和苗期干旱胁迫作用浓度呈现剂量效应，即低浓度促进，而高浓度抑制，其中作用浓度：芽期<苗期；而对芽期和苗期有促进和抑制的2个浓度外施于水稻生育后期的水稻植株后，则出现恶化的效应，表现为矮化、剑叶的净光合速率和单株产量下降。在缓解干旱抑制的浓度下，PC苗期的缓解效果好于WT，这种差异的表现与其内源蔗糖、SnRK1s基因以及OsMET1b的表达差异同步，而且PC叶片C4-PEPC表达对不同浓度的5-azaC处理也呈现剂量效应。综上，DNA甲基化参与了水稻干旱响应，但不同生育期表现不同，其中糖信号在调节DNA甲基化增强PC干旱耐性起重要作用。

来源：2021年第4期

《华北农学报》期刊编辑部

查看华北农学报杂志2021年第4期