全 文 ：书北京农学院学报　２０１６，３１ （１）：
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
ｈｔｔｐ：／／ｂｎｘｂ．ｃｂｐｔ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ
ｄｏｉ：１０．１３４７３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－３１８６．２０１５．０２１２
　　收稿日期：２０１５－１０－２１
　　基金项目：北京自然基金面上项目 （５１３２００４）
　　第一作者：郭强，男，研究方向：植物分子生物学
　　通信作者：王晓琴，女，教授，研究方向：植物逆境生物学，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｑ＠ｂｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＡＢＡ在小立碗藓极端干旱胁迫中的作用机制
郭　强，王晓琴＊
（北京农学院生物科学与工程学院，北京１０２２０６）
摘　要： 【目的】以模式植物小立碗藓为材料，研究脱落酸 （ＡＢＡ）在小立碗藓极端干旱胁迫中的作用机制。
【方法】将培养６ｄ的小立碗藓用５０μｍｏｌ／Ｌ　ＡＢＡ预处理１ｄ后 （ＷＡ），再脱水处理１ｄ （ＷＡＤ），然后复水３０
ｍｉｎ （ＷＡＲ）。另外一组材料是将培养７ｄ的小立碗藓 （ＷＴ，未经ＡＢＡ处理）直接脱水处理１ｄ （ＷＤ），然后复
水３０ｍｉｎ （ＷＲ）。测定６个样品 （ＷＴ，ＷＡ，ＷＡＤ，ＷＡＲ，ＷＤ，ＷＲ）叶绿素荧光光化学淬灭系数 （ｑＰ，
ｑＬ）、非光化学淬灭系数 （ｑＮ）和光合系统Ⅱ的实际光合效率Ｙ （Ⅱ），分析光合作用相关基因的表达。【结果】
经ＡＢＡ预处理的样品脱水－复水后 （ＷＡＲ）其ｑＰ、ｑＬ、ｑＮ、Ｙ （Ⅱ）值可以恢复，而未经 ＡＢＡ预处理的样品
脱水－复水后 （ＷＲ）其ｑＰ、ｑＬ、Ｙ （Ⅱ）值均为零。进一步分析光合作用相关基因的表达，结果表明，经 ＡＢＡ
预处理的样品脱水－复水后 （ＷＡＲ）的光合作用相关基因ｐｓｂＨ、ｐｓｂＮ 和ｐｅｔＮ相对于其脱水时的表达量上调，
ｐｅｔＢ和ｐｅｔＤ下降幅度较小；而未经ＡＢＡ预处理的样品脱水－复水后 （ＷＲ）的光合作用相关基因ｐｓｂＨ、ｐｓｂＮ、
ｐｅｔＮ、ｐｅｔＢ和ｐｅｔＤ相对于其脱水时的表达量均下调，而且ｐｓｂＨ、ｐｅｔＮ、ｐｅｔＢ和ｐｅｔＤ四个基因下降幅度较大。
【结论】在复水过程中，ＡＢＡ可以促进小立碗藓光合作用的恢复，从而提高小立碗藓的抗旱能力。
关键词：小立碗藓；干燥处理；脱落酸 （ＡＢＡ）；光合作用
中图分类号：Ｓ６６８．４　文章编号：１００２－３１８６（２０１６）０１－００００－０４　文献标志码：Ａ　网络出版时间：２０１５－１２－１６　１０：１１
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２１５６．Ｓ．２０１５１２１６．１０１１．０１２．ｈｔｍｌ
Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ＡＢＡ　ｏｎ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ　ｐａｔｅｎｓ
ＧＵＯ　Ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏｑｉｎ＊
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ　ｐａｔｅｎｓ　ｉｓ　ａｎ　ｉｄｅａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｐｌａｎｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｗｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｅｘｏｇｅ－
ｎｏｕｓ　ＡＢＡ　ｄｕｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｓｉｘ－ｄａｙ－ｏｌｄ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ　ｐｒｏｔｏｎｅｍａｔａ　ｗｅｒｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｒ　ｗｉｔｈｏｕｔ　５０μｍｏｌ／Ｌ
ＡＢＡ　ｆｏｒ　１ｄａｙ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｄｅｓｉｃｃａｔｅｄ　ｆｏｒ　１ｄａｙ　ａｎｄ　ｒｅｈｙｄｒａｔｅｄ　ｆｏｒ　３０ｍｉｎ．Ｗｅ　ｕｓｅ　ＷＴ　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　７－ｄａｙ－ｏｌｄ　ｕｎ－
ｔｒｅａｔｅｄ　ｐｒｏｔｏｎｅｍａｔａ；ＷＡ　ｓｔａｎｄｓ　ｆｏｒ　ＷＴ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ＡＢＡ，ＷＡＤ　ｆｏｒ　ＷＡ　ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　１ｄａｙ，ＷＡＲ　ｆｏｒ　ＷＡＤ　ｒｅｈｙｄｒａ－
ｔｉｏｎ　３０ｍｉｎ；ＷＤ　ｓｔａｎｄｓ　ｆｏｒ　ＷＴ　ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　１ｄａｙ，ＷＲ　ｆｏｒ　ＷＤ　ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　３０ｍｉｎ．Ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
（ｑＰ，ｑＬ），ｔｈｅ　ｎｏｎ－ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ｑＮ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ＰＳＩＩ（ＹＩＩ）ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ．
Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍＲＮＡ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｓｂＨ，ｐｓｂＮ，ｐｅｔＮ，ｐｅｔＢ，ｐｅｔＤ，ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｑｕａｎｔｉ－
ｔａｔｉｖｅ　ＰＣＲ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｄｕｒｉｎｇ　ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｑＰ，ｑＬ，ｑＮ　ａｎｄ　Ｙ（Ⅱ）ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｐａｒｔｉａｌｙ　ｒｅｓｔｏｒｅｄ　ｉｎ　ＷＡＲ　ｐｌａｎｔｓ　ｂｕｔ　ｎｏｔ　ｉｎ　ＷＲ
ｐｌａｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｐｓｂＨ，ｐｓｂＮ，ｐｅｔＮ　ｇｅｎｅｓ　ｗｅｒｅ　ｕｐ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ａｎｄ　ｐｅｔＢ，ｐｅｔＤ　ｇｅｎｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｗｈｅｎ　ＷＡＲ　ｗａｓ
ｃｏｍｐａｒｅｄ　ＷＡＤ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｐｓｂＨ，ｐｓｂＮ，ｐｅｔＮ，ｐｅｔＢ，ｐｅｔＤ　ｗｅｒｅ　ｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｗｈｅｎ　ＷＲ　ｗａｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ＷＤ．【Ｃｏｎｃｌｕ－
ｓｉｏｎｓ】Ｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ　ＡＢＡ　ｃｏｕｌｄ　ｈｅｌｐ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ　ｅｎｄｕｒｅ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ　ｂｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ　ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ　ｐａｔｅｎｓ；ｄｅｓｓｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ；ＡＢＡ；ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
　　脱落酸（ＡＢＡ）是一种植物激素，在植物的生长
发育过程中具有重要的作用，ＡＢＡ可以促进植物种
子的休眠、促进叶片和果实的衰老和脱落、抑制植物
生长、抑制植物种子的萌发等。同时，ＡＢＡ调控植
２　 北　京　农　学　院　学　报 第３１卷
物对外界胁迫的适应［１］。通过对拟南芥，烟草等植
物ＡＢＡ缺失突变体的研究表明，在干旱和高盐等
条件下，ＡＢＡ缺失突变体非常敏感，与野生型植物
相比，其更容易枯萎甚至死亡；而在干旱胁迫下，拟
南芥ＡＢＡ超敏感突变体的耐受能力增强，因此，
ＡＢＡ可以提高植物的抗逆能力［２］。
植物的光合作用对干旱胁迫非常敏感。轻度干
旱胁迫引起气孔关闭，限制了ＣＯ２进入叶片，从而导
致高等植物光合作用速率下降。重度干旱导致植物
参与光合作用的细胞结构损坏，植物光合作用能力
降低［３，４］。植物在进化的历程中，经历水生到陆生
的过渡，植物能够在陆地上成功生存，必定要适应水
分不足的环境条件。大多数植物通过改变结构来适
应水分缺乏，如改变根系结构、产生维管组织、气孔、
角质层和木质素来限制水分流失等。然而，苔藓植
物缺乏这些结构和组织，只能以细胞水平代谢来适
应干旱胁迫。苔藓植物是最古老的陆地植物，当它
们的祖先从水里悄然上岸后，所要面临的是严重缺
水的环境，因此它们慢慢进化出适应缺水环境的生
存机制。在长时间极端干旱胁迫下，植物脱水程度
高，小立碗藓在严重脱水后复水无法存活，而经过
ＡＢＡ预处理后在严重脱水后复水却可以存活。
本研究通过对小立碗藓光系统Ⅱ活性监测，及
对光合作用相关基因进行定量分析，初步了解ＡＢＡ
在小立碗藓极端抗旱胁迫中的作用机制。
１　材料与方法
１．１　植物材料及处理
小立碗藓原丝体培养于铺有玻璃纸的ＢＣＤＡ
培养基上，无菌培养于２５℃光照培养箱中，光强５５
μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ，连续光照。小立碗藓在正常ＢＣＤＡ培
养基上培养６ｄ后，取部分材料转到含５０μｍｏｌ／Ｌ
ＡＢＡ的ＢＣＤＡ培养基中，之后将材料放回培养箱
中继续培养１ｄ。将部分未经 ＡＢＡ预处理和经过
ＡＢＡ预处理后的材料脱水处理１ｄ（脱水达９０％）。
部分脱水后的材料进行复水处理３０ｍｉｎ。将一部
分新鲜样品直接测定光系统Ⅱ活性，一部分液氮速
冻保存于－８０℃冰箱待用。
１．２　光系统Ⅱ活性相关参数的测定
采用Ｉｍａｇｉｎｇ－Ｐａｍ进行荧光成像。暗处理３０
ｍｉｎ后，采用Ｉｍａｇｉｎｇ－Ｐａｍ远红光进行激发，测定小
立碗藓光合系统Ⅱ活性相关参数，测定方法参考
Ｄｉｎｇ等［５］。
１．３　实时荧光ＰＣＲ（Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＰＣＲ，
ＲＱ－ＰＣＲ）
１．３．１　总 ＲＮＡ的提取　称取约１００ｍｇ材料于
１．５ｍＬ　ＥＰ管中，加液氮研磨成粉末，立刻加入１
ｍＬ　ＴＲＩｚｏｌ充分混匀，然后冰浴１０ｍｉｎ，加入０．２
ｍＬ氯仿，混匀后再冰浴５ｍｉｎ，于４℃，１２　０００ｒ／
ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ，转移上清液到新的ＥＰ管中，然后
加入等体积的异丙醇，充分振荡混匀，冰浴５ｍｉｎ，
再次于４℃，１２　０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，吸弃上清
液，用冷的７５％的乙醇清洗沉淀２次，冻干，加入３０
μＬ　ＲＮａｓｅ－ｆｒｅｅ的水溶解并检测ＲＮＡ浓度，－３０℃
保存待用。
１．３．２　总ＤＮＡ的除去　配制１０μＬ反转录体系，
取１．５ｍＬ的无酶离心管依次加入２μＬ的５×ｇ
ＤＮＡ　Ｅｒａｓｅｒ　Ｂｕｆｆｅｒ、１μＬ　ｇＤＮＡ　Ｅｒａｓｅｒ、１μＬ　Ｔｏ－
ｔａｌ　ＲＮＡ、最后用ＲＮａｓｅ－ｆｒｅｅ　Ｗａｔｅｒ定容到１０μＬ，
４２℃反应２ｍｉｎ，４℃存放。
１．３．３　ＲＮＡ反转录为第１条ｃＤＮＡ　配制２０μＬ
反转录体系，取１．５ｍＬ的无酶离心管依次加入１０
μＬ的ｍＲＮＡ、４μＬ的５×ｐｒｉｍｅ　Ｓｃｒｉｐｔ　ＢｕｆｆｅｒⅡ、１
μＬ的Ｐｒｉｍｅ　ｓｃｒｉｐｔ　ＲＴ　ｅｎｚｙｍｅ　ＭｉｘⅠ、１μＬ　ＲＴ
ｐｒｉｍｅｒ　Ｍｉｘ，最后用 ＲＮａｓｅ－ｆｒｅｅ　Ｗａｔｅｒ定容到２０
μＬ。３７℃反应１５ｍｉｎ，８７℃酶失活５ｓ，４℃存放。
选取小立碗藓Ａｃｔｉｎ基因作内参。
１．３．４　ＲＱ－ＰＣＲ反应体系及反应条件　配制１０
μＬ的 ＲＱ－ＰＣＲ反应体系，将１μＬ的ｃＤＮＡ、０．５
μＬ的Ｐｒｉｍｅｒ－Ｆ、０．５μＬ的Ｐｒｉｍｅｒ－Ｒ和５μＬ的２×
ＳＹＢＲ　ｐｒｅｍｉｘ　ＥＸ　ＴａｑⅡ 荧光染料依次加入１．５
ｍＬ的无酶离心管中，最后再加入３μＬ的 ＭｉｌｉＱ
Ｈ２Ｏ定容到１０μＬ。将反应体系于９５℃下预变性
５ｍｉｎ，然后再设置９５℃下变性３０ｓ，６１℃退火３０
ｓ，７２℃延伸２０ｓ，变性、退火、延伸三个过程循环４２
次，最后７２℃延伸１０ｍｉｎ。
１．３．５　结果计算　目标基因ＲＱ－ＰＣＲ重复３次，
其相对表达水平使用比较周期阈值方法计算［６］。
２　结果分析
２．１　植物材料
用 ＷＴ表示正常生长７ｄ的原丝体样品，ＷＡ
表示生长６ｄ的原丝体用５０μｍｏｌ／Ｌ　ＡＢＡ预处理１
ｄ的样品，ＷＡＤ表示 ＷＡ样品脱水处理１ｄ的样
品，ＷＡＲ表示 ＷＡＤ样品复水３０ｍｉｎ的样品，ＷＤ
表示正常生长７ｄ的原丝体脱水处理１ｄ的样品，
ＷＲ表示 ＷＤ样品复水３０ｍｉｎ的样品 （图１）。复
水３０ｍｉｎ后，ＷＡＲ样品和 ＷＲ样品从表型上看没
有明显的差别，但是随着复水时间的延长，ＷＲ样
品逐渐死亡，而 ＷＡＲ样品可以长期存活。
２０１６年第１期 郭强 等：ＡＢＡ在小立碗藓极端干旱胁迫中的作用机制 ３　
图１　小立碗藓材料处理及标注
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｔｉｓｓｕｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｌａｂｅｌ　ｏｆ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ
２．２　光系统Ⅱ活性相关参数测定
叶绿素荧光与光合作用中的各个反应过程紧密
相关，是探讨光系统活性的途径之一，其中叶绿素
荧光光化学淬灭系数（ｑＰ，ｑＬ）和非光化学淬灭系数
（ｑＮ）是其主要的指标［７］。
非光化学淬灭是光系统Ⅱ天线色素吸收的光能
不能用于光合电子传递，而通过非辐射性热耗散转
化光能为热能的途径。从图２可看出，直接干旱处
理的小立碗藓在复水３０ｍｉｎ后ｑＮ值有较明显的
上升，而经过ＡＢＡ预处理的小立碗藓脱水－复水３０
ｍｉｎ　ｑＮ值有明显的下降。
图２　不同处理样品ｑＮ测定比较
Ｆｉｇ．２　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｎ－ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｎ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ
　　而ｑＰ和ｑＬ均为光化学淬灭系数，光化学淬灭
指的是光系统Ⅱ中的天线色素吸收光能并将其用于光
化学电子传递的份额，光化学淬灭系数越大，光系统Ⅱ
反应中心的开放程度就越大。直接进行极端干旱处
理的小立碗藓复水３０ｍｉｎ，光化学淬灭测定值为零，
而经过ＡＢＡ预处理后的小立碗藓脱水－复水３０ｍｉｎ，
光化学淬灭系数可以部分恢复（图３和图４）。
图３　不同处理样品ｑＰ测定比较
Ｆｉｇ．３　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ｑＰ）ｉｎ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ
图４　不同处理样品ｑＬ测定比较
Ｆｉｇ．４　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ｑＬ）ｉｎ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ
２．３　光合速率测定
直接进行干旱处理的小立碗藓复水３０ｍｉｎ后，
净光合速率值即Ｙ（Ⅱ）值为零，表明其不能进行光
合作用；而经ＡＢＡ预处理后的小立碗藓脱水－复水
３０ｍｉｎ，净光合速率值可以恢复到对照的１９．６４％，
表明其在极端干旱处理后复水仍可进行光合作用
（图５）。
图５　不同处理样品Ｙ（ＩＩ）测定比较
Ｆｉｇ．５　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ＰＳＩＩ　ｉｎ　Ｐ．ｐａｔｅｎｓ
２．４　光合作用相关基因表达变化
如图６所示，经ＡＢＡ预处理和未经ＡＢＡ预处
理的小立碗藓脱水－复水后光合作用相关的基因表
达量变化。Ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ　ＩＩ　ＰｓｂＨ　ｐｒｏｔｅｉｎ（ＰｓｂＨ，
正向引物５′－ＡＡＴＴＣＡＧＡＡＴＡＴＧＧＴＡＡＡＧＴＴ－
ＧＣＴＣ，反向引物５′－ＧＡＡＣＴＣＣＡＴＣＴＡＡＴＡＡＴ－
ＡＣＧＧＡＡＧＡ），ＰｓｂＮ　ｐｒｏｔｅｉｎ（ＰｓｂＮ，正向引物５′－
ＡＡＡＣＴＧＣＡＡＣＡＴＴＡＧＴＣＧＣＴＡＴＡＴ，反向引物
５′－ＣＴＡＡＧＴＴＣＴＴＴＡＧＡＧＧＧＴＴＧＣＣＣ），Ｃｙｔｏ－
ｃｈｒｏｍｅ　ｂ６－ｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｕｂｕｎｉｔ　８（ＰｅｔＮ，正向引物５′－
ＴＡＴＡＧＴＴＡＡＴＡＴＴＧＣＴＴＧＧＧＧＴＧＣＴ，反向引
４　 北　京　农　学　院　学　报 第３１卷
物 ５′－ ＣＧＣＴＴＣＴＴＣＣＣＣＡＡＡＣＧＡＣ），Ｃｙｔｏ－
ｃｈｒｏｍｅ　ｂ６（ＰｅｔＢ，正向引物 ５′－ＴＣＡＴＡＧＡＴＧ－
ＧＴＣＣＧＣＧＡＧＧ，反向引物５′－ＴＧＣＴＡＡＡＡＴＡ－
ＡＣＡＣＣＡＧＴＡＡＣＣＣＡ），Ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　ｂ６－ｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ
ｓｕｂｕｎｉｔ　４（ＰｅｔＤ，正向引物５′－ＴＴＣＣＧＴＣＧＴＣ－
ＣＡＧＴＡＧＣＡＡＣ，反向引物５′－ＧＣＴＧＣＴＣＣＡＡＴ－
ＡＣＣＴＡＡＣＣＡＡＡＴ）均为光合作用相关基因。在
未经 ＡＢＡ处理的材料中，这些基因复水后其表达
量均较干旱处理时有不同程度降低；经过 ＡＢＡ预
处理的材料，ｐｓｂＨ，ｐｓｂＮ在复水后其表达量较干旱
处理时有较明显的提高，ｐｅｔＮ的表达量升高趋势不
明显，ｐｅｔＢ和ｐｅｔＤ的表达量有所下降，但减少量较
小。
图６　各基因在不同处理材料中复水与脱水后表达量比较
Ｆｉｇ．６　ｍＲＮＡ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　ｐｓｂＨ，ｐｓｂＮ，ｐｅｔＮ，
ｐｅｔＢ，ｐｅｔＤ　ｄｕｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ
３　讨　论
植物光合作用在脱水和复水过程中非常敏感，
在脱水过程中，复苏植物的光合作用关闭，然而，当
其复水时，光合作用随之恢复［８，９］。同时，光合作用
相关基因的表达也随之发生变化［１０］。本研究分析
了小立碗藓不同样品的非光化学淬灭系数（ｑＮ）、光
化学淬灭系数（ｑＰ，ｑＬ）和净光合速率值即 Ｙ（Ⅱ），
以及与光合作用相关的几个基因表达量的变化。未
经ＡＢＡ预处理的小立碗藓脱水－复水后，其ｑＮ较
大，表明在极端干旱条件下，其光能以电子传递的能
量较少，以热形式散失较多；经过ＡＢＡ预处理的小
立碗藓脱水－复水后，其ｑＮ值较小，表明其光能以
电子传递的能量较多，以热形式散失较少。未经过
ＡＢＡ预处理的小立碗藓脱水－复水后，其ｑＰ和ｑＬ
均为零；而经过ＡＢＡ预处理的小立碗藓脱水－复水
后ｑＰ和ｑＬ值相对较大，表明其光能以电子传递的
能量较多，光系统Ⅱ的电子传递活性较大。分析净
光合速率值即 Ｙ（Ⅱ）显示，未经 ＡＢＡ预处理的小
立碗藓脱水－复水３０ｍｉｎ后，Ｙ（Ⅱ）为零，光合作用
未能恢复；而经过ＡＢＡ预处理的小立碗藓脱水－复
水后，Ｙ（Ⅱ）值相对较大，可以部分恢复光合作用。
研究表明，未经 ＡＢＡ预处理的小立碗藓经过极端
干旱处理后，其光合作用难以恢复；而经过ＡＢＡ预
处理后的小立碗藓经过极端干旱处理后，复水３０
ｍｉｎ后光合作用可以部分修复。经过ＡＢＡ预处理
的小立碗藓，复水过程中ｐｓｂＨ 和ｐｓｂＮ基因的表
达量均明显高于其脱水处理时的表达量，ｐｅｔＮ的
表达量有较小上升，而ｐｅｔＢ和ｐｅｔＤ的表达量有所
下降，但下降程度很低；而未经ＡＢＡ预处理的材料
在脱水－复水后，这５个基因的表达量均下降，且４
个基因的下降幅度较大，这些基因表达的下降可能
与光合作用难以恢复相关。由此可见，在脱水－复水
过程中，外源 ＡＢＡ可以调控小立碗藓恢复其光合
作用，从而使小立碗藓适应极端环境。
参考文献：
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ａｎｄ　Ｌｕ　Ｃ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏ－
ｓｙｓｔｅｍ　ＩＩ　ｉｎ　ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｃｈｌｏｒｏ－
ｐｌａｓｔ　ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ　ｒｅｄｕｃｔａｓｅ　ｕｎｄｅｒ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｉｍ
Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ａｃｔａ，２０１２，１８１７：１９７９－１９９１
［６］　Ｌｉｖａｋ，Ｋ　Ｊ，Ｓｃｈｍｉｔｔｇｅｎ，Ｔ　Ｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｎｅ　ｅｘ－
ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｄａｔａ　ｕｓｉｎｇ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＰＣＲ　ａｎｄ　ｔｈｅ　２（Ｔ）（－
Ｄｅｌｔａ　Ｄｅｌｔａ　Ｃ）ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｍｅｔｈｏｄｓ，２００１，２５：４０２－４０８
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ｅｒｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｒｅｓｕｒｒｅｃｔｉｏｎ　Ｐｌａｎｔ，Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｌｅｐｉｄｏｐｈｙｌｌａ［Ｊ］．
Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，１９８２，６９（１）：１３５－１３８
［９］　Ｅｉｃｋｍｅｉｅｒ　ＷＧ．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｒｒｅｃｔｉｏｎ
ｐｌａｎｔ　Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｌｅｐｉｄｏｐｈｙｌｌａ （Ｈｏｏｋ．ａｎｄ　Ｇｒｅｖ．）Ｓｐｒｉｎｇ：
ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｒｉｏｒ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ
ｄａｍａｇｅ［Ｊ］．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，１９８３，５８（１）：１１５－１２０
［１０］　Ｏｌｉｖｅｒ　ＭＪ，Ｄｏｗｄ　ＳＥ，Ｚａｒａｇｏｚａ　Ｊ，Ｍａｕｇｅｔ　ＳＡ，Ｐａｙｔｏｎ　ＰＲ．
Ｔｈｅ　ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ－ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｂｒｙ－
ｏｐｈｙｔｅ　Ｔｏｒｔｕｌａ　ｒｕｒａｌｉｓ：ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ
［Ｊ］．ＢＭＣ　Ｇｅｎｏｍｉｃｓ，２００４（５）：８９