番茄SPS基因在其响应高温逆境中的功能分析

【作者】 曾德雯； 刘雅慧； 冯岩； 朱为民； 张迎迎；

【机构】 上海市农业科学院设施园艺研究所； 上海海洋大学水产与生命学院；

【摘要】 番茄(Solanum lycopersicum)是喜温性作物,对高温非常敏感,高温胁迫严重影响番茄的生长发育、产量和品质。因此,研究番茄响应高温胁迫的生理和分子机制具有重要的科学意义和实践价值。蔗糖磷酸合成酶(sucrosephosphatesynthase,SPS)是蔗糖合成代谢中的关键酶,其活性直接反应了植物体内蔗糖合成的能力。已有研究表明,SPS基因能够响应低温、干旱和高盐等环境胁迫,从而调节植物的生长发育,但目前尚不清楚SPS基因是否参与植物高温响应。对番茄中的SPS基因开展高温胁迫相关研究,以解析其在番茄响应高温逆境中的功能。以‘Micro-Tom’番茄的叶片和红熟期的果实为试验材料,分别进行42℃短时间高温逆境处理,处理时间分别为0、0.5、1、2和4 h,利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对其SPS基因进行表达分析,同时对SPS活性进行检测。试验结果表明:42℃高温处理后叶片中SPS基因的表达量显著升高,处理0.5、1、2和4 h后的表达量分别是0 h的1.775倍、1.543倍、2.483倍和5.191倍;叶片中SPS活性同样随着处理时间的延长而升高。3次重复试验结果呈现一致趋势。相同高温处理后的红熟期果实中SPS基因的表达量和酶活性的变化与叶片中的类似。同时,利用不同的番茄品种进行上述试验,均获得趋势一致的结果,即高温胁迫导致SPS基因的转录水平和酶活水平都上调。对SPS基因表达量有差异的不同番茄品种进行苗期高温胁迫处理,结果发现SPS基因表达水平较高的品种在高温下的存活率更高。以上结果表明,SPS基因能够响应高温逆境胁迫,并正调控番茄对高温的耐受能力。更多还原