在水分亏缺条件下，甘蔗不同基因型在生长形成期中的水通道蛋白基因表达及抗氧化反应

《Vegetos》：Aquaporin gene expression and antioxidant responses in sugarcane genotypes under water deficit during formative growth stage

甘蔗生长期土壤水分胁迫影响产量，研究显示耐旱品系（Co 98014、Co 0118）抗氧化活性更强，MDA含量更低，SOD活性更高，且ShPIP2-5基因上调表达，ShPIP2-1和ShPIP2-6下调，表明抗氧化系统与PIP基因调控对缓解干旱胁迫至关重要，为选育抗旱品种提供生理依据。

摘要

在生长初期，土壤中的水分不足会严重影响甘蔗的产量。植物已经发展出一系列适应性机制来应对这些压力。通过研究水分不足条件下的植物基因型，可以为培育能够高效利用水分和养分、并适应水分胁迫的新品种提供基础。为此，研究人员评估了两种耐旱基因型（Co 98014和Co 0118）和两种敏感基因型（CoJ 85和Co 89003），这些基因型在先前的研究中被分类出来。首先研究了它们的抗氧化反应，随后在两种不同的水分不足条件下分析了三种水通道蛋白基因（ShPIP2-1、ShPIP-5和ShPIP2-6）的差异表达情况。结果表明，耐旱基因型的MDA含量比敏感基因型增加了1.4到1.9倍（而敏感基因型仅增加了0.4到0.7倍）。H₂O₂含量的变化百分比在敏感基因型中显著增加了100.2%到160.1%，而在耐旱基因型中仅为39.4%到61.4%。SOD活性的变化百分比在耐旱基因型中也显著更高（p<0.05），分别为136.9%到233.5%，而敏感基因型为66.3%到137.2%。转录分析显示，在水分不足条件下，ShPIP2-5的表达上调，而ShPIP2-1和ShPIP2-6的表达下调。这些发现表明抗氧化活性和水通道蛋白（PIP2）在缓解干旱引起的氧化应激中起着重要作用。这一生物学见解表明，具有更强抗氧化防御能力和高效水通道蛋白调控能力的基因型更能维持细胞稳态和水分运输，从而提高在水分不足条件下的存活率。这些特性可以作为选择耐旱甘蔗品种的宝贵生理标志物，有助于培育适合半干旱地区的抗逆品种。