銀白楊對干旱脅迫的生理響應研究

摘要：[目的]以銀白楊為研究對象，探究干旱脅迫對其生長發育的影響，為解析多年生林術響應干旱脅迫的分子機制奠定基礎。[方法]對生長在士里5周左右的銀白楊幼苗進行干旱脅迫處理，通過觀察其生長狀態，測定與干旱脅迫相關生理指標以及檢測相關基因表達情況，探究銀白楊對干旱脅迫的耐受能力。[結果]對銀白楊植株進行干旱處理8d后，其葉片含水量明顯下降、氣孔開度變小；ROS含量明顯上升，體內ABA積累、而與生長相關的IAA含量下降，與干旱脅迫相關的基因表達上調。[結論]通過多角度探究銀白楊對干旱脅迫的耐受性，銀白楊幼苗在干旱處理8 d后其生長受到顯著抑制，建議及時澆水。

關鍵詞：銀白楊；干旱脅迫；生理指標

中圖分類號：S722.3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-1498（2024）04-0166-08

植物在生長發育過程中會遭受多種生物與非生物脅迫，其中干旱脅迫是植物面臨的主要非生物脅迫之一。在干旱脅迫下，植物體內活性氧（ROS，reactive oxygen species）等次生代謝物積累，損傷植物細胞結構；影響植物體內葉綠素合成，植物光合能力減弱；影響植物生長發育，降低植物產量。研究植物響應干旱脅迫的分子機制，提高植物抗旱性，對生態環境建設、國民經濟發展具有重要意義。

植物響應干旱脅迫的生理和分子機制在模式植物擬南芥和作物中研究較多、較深入，研究表明，在22℃，12 h光照/12 h黑暗條件生長3周的擬南芥，停止澆水干旱處理約2周，觀察表型發現野生型擬南芥生長未受到影響；同樣的生長條件，生長10 d的單子葉植物玉米，停止澆水后約一周，可以觀察到葉片萎蔫。多年生木本植物由于個體大、世代周期長等原因，使得其生理和分子機制的研究相對困難；同時，由于多年生木本植物具有規律的生長周期、次生維管組織復雜等特性，其生物學特性與一年生草本植物的差異非常大。因此，以多年生林木為研究對象，探究其對干旱脅迫的響應機制，不僅能夠為林木響應干旱脅迫的研究提供理論基礎，也有助于科學培育苗木，為培育耐旱林木新品種提供理論支撐。

中國是森林資源貧乏的國家，每年國家需要進口大量木材才能滿足經濟建設，通過使用豐產栽培方式種植速生樹種，是在短期內解決國家木材短缺的重要途徑。楊樹用途廣泛，不僅用于防護林、生態林建設，也用于工業用材。在毛果楊中研究發現，PtrSWRA復合體所催化的H3K4me3修飾，對于維持楊樹的耐旱性具有至關重要的作用；在歐美雜交楊中研究發現，在干旱脅迫下PdGNC的表達升高，PdGNC能夠直接上調PdHXK1表達，激活的PdHXK1進而增加己糖激酶活性來促進保衛細胞中NO和H2O2的積累，觸發氣孔關閉，從而提高植株水分利用率和干旱耐受性。作為白楊派的銀白楊，廣泛分布于我國西北、華北等地，其樹干通直，成材快，但在其生長過程中會遭受干旱、鹽堿、病蟲害等生物與非生物脅迫。目前銀白楊已經具有高質量基因組數據和轉化體系。深入研究銀白楊響應干旱脅迫的分子機制，對了解干旱脅迫對多年生樹木的影響具有重要意義。

本文以在土里生長5周的銀向楊幼苗為研究對象。通過干旱脅迫處理銀白楊幼苗，并對銀白楊生長變化，生理、生化指標檢測，基因表達變化進行分析。解析銀白楊響應干旱脅迫的生理機制，為科學培育苗木提供理論指導。