[1]赵慧,王文虎,文彬,等.干旱胁迫下84K杨与小黑杨苗木生理特性及相关响应基因表达模式分析[J].江苏农业科学,2026,54(8):170-178.
　Zhao Hui,et al.Study on physiological characteristics and related response gene expression patterns of Populus alba×Populus glandulosa and Populus simonii×Populus nigra seedlings under drought stress[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2026,54(8):170-178.
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干旱胁迫下84K杨与小黑杨苗木生理特性及相关响应基因表达模式分析()

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第54卷
期数:
2026年第8期
页码:
170-178
栏目:
干旱胁迫作物影响
出版日期:
2026-04-20

文章信息/Info

Title:
Study on physiological characteristics and related response gene expression patterns of Populus alba×Populus glandulosa and Populus simonii×Populus nigra seedlings under drought stress
作者:
赵慧1; 王文虎1; 文彬1; 马启航1; 何辉3; 党玉丽2
1.河南农业大学林学院，河南郑州 450046； 2.河南农业大学理学院，河南郑州 450003； 3.信阳农林学院林学院，河南信阳 464000
Author(s):
Zhao Hui; et al
关键词:
干旱胁迫; 84K杨; 小黑杨; 生理特性; 响应基因
Keywords:
-
分类号:
S792.110.1
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
为探究不同程度干旱胁迫下84K杨与小黑杨幼苗的适应性，以不同浓度PEG-6000处理2种杨树幼苗，测定其生长与生理指标以及相关响应基因表达情况。结果表明，轻度、中度干旱胁迫下小黑杨幼苗株高增长率更大，而重度干旱下情况相反。相同程度干旱胁迫下，2种杨树幼苗的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均持续下降，且小黑杨降幅更大；2种杨树幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均先升后降，且84K杨峰值更高；2种杨树幼苗的丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量持续上升，且胁迫20 d后小黑杨MDA、Pro含量更高。84K杨幼苗的耐旱隶属函数值(0.477)略高于小黑杨(0.445)。2种杨树幼苗PIP1-2、MYB4、ERF15、DREB1基因表达变化模式基本一致，但部分基因在小黑杨中的干旱应答速度滞后于84K杨。综上，相同程度干旱胁迫条件下，2种杨树幼苗干旱响应机制基本一致，但84K杨幼苗的光合作用能力、抗氧化酶调节能力强于小黑杨，说明前者对干旱的适应阈值更广，更适合在我国西北等干旱半干旱地区栽植。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］Sato H，Mizoi J，Shinozaki K，et al. Complex plant responses to drought and heat stress under climate change［J］. The Plant Journal，2024，117(6)：1873-1892.
［2］Choat B，Jansen S，Brodribb T J，et al. Global convergence in the vulnerability of forests to drought［J］. Nature，2012,491:752-755.
［3］温琦，赵文博，张幽静，等. 植物干旱胁迫响应的研究进展［J］. 江苏农业科学，2020，48(12)：11-15.
［4］徐文清，李少楠，宋思言，等. 干旱胁迫对葡萄生理特性和叶片胁迫相关基因表达的影响［J］. 南京农业大学学报，2024，47(6)：1049-1057.
［5］Kim J S，Kidokoro S，Yamaguchi-Shinozaki K，et al. Regulatory networks in plant responses to drought and cold stress［J］. Plant Physiology，2024，195(1)：170-189.
［6］Nardini A，Salleo S. Water stress-induced modifications of leaf hydraulic architecture in sunflower：co-ordination with gas exchange［J］. Journal of Experimental Botany，2005，56(422)：3093-3101.
［7］Chaves M M，Flexas J，Pinheiro C. Photosynthesis under drought and salt stress：regulation mechanisms from whole plant to cell［J］. Annals of Botany，2009，103(4)：551-560.
［8］Dalal V K. Modulation of photosynthesis and other proteins during water-stress［J］. Molecular Biology Reports，2021，48(4)：3681-3693.
［9］Kar R K. Plant responses to water stress：role of reactive oxygen species［J］. Plant Signaling & Behavior，2011，6(11)：1741-1745.
［10］Laxa M，Liebthal M，Telman W，et al. The role of the plant antioxidant system in drought tolerance［J］. Antioxidants，2019，8(4)：94.
［11］Ghosh U K，Islam M N，Siddiqui M N，et al. Proline，a multifaceted signalling molecule in plant responses to abiotic stress：understanding the physiological mechanisms［J］. Plant Biology，2022，24(2)：227-239.
［12］Seleiman M F，Al-Suhaibani N，Ali N，et al. Drought stress impacts on plants and different approaches to alleviate its adverse effects［J］. Plants，2021，10(2)：259.
［13］段俊枝，燕照玲，齐红志，等. 植物调节基因在大豆抗旱基因工程中的应用新进展［J］. 大豆科学，2025，44(3)：135-146.
［14］金思雨，彭祚登. 刺槐和油松干旱胁迫响应研究进展［J］. 西北林学院学报，2022，37(4)：79-91.
［15］Xiu Y，Iqbal A，Zhu C，et al. Improvement and transcriptome analysis of root architecture by overexpression of Fraxinus pennsylvanica DREB2A transcription factor in Robinia pseudoacacia L.‘Idaho’［J］. Plant Biotechnology Journal，2016，14(6)：1456-1469.
［16］Thirumalaikumar V P，Devkar V，Mehterov N，et al. NAC transcription factor JUNGBRUNNEN1 enhances drought tolerance in tomato［J］. Plant Biotechnology Journal，2018，16(2)：354-366.
［17］孙甜甜，任强，陈文义，等. 杨树水通道蛋白基因PagPIP1；3耐干旱胁迫功能分析［J］. 西北林学院学报，2023，38(4)：11-17，89.
［18］Kong L F，Song Q，Wei H B，et al. The AP2/ERF transcription factor PtoERF15 confers drought tolerance via JA-mediated signaling in Populus［J］. New Phytologist，2023，240(5)：1848-1867.
［19］Wang X P，Niu Y L，Zheng Y. Multiple functions of MYB transcription factors in abiotic stress responses［J］. International Journal of Molecular Sciences，2021，22(11)：6125.
［20］樊军锋，李玲，韩一凡，等. 84K杨叶片外植体再生系统的建立［J］. 西北林学院学报，2002，17(2)：33-36.
［21］王丽娜，王玉成，杨传平. 84K杨愈伤组织再生体系和直接分化再生体系遗传转化的比较性研究［J］. 植物研究，2017，37(4)：542-548.
［22］杨传平，刘桂丰，梁宏伟，等. 耐盐基因Bet-A转化小黑杨的研究［J］. 林业科学，2001，37(6)：34-38.
［23］曾燕霞，陈志龙，尚继红，等. 太空诱变对PEG-6000模拟干旱胁迫下紫花苜蓿材料苗期生长的影响［J］. 草业学报，2025，34(6)：59-69.
［24］Zhao H，Zhao X Y，Li M Y，et al. Ectopic expression of Limonium bicolor(Bag.) Kuntze DREB (LbDREB) results in enhanced salt stress tolerance of transgenic Populus ussuriensis Kom［J］. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2018，132(1)：123-136.
［25］Zhao H，Wang S，Chen S，et al. Phylogenetic and stress-responsive expression analysis of 20 WRKY genes in Populus simonii×Populus nigra［J］. Gene，2015，565(1)：130-139.
［26］Livak K J，Schmittgen T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method［J］. methods，2001，25(4)：402-408.
［27］Bakala H S，Devi J，Singh G，et al. Drought and heat stress：insights into tolerance mechanisms and breeding strategies for pigeonpea improvement［J］. Planta，2024，259(5)：123.
［28］常丹，黄焱辉，田敏，等. 外源独脚金内酯对干旱胁迫下两种报春苣苔属植物生长及生理特性的影响［J］. 应用生态学报，2025，36(3)：802-810.
［29］王彪，陈立欣，吴应明，等. 干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响［J］. 北京林业大学学报，2024，46(4)：127-140.
［30］Nazari M，Kordrostami M，Ghasemi-Soloklui A A，et al. Enhancing photosynthesis and plant productivity through genetic modification［J］. Cells，2024，13(16)：1319.
［31］Lawson T，Milliken A L. Photosynthesis-beyond the leaf［J］. New Phytologist，2023，238(1)：55-61.
［32］付士磊，周永斌，何兴元，等. 干旱胁迫对杨树光合生理指标的影响［J］. 应用生态学报，2006，17(11)：2016-2019.
［33］朱倩，倪雪峰，朱伟，等. 有机肥配施模式下干旱胁迫对小麦光合特性、干物质积累及产量的影响［J］. 江苏农业科学，2025，53(7)：122-128.
［34］Anjum N A，Sofo A，Scopa A，et al. Lipids and proteins：major targets of oxidative modifications in abiotic stressed plants［J］. Environmental Science and Pollution Research，2015，22(6)：4099-4121.
［35］Gill S S，Tuteja N. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2010，48(12)：909-930.
［36］李钦淼，马乐，季喜梅，等. 小叶杨NAC基因家族的鉴定及干旱胁迫下表达分析［J］. 江苏农业科学，2025，53(24)：73-84.
［37］Yang L J，Chen Y，Xu L，et al. The OsFTIP6-OsHB22-OsMYBR57 module regulates drought response in rice［J］. Molecular Plant，2022，15(7)：1227-1242.
［38］Wang D，Zeng Y Y，Yang X X，et al. Characterization of DREB family genes in Lotus japonicus and LjDREB2B overexpression increased drought tolerance in transgenic Arabidopsis［J］. BMC Plant Biology，2024，24(1)：497.

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[4]余莉琳,裴宗平,常晓华,等.干旱胁迫及复水对4种矿区生态修复草本植物生理特性的影响[J].江苏农业科学,2013,41(07):362.
　Yu Lilin,et al.Effects of drought stress and rewatering on physiological characteristics of several herbaceous plants with ecological restoration function[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(8):362.
[5]岳莉然,孙妙婷.紫叶酢浆草光合特性及耐旱性研究[J].江苏农业科学,2013,41(08):169.
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[6]李鹏,刘济明,颜强,等.干旱胁迫对小蓬竹繁殖和某些生理特性的影响[J].江苏农业科学,2014,42(08):181.
　Li Peng,et al.Effects of drought stress on reproduction and some physiological characteristics of Drepanostachyum luodianense[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(8):181.
[7]程小毛,罗翠芹.不同土壤水分处理对香樟幼苗生理特性的影响[J].江苏农业科学,2013,41(09):171.
　Cheng Xiaomao,et al.Effects of different soil water treatments on physiological characteristics of Cinnamomum camphora seedlings[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(8):171.
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-07-03
基金项目：国家自然科学基金(编号：32101547)；河南省科技攻关项目(编号：252102110327)。
作者简介：赵慧(1990—)，女，河南平舆人，博士，讲师，硕士生导师，主要从事林木抗逆育种研究。E-mail：zhao_hui_zh@163.com。
通信作者：党玉丽，硕士，高级实验师，主要从事植物生理学研究。E-mail：dangyuli2020@163.com。
更新日期/Last Update: 2026-04-20