SnRK1蛋白激酶對(duì)草莓和番茄植株碳代謝與生長(zhǎng)的影響.pdf

1、SnRK1蛋白激酶與 SnRK2及 SnRK3同屬于 SnRKs蛋白激酶超家族，是調(diào)節(jié)植物碳氮代謝和能量平衡的關(guān)鍵開關(guān)。本實(shí)驗(yàn)以‘妙香7號(hào)’草莓為試材，利用已經(jīng)公布的草莓全基因組數(shù)據(jù)，鑒定了草莓中5個(gè) SnRK1成員。利用實(shí)時(shí)熒光定量技術(shù)分析了FaSnRKs的組織表達(dá)特性及草莓根系和葉片對(duì) SA處理的響應(yīng)特性。研究了 SA對(duì)草莓SnRK1活性和對(duì)植株生長(zhǎng)、碳代謝的影響。同時(shí)以超表達(dá)桃SnRK1蛋白激酶α催化亞基編碼基因PpSnRK1α（

2、ppa004347m）的番茄植株T2-3及野生型番茄WT為材料，研究了的營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下，SnRK1對(duì)植株生長(zhǎng)的影響，為以 SnRK1為靶點(diǎn)調(diào)控果樹植物生長(zhǎng)發(fā)育提供理論參考。主要研究結(jié)果如下：
　　1.在草莓基因組中， SnRK1家族發(fā)現(xiàn)有5個(gè)成員，將其命名為 FaSnRK1α（ FANhyb_rscf00000747.1.g00007.1）、FaSnRK1β（FANhyb_rscf00002795.1.g00001.1）、FaSn

3、RK1γ（FANhyb_rscf00000016.1.g00029.1）、 FaSnRK1βγ1（ FANhyb_rscf00001741.1.g00001.1）、 FaSnRK1βγ2（FANhyb_rscf00000139.1.g00009.1），其 cDNA全長(zhǎng)分別為1601bp、768bp、1290bp、1331bp和1596bp。將以上基因的氨基酸序列與其他物種同源基因進(jìn)行比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)FaSnRK1s與其他物種同源性較高，系

4、統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明，栽培草莓（ Fragaria× ananassa）SnRK1的氨基酸序列與野草莓（Fragaria vesca）同源關(guān)系非常相近。
　　2.熒光定量檢測(cè)結(jié)果顯示 FaSnRK1s在草莓根、莖、葉、花及果實(shí)中均有表達(dá)。FaSnRK1α和 FaSnRK1βγ1在葉中表達(dá)量最高，F(xiàn)aSnRK1β、FaSnRK1γ和 FaSnRK1βγ2在花中表達(dá)量最高，各基因在果實(shí)中的表達(dá)量相對(duì)較弱。
　　3.水楊酸處理草莓葉片

5、和根系，不同部位對(duì) SA處理響應(yīng)不同：在根中， FaSnRK1s對(duì)外源水楊酸處理比較敏感，一般在0.5-1 h內(nèi)表達(dá)量達(dá)到最高水平,隨后表達(dá)水平下降，直至穩(wěn)定在初始水平；在葉片中FaSnRK1s對(duì)外源水楊酸處理的響應(yīng)相對(duì)比較遲鈍，一般在1-2h內(nèi)表達(dá)量達(dá)到最高水平，隨后均趨于下降至初始水平。表明水楊酸對(duì)根系和葉片中 FaSnRK1s表達(dá)的刺激是短期的。相對(duì)較高濃度的 SA處理（80μM和100μM）草莓功能葉片及根系，短時(shí)間內(nèi)其 SnR

6、K1酶活性均有不同程度升高，24h后效果不明顯。
　　4.水楊酸處理后草莓葉片凈光合速率提高，當(dāng)天下午5：00測(cè)定的可溶性糖和淀粉含量均有顯著增加。盆栽草莓沖施一定濃度水楊酸后，葉片光合速率提高，可溶性5.低營(yíng)養(yǎng)下，T2-3番茄葉片和根系中的SnRK1酶活性比WT高41.55％和39.46%；功能葉片的凈光合速率平均比野生型高18.89%；12 d后葉片SOD、POD、CAT活性比野生型高35.56%、28.85%和14.90%；

7、根系活力比野生型高26.39%；葉片中氮磷含量顯著高于野生型，鉀含量?jī)烧卟顒e不大，在根系中氮磷含量差別不大，而鉀含量顯著高于野生型，且氮素向莖葉中的分配比率增加。表明在營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下，超表達(dá)PpSnRK1α可以提高番茄功能葉凈光合速率，促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收，從而延緩葉片衰老。
　　糖和淀粉含量提高，對(duì)植株生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用。說(shuō)明水楊酸可以通過(guò)影響草莓葉片碳代謝而影響植株生長(zhǎng)。
　　5.低營(yíng)養(yǎng)下，T2-3番茄葉片和根系中的Sn

8、RK1酶活性比WT高41.55%和39.46%；功能葉片的凈光合速率平均比野生型高18.89%；12 d后葉片SOD、POD、CAT活性比野生型高35.56%、28.85%和14.90%；根系活力比野生型高26.39%；葉片中氮磷含量顯著高于野生型，鉀含量?jī)烧卟顒e不大，在根系中氮磷含量差別不大，而鉀含量顯著高于野生型，且氮素向莖葉中的分配比率增加。表明在營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下，超表達(dá)PpSnRK1α可以提高番茄功能葉凈光合速率，促進(jìn)植株對(duì)氮素的