高温与干旱复合胁迫对小麦叶片光合作用的损伤

咱们先聊点大环境,这小麦到了生育后期,要是碰上高温又赶上干旱,那可真的是雪上加霜,叶片的光合作用立马就被按下了暂停键。毕竟光合作用可是作物的产量发动机,可它也是环境一有风吹草动就拉响警报的家伙。你想啊,干旱把光合磷酸化给掐断了,高温又把Rubisco的活性削弱了,这双重打击下,小麦叶片自然就罢工不干了。现在搞懂这种复合胁迫到底咋伤的光合机构,还是个待解之谜,也为咱们的抗逆栽培留下了空白。 咱这次就是冲着这个来的,想把高温和干旱这两个大坏蛋联手是咋把RCA还有Rubisco给搞瘫痪的给搞清楚,顺便找个法子来治治它。咱们拿豫麦49当材料,把高温(H)、干旱(D)还有两者合在一块的(DH)这几种坏情况都给拎出来看看。除了看这些指标咋变之外,还给它们提前灌点一氧化氮(NO),看看这玩意儿能不能帮叶片缓一缓。 咱把试验设计得明明白白的,设了七组对照:一个正常的(CK),一个单干高温(H)的,一个单干干旱(D)的,还有两个高温加干旱一起上的(DH)。另外三个组是给它们提前喂了NO再干其他的事儿。不管啥情况,咱们都得让数据有个对比才行。 咱们先用LCpro+测光合速率Pn,再用SPAD-502看看叶绿素含量咋样。至于RCA的活性嘛,就交给试剂盒搞定。最后还得把RNA抽出来测测Rca的a和b这两个亚基到底咋表达的。 结果呢,这NO倒像是一把双刃剑。一方面它能帮咱们抗氧化,另一方面它又能调基因。 先说抗氧化酶这事儿吧,干旱和DH这俩坏兄弟一上来先让SOD还有CAT的活性一下子就垮了;倒是高温让这两个指标反而暴涨。这时候NO就发挥作用了,它能在干旱还有DH的时候把SOD和CAT的活性给拉回来,简直就是给叶片装了个灭火器。 再说Rca这两个亚基的基因表达吧,Rca a这兄弟在干旱下被打趴了97%,在高温下也被砍了92.31%,在DH下还掉了84.93%。反倒是Rca b在高温下变成了26.14倍那么高,在DH下变成了28.02倍那么猛。 好在有NO这位和事佬出来调和局势。它能让干旱时的Rca a飙升38.42倍、Rca b增加32.74倍;在DH的情况下又把Rca b推高30.39%,这就保证了RCA蛋白量够用。 说到最后的结果嘛:干旱、高温还有DH这几个家伙全都让RCA的活性、Rubisco的初始活性还有总活性和活化状态都往下掉。好在提前喂了NO后,这些指标在不同的坏情况下都被托住了,叶绿素含量和光合速率也都保住了。 总结下来就是:NO给小麦叶片加了三层防护。第一层是增强抗氧化酶的活性,先把过剩的活性氧给清除掉防止膜脂过氧化;第二层是精准调控Rca基因的表达;第三层是提高Rubisco的活化状态。 这么一来它就三箭齐发成功缓解了高温与干旱复合胁迫对小麦叶片光合作用的损伤。看来以后在抗逆栽培方面,一氧化氮能当个不错的信号分子帮咱们一把了。