徐红卫,刘成洪|盐预处理对大麦种子萌发和小孢子愈伤形成的影响
《盐预处理对大麦种子萌发和小孢子愈伤形成的影响》一文由上海市农业科学院生物技术研究所/上海市农业遗传育种重点实验室等单位的徐红卫、郭桂梅、高润红、何婷、杜志钊、李静、陈志伟、陆瑞菊、王亦菲和刘成洪共同完成。
该文研究成果了精准评价大麦种子和小孢子盐胁迫响应,助力耐盐品种的选育。
随着气候变化和人类活动的增强,土壤盐渍化问题日益恶化,成为农作物生产中最严重的非生物逆境之一,不仅影响农作物的生长发育,而且导致作物的产量和品质下降。大麦在禾谷类作物中耐盐性较强,是开拓盐荒的先锋作物,也是开展单倍体育种的模式植物,但是品种之间的耐盐性差异很大。有很多研究表明,在作物生长发育的关键时期对种子、幼苗或者细胞进行化学物质预处理,是改善作物耐盐性的有效措施。种子萌发期是植株水平生长发育的关键时期,而小孢子时期是高等植物生活史中雄配子体发育过程中重要的阶段。选择有性生殖与无性生殖两种不同发育途径的起始阶段,对其盐胁迫的响应进行精准评价,对于作物的耐盐性机制研究和种质评价具有重要意义,为耐盐品种选育提供理论指导。
本研究以大麦长三角主栽品种花11(耐盐型)和花30(盐胁迫相对敏感型)为供试材料,探讨了不同浓度盐预处理对大麦种子萌发和小孢子愈伤形成的影响效应。结果表明:花30的种子和小孢子在无NaCl和低浓度NaCl预处理时,对盐胁迫的耐受性均低于花11,但经高浓度NaCl (萌发期为15 g/L,小孢子时期为300 mg/L)预处理后,花30 的种子和小孢子对高浓度盐胁迫的耐受性均显著增强,且发芽率、主根长和愈伤产量均显著高于花11;通过对2个品种在盐预处理下的发芽率、主根长以及愈伤产量相对值的相关性分析发现,2个品种在种子萌发期和小孢子时期响应盐预处理的相对值呈显著正相关。同时,在小孢子培养阶段,经过300 mg/L NaCl预处理后,花30中小热激蛋白基因HvsHSP1和翻译起始因子1基因HveIF1A的表达量在高浓度盐胁迫下较花11显著上调。基于上述结果推测,供试品种在种子萌发过程和小孢子培养过程对盐预处理的响应差异在某种程度上可能具有一致性,基因HvsHSP1和HveIF1A可能与盐敏感品种在小孢子时期响应NaCl盐诱导存在关系。
分化
多细胞结构
MOTHER徐红卫,郭桂梅,高润红,等. 盐预处理对大麦种子萌发和小孢子愈伤形成的影响[J].华中农业大学学报,2021,40(2):123-129.
DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2021.02.013
该文由上海市科技兴农项目(2019-02-08-00-08-F01109);现代农业产业技术体系(CARS-05-01A-02);上海市农业科学院助跑计划(ZP19211)等基金资助。
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