全 文 ：第 46卷 第 5期 海 洋 与 湖 沼 Vol.46, No.5
2 0 1 5 年 9 月 OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA Sep., 2015

* 国家自然科学基金项目, 31072229 号, 41376151 号; 宁波大学学科项目, xkl141053 号。王重彬, 硕士研究生, E-mail:
shuiwuhen1219@126.com
① 通讯作者: 孙雪, 副研究员, E-mail: sunxue@nbu.edu.cn
收稿日期: 2015-03-18, 收修改稿日期: 2015-06-23
水杨酸和茉莉酸甲酯对高温龙须菜(Gracilariopsis
lemaneiformis)理化及基因表达的影响*
王重彬 1, 2 邹同雷 1, 2 孙 雪 1, 2① 汪芳俊 1, 2 徐年军 1, 2
(1. 宁波大学海洋学院 宁波 315211; 2. 浙江省海洋生物工程重点实验室 宁波 315211)
摘要 本文研究了两种抗逆植物激素——水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MJ)对高温胁迫龙须菜的生
长、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、碳酸酐酶(CA)、硝酸还原酶(NR)活性及 4
种相关基因表达的影响。结果表明 , 100μmol/L SA (SA100)、50μmol/L MJ (MJ50)、50μmol/L
SA+25μmol/L MJ (SA50/MJ25)实验组对龙须菜生长促进作用较大, 其相对生长速率分别为对照组的
1.78、1.65 和 1.29 倍。这 3 个处理组均可提高龙须菜脯氨酸含量, 其中 SA100 作用最强; 对 MDA
含量的降低程度以 SA50/MJ25 组最强。SA100 增强 SOD 和 CA 活性的作用最大, 而 MJ50 可增强
NR活性。SA100处理 HSP70、MnSOD、CA和 NR基因表达量分别为对照组的 2.04、4.65、2.15和
1.58倍, MJ50处理后 MnSOD、CA和 NR基因表达量则分别降为对照组的 0.47、0.50和 0.46倍, 而
SA50/MJ25则促进了 HSP70基因表达, 降低了 CA和 NR基因表达。本研究表明 SA和 MJ可以缓解
高温胁迫对龙须菜的不利影响, 其中以 SA100的作用最大, MJ50作用最小。
关键词 龙须菜; 水杨酸; 茉莉酸甲酯; 高温; 基因表达
中图分类号 Q946 doi: 10.11693/hyhz20150300081
龙须菜 (Gracilariopsis lemaneiformis)为红藻门
(Rhodophyta)的一种大型经济海藻, 主要用于琼胶提
取和鲍鱼养殖, 少量用于食用及食品加工。此外, 龙
须菜还具有净化海洋环境、防止海水富营养化的生态
作用(Zou et al, 2014)。野生龙须菜原产于山东, 后来
培育出 981 抗高温优良品种(张学成等, 2009), 现在
广东、福建、浙江等海域都有龙须菜养殖。但是我国
南方夏季水温较高 , 使得龙须菜的养殖时间有所减
少, 影响了其产量。
水杨酸(salicylic acid, SA)又名 2-羟基苯甲酸, 是
植物体内的一种酚类植物激素 , 对植物的生长发育
具有重要的调控作用。近年来研究表明水杨酸还可以
提高植物抗病虫害等生物胁迫 , 以及抗重金属、抗
盐、抗高低温等非生物胁迫能力(Hayat et al, 2010)。
高温逆境不仅可以引起植物细胞膜损伤和代谢的变
化, 而且还可以产生氧化压力。水杨酸可以通过降低
热胁迫引起的植物细胞膜损伤 , 增加蛋白和脯氨酸
含量 , 以及增强过氧化物酶 (POX)和抗坏血酸过氧
化物酶 (APOX)等抗氧化酶活性来对抗热胁迫
(Chakraborty et al, 2005)。水杨酸还可以通过减轻热
诱导的净光合速率的降低来保护高温影响的光合作
用(Wang et al, 2010)。最近研究表明 SA诱导的玉米
幼苗的耐热性可以被 H2S供体所增强, 推测 H2S可能
是 SA诱导耐热性中一种新的下游信号分子(Li et al,
2015)。
茉莉酸类物质(jasmonates, JAs)是一种脂肪酸类
的植物激素, 包括茉莉酸(jasmonic acid, JA)和茉莉酸
甲酯(methyl jasmonate, MeJA或 MJ)等衍生物。茉莉
酸类物质在植物体内普遍存在 , 可作为内源信号分
子来调节植物的生长发育 , 也可调控植物对各种环
5期 王重彬等: 水杨酸和茉莉酸甲酯对高温龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)理化及基因表达的影响 1133

境胁迫的响应(Wasternack et al, 2002)。在植物抗高温
逆境方面, 茉莉酸类物质相比水杨酸的报道要少。据
报道在诱导蝴蝶兰幼苗耐热性方面 , 茉莉酸甲酯的
作用要强于水杨酸(杨华庚等, 2011)。而茉莉酸与水杨
酸代谢途径相互协调是增强植物基础耐热性所需要
的(Clarke et al, 2009)。水杨酸和茉莉酸类物质在提高
植物抗逆性方面具有相同或相似的作用 , 但两者之
间的相互作用关系比较复杂。如在调控一些基因表达
方面, SA和 MeJA存在着单向的、相互对立的和相互
协同的 3种不同作用方式(Salzman et al, 2005)。因此
这两种植物激素在信号通路间的相互作用一直是研
究的热点。
本文主要从生理生化和基因转录表达两个方面
来分析水杨酸和茉莉酸甲酯单独和组合使用对高温
胁迫下龙须菜的影响 , 以探讨两者在龙须菜中抗高
温胁迫的作用关系和作用机理 , 为龙须菜在夏季高
温条件下的海区养殖提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验材料为龙须菜 981 品种, 采自浙江温州, 实
验室 23C 暂养 1 个月。实验时选择生长状态良好的
藻体, 在 33C 的光照培养箱中培养, 光强 2000—
3000 lx, 光暗周期 L︰D (12h︰12h), 使用 Provasoli
培养基(Provasoli, 1968)。
1.2 实验方法
1.2.1 激素浓度设置 水杨酸浓度梯度分别设置
为 0、50、100、150和 200μmol/L, 茉莉酸甲酯(下文
中将其简写为 MJ)浓度组分别为 0、25、50、100 和
150μmol/L, SA/MJ 组合使用浓度分别为 0、50/25、
50/50、100/25和 100/50μmol/L。每组 3个平行。
1.2.2 龙须菜相对生长速率测定 称取 500mg 龙
须菜藻体置于光照培养箱中培养, 按照 1.2.1 中设置
的 SA、MJ和 SA/MJ各 5个浓度分别培养, 3天后称
量藻体吸干水分后的鲜重。按照以下公式计算藻体日
相对生长速率: RGR(%/d) = 100% × (lnWt–lnW0)/t, 其
中 Wt为 t时间的鲜质量(简记为 FW), W0为开始时的
鲜质量, t为实验天数(Abreu et al, 2009)。
1.2.3 脯氨酸和丙二醛(MDA)含量测定 取 1.2.2
中对龙须菜生长促进作用最大的 3 个激素浓度组:
SA100 (100μmol/L SA)、MJ50 (50μmol/L MJ)和 SA50/
MJ25 (50μmol/L SA + 25μmol/L MJ)进行后续实验,
以下相同。脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸法, 通过
标准曲线计算脯氨酸含量(李合生, 2000)。MDA含量
测定使用硫酸巴比妥法, 利用公式 CMDA=6.54(A532–
A600)–0.56A450计算 MDA含量(李合生, 2000)。
1.2.4 超氧化物歧化酶 (SOD)活性测定 使用
SOD试剂盒(A001-1, 南京建成生物工程研究所)进行
SOD活性测定。
1.2.5 碳酸酐酶 (CA)活性测定 采用 pH 计法
(Moskvin et al, 1998), 稍有改进。CA活性(WA)计算
公式为: WA = (T0/T–1)×10, 其中 T0和 T分别为反应
体系中未加和加入藻提取液时 pH值下降一个单位所
需的时间。
1.2.6 硝酸还原酶(NR)活性测定 使用硝酸还原
酶试剂盒(IY1-2, 苏州科铭生物技术有限公司)进行
NR活性测定。记录 540nm处的最大吸收峰, 再通过
标准曲线来计算 NR活性。
1.2.7 四条基因的转录表达分析 以 18S rDNA做
内参, 热休克蛋白 70(HSP70)基因与 18S rDNA 的荧
光定量 PCR引物参考朱招波等(2012), 锰超氧化物歧
化酶(MnSOD)基因引物序列参考 Lu 等(2012)。根据
已测龙须菜转录组中碳酸酐酶 (CA)和硝酸还原酶
(NR)序列信息, 利用 Primer Premier 5.0软件设计 CA
和 NR荧光定量 PCR引物, 其中 CA基因上游引物为
5-AAGTCTCAAATGTCGCTCGCAA-3, 下游引物
为 5-TCGGGGAGTGGAAGTGAA CATT-3; NR基因
上游引物为 5-AGCCACGGGACTTTCACTGTTA-3;
下游引物为 5-AAGTCTCAAATGTCGCTCGCAA-3。
引物合成和测序均由英潍捷基(上海)贸易有限公司
完成。
在激素添加 6h 后分别提取各组样品的总 RNA,
反转录成 cDNA 用做荧光定量 PCR 的模板。反应体
系为 2×SYBR Premix Ex Taq 10μL, cDNA 2.0μL, 正
向和反向引物各 0.5μL, RNase-free H2O 7μL。PCR循
环参数为: 95C 2min; 95C 10s, 58C 15s, 72C 20s;
40 个循环。反应结束后进行 CT值分析, 采用 2−ΔΔCT
法确定各基因的相对表达量(Livak et al, 2001)。
1.2.8 数据处理 利用 Excel 2007 进行作图与数
据统计, 使用 SPSS13.0 单因素方差分析进行差异显
著性分析, P<0.05表示差异显著, P<0.01表示差异极
显著。
2 结果与分析
2.1 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜生长的影响
3 组植物激素处理对龙须菜生长的作用不同
1134 海 洋 与 湖 沼 46卷

(图 1)。从图 1A中可见, 不同浓度 SA添加后龙须菜
相对生长速率不同程度升高 , 但方差分析显示仅
100μmol/LSA组与对照组差异显著。100μmol/LSA处理
3天后藻的相对生长速率为 3.19%, 是对照组的 1.78倍
(P<0.05)。而 50、150和 200μmol/LSA组与对照组之间,
以及 4个不同 SA浓度处理组之间差异均不显著。
50和 100μmol/L MJ显著促进了龙须菜的生长(图
1B)。其中 50μmol/L MJ对藻生长的促进作用最大, 其
相对生长速率达到 2.65%, 为对照组的 1.65 倍 ;
100μmol/L MJ 组藻的相对生长速率为对照组的 1.36
倍, 而 25和 150μmol/LMJ组与对照组差异不显著。
水杨酸/茉莉酸甲酯组合使用后龙须菜生长状况
如图 1C所示。其中, SA/MJ浓度为 50/25mol/L时促
进了龙须菜的生长 , 其相对生长速率最高 (2.37%),
是对照组的 1.29倍(P<0.05)。而其它 3个 SA/MJ处理
组与对照组无显著差异。

图 1 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜相对生长速率的影响
Fig.1 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the relative growth rate of G. lemaneiformis (mean±SD)
图中的 a、b、c等字母表示差异显著。下同

2.2 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜脯氨酸含量的
影响
4组龙须菜中脯氨酸含量随时间增加基本呈现先
升后降再上升的趋势(图 2)。第 3天, 除MJ50组外, 其
它 3 组脯氨酸含量稍有下降。在第 5 天, MJ50 和
SA50/MJ25 组的脯氨酸含量达到最高, 两组分别比
对照组增加了 1.22 和 1.25 倍(P<0.05); 在第 6 天,
SA50/MJ25组的脯氨酸含量达到最高, 为 110.99μg/g,
比对照组增加了 1.85 倍(P<0.05)。总体来看, 不同时
间处理组中前 3 天 SA100 组中藻的脯氨酸含量最高,
而后 3天 SA50/MJ25组脯氨酸含量最高。

图 2 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜脯氨酸含量的影响
Fig.2 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the
proline content of G. lemaneiformis (mean±SD)

2.3 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜丙二醛含量的影响
添加激素的 3组龙须菜中 MDA含量均低于对照
组, 且 3个处理组与对照组MDA含量变化趋势类似,
大致呈现升—降—升的趋势(图 3)。SA100组的 MDA
含量从第 3 天到第 6 天与对照组无显著差异。MJ50
组的 MDA 含量在第 2 天到第 4 天显著低于对照组
(P<0.05), 在第 6 天达到最高值(0.064μmol/g), 与对
照组无显著差异。SA50/MJ25组中 MDA含量从第 2
天到第 5 天均低于对照组(P<0.05), 在第 5 天达到最
低值, 为对照组的 53.4%。可见, 3 个添加激素组对
MDA含量的影响以 SA50/MJ25组最大。

图 3 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜 MDA含量的影响
Fig.3 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the
MDA content of G. lemaneiformis (mean±SD)

2.4 水杨酸和茉莉酸甲酯对超氧化物歧化酶活性的
影响
龙须菜 SOD 活性随时间变化大致呈现先略上升
后又下降的趋势(图 4)。各组藻的 SOD活性在第 12h
最高, 但只有 SA100 组藻的 SOD 活性与其它 3 组差
异显著 (P<0.05), 而MJ50和 SA50/MJ25组与对照组
5期 王重彬等: 水杨酸和茉莉酸甲酯对高温龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)理化及基因表达的影响 1135

无显著差异。在第 24h, SA100、MJ50和 SA50/MJ25
组的 SOD活性分别为对照组的 119.95%、113.95%和
116.90%, 与对照组差异均显著。可见, SA100对 SOD
活性影响最大。

图 4 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜 SOD活性的影响
Fig.4 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the
SOD activity of G. lemaneiformis (mean±SD)

2.5 水杨酸和茉莉酸甲酯对碳酸酐酶活性的影响
对照组与 3个添加激素组龙须菜的 CA活性均随
时间增加而升高(如图 5)。在第 24h, 3个处理组略高
于对照组, 但与对照组间无显著差异。在第 48h, 各
组藻中 CA活性明显升高, 对照组、SA100、MJ50、
SA50/MJ25 组的 CA 活性分别是各自起始值的 2.78
倍、3.34倍、2.95倍和 3.12倍; 但在 48h, 仅 SA100
组藻的 CA 活性比对照组高 19.8%, 差异显著
(P<0.05), 其它两个激素处理组藻的 CA 活性与对照
组差异不显著。

图 5 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜 CA活性的影响
Fig.5 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on CA
activity of G. lemaneiformis (mean±SD)

2.6 水杨酸和茉莉酸甲酯对硝酸还原酶活性的影响
4 组龙须菜中 NR 活性均随培养时间延长而降低
(图 6), 这与该酶是诱导酶有关。在第 24h, 对照组、
SA100、MJ50 和 SA50/MJ25 组的 NR 活性分别降为
各自 0h酶活性的 61.16%、59.72%、56.44%和 59.04%;
但 4 组之间无显著差异。在第 48h, 各组藻的 NR 活
性继续下降, 但与 24h 相差不大; 并且仅 MJ50 组藻
的 NR活性高于对照组, 是对照组的 1.12倍(P<0.05),
其它两个激素处理组与对照差异不显著。

图 6 水杨酸和茉莉酸甲酯对龙须菜 NR活性的影响
Fig.6 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on NR
activity of G. lemaneiformis (mean±SD)

2.7 水杨酸和茉莉酸甲酯对 HSP70和MnSOD基因
表达的影响
3 种激素处理 6h 后龙须菜 HSP70 基因表达变
化如图 7A 所示。SA100、MJ50 和 SA50/MJ25 组藻
中 HSP70 基因表达量分别为对照组的 2.04 倍、0.81
倍和 1.54倍。该结果表明 SA100和 SA50/MJ25都能
够促进 HSP70 基因的表达, 其中 SA100 的促进作用
要大于 SA50/MJ25, 而MJ50组对 HSP70基因表达无
影响(P>0.05)。
3种激素处理 6h后龙须菜MnSOD基因表达变化
如图 7B 所示。SA100、MJ50、SA50/MJ25 处理组
MnSOD表达量分别为对照组的 4.65倍、0.47倍、1.11
倍。统计学分析表明 SA100 组与对照组差异极显著,
MJ50组与对照组之间差异显著, 而 SA50/MJ25组与
对照组之间差异不显著。因此, SA100极大地促进了
龙须菜 MnSOD 基因的表达 , MJ50 抑制了 MnSOD
基因的表达 , 而 SA50/MJ25对 MnSOD基因表达无
影响。
2.8 水杨酸和茉莉酸甲酯对 CA和 NR基因表达的
影响
3种激素处理 6h后龙须菜 CA基因表达变化如图
8A 所示。SA100、MJ50、SA50/MJ25 组中 CA 表达
量分别为对照组的 2.15 倍、0.50 倍、0.61 倍。方差
分析显示 3个处理组与对照组之间差异均显著。该结
果表明在高温胁迫下 SA100能够促进CA基因的表达,
而 MJ50与 SA50/MJ25抑制了 CA基因的表达。
3种激素处理 6h后龙须菜NR基因表达变化如图
8B 所示。SA100、MJ50、SA50/MJ25 组中 NR 表达
量分别为对照组的 1.58倍、0.46倍、0.43倍, 且 3个
1136 海 洋 与 湖 沼 46卷


图 7 水杨酸和茉莉酸甲酯对 HSP70和 MnSOD基因表达的影响
Fig.7 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the expression of HSP70 and MnSOD genes of G. lemaneiformis (mean±SD)

图 8 水杨酸和茉莉酸甲酯对 CA和 NR基因表达的影响
Fig.8 Effects of salicylic acid and methyl jasmonate on the expression of CA and NR genes of G. lemaneiformis (mean±SD)

处理组与对照组之间差异显著, 而 MJ50 组与 SA50/
MJ25 组之间无显著差异。该结果表明在高温胁迫下
SA100 能够促进 NR 基因的表达, 而 MJ50 与 SA50/
MJ25 则抑制了 NR 基因的表达。三个激素处理组对
该藻 NR基因表达的影响与其对 CA基因表达的影响
类似。
3 讨论
3.1 两种植物激素对植物生长的影响
水杨酸和茉莉酸类物质作为新型植物激素 , 在
调节植物生长发育和抗逆性中发挥了重要作用。如
SA 的施加可以正向调控盐度和硼引起的胡萝卜储藏
根干重和胡萝卜素含量的降低(Eraslan et al, 2007)。
激素对植物生长的作用具有浓度依赖性, 如 10–5mol/L
SA 对芥菜的作用要优于对照及 10–3和 10–4mol/L SA
(Fariduddin et al, 2003)。本实验中 100mol/L SA对
龙须菜生长的促进作用最大 , 与朱招波等 (2012)报
道的促进龙须菜中最大相对生长速率的 10g/mL 水
杨酸浓度较接近。本文结果表明 SA和 MJ单独及组
合使用都可以促进高温胁迫龙须菜的生长 , 三者的
最适作用浓度分别是 100μmol/L、 50μmol/L 和
50/25μmol/L, 在最适作用浓度下龙须菜的相对生长
速率比对照组分别提高了 0.78、0.65和 0.29倍。可
见 SA 和 MJ 可以促进龙须菜在高温培养条件中的
生长 , 并且作用强弱依次为 SA100>MJ50>SA50/
MJ25。
3.2 两种植物激素对植物渗透调节物质、抗氧化物
质及抗氧化酶的影响
脯氨酸是植物细胞内的一种渗透调节物质 , 在
植物抗热、抗干旱和抗高盐等逆境胁迫中发挥了重要
作用。SA 能够提高热驯化鹰嘴豆中脯氨酸含量, 增
强其抗热能力(Chakraborty et al, 2005)。据朱招波等
(2012)报道, 10.0g/mL SA处理第 3天, 龙须菜中的
脯氨酸含量比对照组增加 26%。而本研究结果表明 3
种激素处理均可以提高龙须菜的脯氨酸含量, 在第 5
和 6天脯氨酸含量最高, 其中MJ50和 SA50/MJ25组
的影响要大于 SA100组。
丙二醛是细胞膜被破坏后的代谢产物 , 其含量
高低可以反映植物细胞膜的损坏程度。杨华庚等
(2011)报道 SA、MJ和钙均可以降低高温胁迫下蝴蝶
兰幼苗的 MDA含量。朱招波等(2012)发现 10.0g/mL
SA 处理 MDA 含量比对照低 10%。但未见两种激素
联合作用对藻类 MDA含量影响的报道。本实验中各
组藻的 MDA 含量随时间增加呈现先升后降的趋势,
说明高温胁迫已对龙须菜细胞膜造成不利影响。3种
处理中以 SA50/MJ25 对 MDA 含量降低的作用最大,
而 SA100对 MDA含量无影响。
超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶 ,
可以清除生物体内过多的氧自由基。外源水杨酸和茉
莉酸甲酯能够提高植物 SOD酶活性(Wang et al, 2006;
杨华庚等, 2011)。本实验结果也表明在龙须菜高温胁
迫中, SA100可以增强 SOD活性。
5期 王重彬等: 水杨酸和茉莉酸甲酯对高温龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)理化及基因表达的影响 1137

3.3 植物激素对两种碳氮代谢酶的影响
CA为含锌离子的金属酶, 能够催化 CO2和 HCO3–相
互转化, 参与离子交换、生物合成、呼吸作用等多种
生物功能(Smith et al, 2000)。研究表明 CA活性受植
物激素的调节, 如油菜素甾醇、赤霉素、生长素、细
胞分裂素和脱落酸处理后, 芥菜中 CA 活性出现先升
后降的趋势(Hayat et al, 2001)。但是 10mol/L茉莉酸
甲酯对豌豆幼苗 CA活性的影响不显著(Lazova et al,
1999)。在本研究中, 仅 SA100 组在处理 48h 时藻的
CA活性升高。
NR 是植物硝酸盐代谢的关键酶, 可以催化 NO3–
还原为 NO2–的反应。SA 可以显著提高芥菜 NR 活性
(Fariduddin et al, 2003); SA处理可以提高干旱所引起
的番茄中 CA和 NR活性的降低(Hayat et al, 2008)。本
实验中仅MJ50组在处理 48h时有微弱的升高 NR活性
的作用, 而其它两组处理对 NR活性无影响。
3.4 植物激素对相关基因表达的影响
HSP70 家族作为一种分子伴侣, 与植物的正常
生理代谢或胁迫响应相关 , 是抗高温胁迫研究中的
一种重要指标。本实验中 SA100 和 SA50/MJ25 处理
6h 后 HSP70 表达量升高, 但 MJ50 对 HSP70 表达量
无影响。该结果与朱招波等(2012)用的 10μg/mL水杨
酸处理 24h时HSP70表达量下降的报道不同, 这可能
与高温处理时间不同等因素有关。
MnSOD是 SOD酶中含有锰的一种抗氧化酶, 该
酶在植物的抗氧化研究中报道较多。龙须菜中MnSOD
在 32C高温胁迫中表达量升高(Lu et al, 2012)。SA
能够促进浒苔中 MnSOD 基因的表达, 且在一定范围
内 SA 浓度与 MnSOD 表达量成正比 (范美华等 ,
2014)。本实验中 SA100 极大地促进了 MnSOD 基因
的表达, 而 MJ50抑制了 MnSOD基因的表达, SA50/
MJ25对 MnSOD基因表达无影响。
蛋白核小球藻中 CA活性和基因表达受盐度和无
机碳浓度等环境因子的影响(王玮蔚等, 2014), 但植
物激素对 CA 基因表达影响的报道很少。本实验中
SA100 处理能够促进 CA 基因表达, MJ50 和 SA50/
MJ25 则抑制 CA 基因表达。其中 SA100 对 CA 基因
表达的影响与其对 CA活性影响结果一致, 即 SA100
可以增强 CA蛋白与转录水平的表达。
NR 基因表达及其酶活性受硝酸盐、光照、谷
氨酰胺等多种非生物胁迫因子的诱导和调控 (Hoff
et al, 1994)。此外 , NLPs、LBD 和 HY5 等转录因子
在调控拟南芥 NR 基因表达中也发挥了重要作用
(Yanagisawa, 2014)。两种植物激素细胞分裂素和脱落
酸在调控 NR mRNA 水平中起到相互拮抗的作用
(Hoff et al, 1994)。本研究表明 SA100能够促进 NR
基因表达, MJ50与 SA50/MJ25则抑制 NR基因表达。
相比对 NR基因表达的影响, 3种激素处理对 NR活性
的影响不大。
4 结语
水杨酸和茉莉酸甲酯是具有明确抗逆作用的植
物激素。本文在低等藻类植物龙须菜中的研究再次证
明了两者均有促进高温胁迫龙须菜生长的作用。此外,
SA 和 MJ 单独或组合使用还可以增强渗透调节物质
脯氨酸含量, 降低膜损伤代谢物 MDA 含量, 以及增
强抗氧化酶 SOD 活性。而对于碳氮代谢酶, 不同激
素处理组对于 CA 活性的增强作用较强, 而对 NR 活
性影响不大。再结合 3个处理组对 4种基因表达的影
响 , 可以推断两种植物激素单独或组合使用均有提
高龙须菜抗高温的能力 , 其中 SA100 效果最显著 ,
MJ50效果较弱, 而 SA50和 MJ25组合使用效果介于
两者之间。
参 考 文 献
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EFFECTS OF SALICYLIC ACID AND METHYL JASMONATE ON PHYSICOCHEMICAL
PROPERTY AND GENE EXPRESSION OF GRACILARIOPSIS LEMANEIFORMIS
UNDER HEAT STRESS
WANG Chong-Bin1, 2, ZOU Tong-Lei1, 2, SUN Xue1, 2, WANG Fang-Jun1, 2, XU Nian-Jun1, 2
(1. School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. Key Laboratory of Marine Biotechnology of Zhejiang
Province, Ningbo 315211, China)
Abstract Salicylic acid (SA) and methyl jasmonate (MJ) are two new types of phytohormone which can resist effectively in
adverse environments. In this study, the effects of SA and MJ on growth, proline and MDA contents, activities of SOD, CA
and NR, and 4 relevant gene expressions in high-temperature-cultured Gracilariopsis lemaneiformis, were investigated.
Results showed that 100μmol/L SA (SA100), 50μmol/L MJ (MJ50), and 50μmol/L SA+25μmol/L MJ (SA50/MJ25)
experimental groups could promote notably the algal growth by 1.78, 1.65, and 1.29 times compared to the control,
respectively. Proline contents were enhanced in all the three treatments, highest in SA100 group, whereas SA50/MJ25 had
the strongest effect on reducing MDA content. In the SA100 group, enzymatic activities of SOD and CA were enhanced
significantly, while enzymatic activity of NR in MJ50 group was improved. After treated with SA100, expressions of
HSP70, MnSOD, CA and NR genes were improved by 2.04, 4.65, 2.15, and 1.58 times of the control. In addition,
expressions of MnSOD, CA and NR genes in MJ50 group decreased by 0.47, 0.50, and 0.46 time of the control. In
SA50/MJ25 group, expression of HSP70 gene was enhanced but those of CA and NR genes were depressed. Therefore, SA
and MJ could alleviate heat stress on G. lemaneiformis strongest in SA100 group and smallest in MJ50 group.
Key words Gracilariopsis lemaneiformis; salicylic acid; methyl jasmonate; heat stress; gene expression