【作者】 葛常伟； 张思平； 刘绍东； 陈静； 马慧娟； 沈倩； 张晓萌； 赵新华； 庞朝友；

【机构】 中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室；

【摘要】 油菜素内酯（BRs）是1类甾醇植物激素,在植物响应低温胁迫中发挥重要作用。本研究在低温条件下,利用棉花品种中棉所60和鲁棉研28探讨了不同浓度2,4-表油菜素内酯（EBR）对棉花的作用,研究EBR对棉花生长、生理及基因转录水平的影响。结果如下:1)室内4℃条件下对2个品种分别喷施质量浓度0.05 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1、0.2 mg·L^-1、0.5 mg·L^-1、1 mg·L^-1的EBR后,叶片中丙二醛含量、相对电导率下降,叶片中脯氨酸含量、净光合速率、气孔导度、最大光化学效率、植株的鲜物质质量和干物质质量增加。中棉所60喷施0.1 mg·L^-1 EBR对缓解低温伤害的效果最好,鲁棉研28喷施0.2 mg·L^-1 EBR效果最好。2)大田低温条件下,分别对2个品种叶面喷施0.1 mg·L^-1、0.2 mg·L^-1 EBR,能显著降低叶片相对电导率,提高叶绿素含量、光合反应速率、光反应中心活性和电子传递能力,外源喷施EBR能够增加棉花初蕾期株高和果枝数,提高籽棉和皮棉产量。3)苗期对鲁棉研28进行4℃低温处理,分别在处理6 h、12 h、24 h后取叶片进行下一步转录组测序。结果表明,在6h、12h和24 h后喷施EBR,差异表达基因分别为282、85和4 000个。GO（Gene ontology）富集显示低温处理24 h后,差异基因主要与胁迫响应、防御响应、蛋白质折叠、转录因子和ADP结合相关。KEGG （Kyoto encyclopedia of genes and genomes）富集到氨基酸生物合成、植物激素信号转导、氨基酸糖和核酸糖代谢、谷胱甘肽代谢等17个代谢通路,显著差异表达的基因中与叶绿素、类囊体、光系统I相关的基因表达上调,编码谷胱甘肽-S-转移酶、脱氢抗坏血酸过氧化物酶、抗坏血酸还原酶基因均上调;编码乙烯合成途径中的ACO酶、信号转导途径ERFs（Ethylene response factors）、赤霉素信号途径中SLY的基因表达量均显著下调。初步认为EBR可能是通过抑制乙烯合成和信号转导、提高抗氧化能力和对光合作用的保护等途径提高棉花抗低温作用。更多还原