外源H₂O₂结合蛭石引发对低温下无籽西瓜种子生理及转录组的影响

摘要

为提高西瓜种子低温下的萌发能力，以黑马王子无籽西瓜种子为材料，通过1%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%的H₂O₂溶液浸种2 h后进行蛭石引发，并以清水浸种2 h后进行蛭石引发为对照，分析15℃低温条件下对种子发芽的影响。结果表明，15℃下西瓜种子的发芽率、发芽势随着H₂O₂浓度的增加呈先上升后下降的趋势，在9%H₂O₂处理时达到最高，分别为91%和80%，显著高于对照；种子中过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性的变化趋势与发芽率相似，分别较对照显著提高了152.5%、157.6%、73.4%。H₂O₂处理后蛭石引发的丙二醛含量达到一个最高值，但随着H₂O₂浓度增加降低了种子丙二醛含量。对9%的H₂O₂和对照进行转录组测序，发现共有1468个差异表达基因；这些差异基因在GO分析中主要富集在翻译、胞质大核糖体亚基和核糖体结构等功能上；KEGG分析显著富集在苯丙烷生物合成、类黄酮素生物合成等功能上；H₂O₂浸种后上调了苯丙烷生物合成通路中的关键酶基因及转录因子的表达，促进种子内信号转导和次生代谢物的合成，增强了种子的适应性和抗逆性。综上，H₂O₂浸种蛭石引发有效提高西瓜种子在低温胁迫下的萌发能力，可以作为西瓜早春育苗应对低温胁迫的有效措施。

关键词

西瓜 / 蛭石引发 / 转录组 / 差异表达基因 / H₂O₂

基金资助

国家西甜瓜产业技术体系（CARS-25）; 湖南省智能农机装备创新研发项目（ZLSS2023）