干旱高温下花生类黄酮抗氧化功能及其代谢调控

干旱高温复合胁迫对作物的影响明显不同于单一因子胁迫。花生是世界四大油料作物之一，花期高温与干旱的影响是世界花生生产的共同障碍。干旱和高温胁迫均导致活性氧大量积累，如何有效清除活性氧是植物应对干旱和高温胁迫的共同防御机制。类黄酮是非酶抗氧化系统的重要成员，是最有效的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂。我们在花生干旱响应基因表达谱分析中发现，类黄酮代谢基因在干旱下显著表达上调，同样拟南芥类黄酮代谢基因在干旱及干旱高温下也呈现高表达，表明类黄酮可能在干旱高温胁迫下发挥了重要作用。为此，本项目研究花生类黄酮在干旱、高温及其复合胁迫下的抗氧化防御作用，明确类黄酮合成关键酶基因在干旱高温胁迫下的表达特性和功能；分离干旱高温胁迫下高表达且对类黄酮合成起调控作用的myb基因，阐明干旱高温胁迫下花生类黄酮的抗氧化防御机制。研究结果将为基因工程改良花生干旱高温抗性、创制抗旱耐热花生新种质提供理论依据和应用基础。

对花生类黄酮提取的各个影响因素进行研究，建立了花生叶片、根系干样类黄酮的最佳提取技术，70%乙醇、料液比1：233、25℃黑暗提取17h，或70％乙醇、60℃提取1h。不同花生品种类黄酮含量差异显著，而且存在显著的组织特异性。光照条件、光质对花生类黄酮积累有显著影响。多数品种室内光暗培养类黄酮积累显著高于室内恒光培养。不同光质对花生叶片、根系中类黄酮积累影响不同。不同花生品种在不同逆境下类黄酮积累规律存在明显差异。轻度干旱处理3h、6h花生叶片类黄酮含量极显著上升。不同程度干旱处理24h、48h类黄酮含量均极显著高于对照，随干旱时间延长类黄酮含量显著下降。高温对不同花生品种类黄酮含量影响不同。在旱热复合胁迫下不同花生品种类黄酮含量变化规律存在差异。不同花生品种在缺素培养下类黄酮积累存在显著差异。丰花5号在缺氮、缺磷、缺钾、缺钙、缺镁、缺铁条件下类黄酮积累均极显著上升，而抗青19仅在缺氮、缺磷、缺钾胁迫下类黄酮含量显著上升。ABA和SA处理短时间内对类黄酮积累影响不明显，处理5天后类黄酮含量极显著高于对照。高温胁迫下ABA或SA处理5天后类黄酮含量均极显著低于对照。与常温对照相比，高温胁迫下ABA处理4h、8h，SA处理8h均使类黄酮含量显著上升。花生叶片类黄酮具有优良的清除自由基活性，清除能力由大到小依次为：DPPH•>O2-•>•OH。适宜浓度的外源芦丁显著降低PEG处理后花生叶片MDA、H2O2和O2-•含量，提高花生叶片类黄酮含量和SOD活性。对不同逆境下类黄酮合成关键酶基因的表达差异分析表明，正常条件下花生叶片PAL、CHS、CHI表达在一天中不同时间点表现出明显差异。上午10：00是PAL和CHS基因表达高峰期，下午16：00是CHI基因表达高峰期。干旱、低温胁迫3h PAL基因表达极显著高于对照。高温1h、干旱3h、低温3h、旱热复合胁迫均导致CHS基因表达极显著上升。CHI基因表达仅在蔗糖处理时极显著升高。克隆了花生类黄酮合成关键酶基因PAL、CHI、CHS；克隆了原花色素合成调控相关的AhMYB8基因、黄酮醇合成调控相关的AhMYB7基因、花色苷合成调控相关的MYB基因以及干旱响应的AtMYB47、AtMYB95同源基因。获得了超表达花生CHI的转基因拟南芥植株，初步进行CHI基因功能验证。.