脱落酸对水稻种子萌发期耐高温胁迫的诱抗效应

摘要

为了探究高温胁迫下外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)对水稻种子萌发和幼芽生长的影响.采用10μmol/L的ABA溶液对水稻种子浸种24 h,然后置于40°C的高温环境中萌发,设计对照(CK-ABA)、ABA浸种(CK+ABA)、高温处理(HS-ABA)和ABA浸种后施加高温处理(HS+ABA)4种处理方式,研究ABA浸种对高温胁迫下水稻种子萌发、幼芽生长、活性氧(ROS)积累、细胞损伤和相关基因表达的影响.结果表明,高温胁迫显著(P<0.05)抑制了水稻种子的萌发及幼芽和幼根的生长,且种子发芽率与超氧阴离子、过氧化氢及丙二醛含量显著负相关(P<0.05),说明导致ROS过量积累及细胞损伤是高温胁迫抑制种子萌发的重要限制性因素.非高温胁迫下,ABA浸种与非ABA浸种处理间水稻种子的萌发及幼芽生长指标无显著差异.高温胁迫下,ABA浸种提高了水稻种子的发芽率及幼芽、幼根的生长,显著(P<0.05)降低了高温胁迫下水稻幼芽的ROS含量和质膜损伤程度,上调了ROS清除基因OsCATB、OsAPX6、OsFe-SOD和OsCu/Zn-SOD以及细胞死亡抑制基因OsBI1的表达.高温胁迫下,且ABA浸种条件下水稻种子的发芽率、芽长和主根长均与超氧阴离子(O2-)和过氧化氢(H2O2)含量呈极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)负相关关系.此外,高温胁迫下,ABA浸种显著(P<0.05)上调了幼芽内ABA应答基因Salt和OsWsi18的表达,说明ABA信号途径被激活.综上所述,提高下游抗氧化防御能力、抑制ROS过量积累和降低细胞损伤是ABA诱导水稻在种子萌发期适应高温胁迫的一个重要途径.