Differences in water use efficiency and aquaporin gene expression in waxy maize varieties under different stress conditions

Abstract

水肥耦合是作物水分和养分高效利用的重要机制, 其中水通道蛋白(AQP)发挥重要作用。本文研究了逆境条件下3 个糯玉米品种水分利用效率(<em>WUE</em>)和水通道蛋白(AQP)表达差异及其关系。在低氮(0.5N, 其中培养液的氮元素含量减半)、高氮(1.5N, 其中培养液的氮元素含量增加1/2)、干旱(10% PEG 即-0.1 MPa)和盐(200 mmol·L^-1 NaCl)胁迫处理下测定了叶片水分利用效率(<em>WUEL</em>), 并采用半定量逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)体系检测3 个AQP 基因在糯玉米根系中的表达情况。结果表明: (1) 0.5N 处理下, 3 个品种的<em>WUEL</em> 多低于CK;1.5N 和PEG 处理下, 3 个品种的<em>WUEL</em> 多高于CK。(2)<em>TIP3.1、TIP2a、TIP2b</em> 3 个基因在0.5N 处理下表现为不表达或表达下调, 1.5N 处理下6 h 和PEG 处理下9 h 多表现表达上调, 说明TIPs 基因家族表达受营养、干旱和盐胁迫诱导。(3)<em>TIPs</em> 的上述3 个基因的表达和<em>WUEL</em> 都在0.5N 处理下低于CK, 在1.5N 和PEG 处理下不同程度地高于CK, 说明<em>TIPs</em> 基因表达与<em>WUEL</em> 的变化有密切响应关系。以上结果说明<em>WUE</em> 与TIPs 基因转录水平的调控有一定关系, 且品种间存在较大差异。