低溫脅迫下鹽芥和擬南芥蠟質(zhì)組成及相關(guān)基因的表達(dá)差異

唐 帥，陳 悅，陳寧美，松布爾巴圖，何俊卿，周宜君，徐小靜

(中央民族大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京 100081)

暴露在空氣中的植物組織表面覆蓋了一層脂類物質(zhì)，這些脂類物質(zhì)統(tǒng)稱為蠟質(zhì)。此外，蠟質(zhì)還包括花粉粒、植物地下部分的木栓質(zhì)基質(zhì)、愈傷組織以及種皮中的脂類[1]。典型植物的蠟質(zhì)主要由一系列伯醇、醛、烷烴、脂肪酸、酮和酯類的同系物組成，有時(shí)也會(huì)含有環(huán)狀化合物，如三萜類化合物和甾醇[2]。植物表皮蠟質(zhì)在植物各組織的表皮細(xì)胞中合成，然后被分泌到表皮細(xì)胞外，形成柱狀、棒狀、管狀、垂直板狀、樹枝狀、傘狀等多種形態(tài)的蠟質(zhì)晶體[3]。蠟質(zhì)合成、分泌途徑非常復(fù)雜，有多個(gè)酶參與其中，估計(jì)有幾百個(gè)基因參與或調(diào)控這一過(guò)程。超長(zhǎng)鏈脂肪酸的從頭合成和延伸是蠟質(zhì)合成途徑的早期步驟[4]。丙二酸羧化生成的丙二酸單酰輔酶 A被脂肪酸合成酶復(fù)合物(Fatty acid synthase complex，F(xiàn)AS)催化成C16或C18脂酰鏈，再由脂肪酸延伸酶 (Fatty acid elongase，F(xiàn)AE)復(fù)合體催化其延長(zhǎng)為超長(zhǎng)鏈脂肪酸(VLCFAs)。涉及的關(guān)鍵基因有KCS、KCR1、PAS2、CER10、CER2-like[5]等。之后VLCFAs通過(guò)?；€原或脫羰途徑被修飾為各種衍生物。CER4編碼的脂肪酰-CoA還原酶(Fatty acyl-CoA reductase，F(xiàn)AR)用于初級(jí)醇的形成[6]。WSD1負(fù)責(zé)蠟脂的形成。MAH1氧化酶催化生成仲醇和酮。CER1、CER3/WAX2編碼的多蛋白酶復(fù)合物是超長(zhǎng)鏈烷烴合成復(fù)合物的核心組分，其在烷烴合成中起著重要作用[7]。蠟質(zhì)的分泌過(guò)程尚未明確，但有研究表明，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白(LTP)分別涉及蠟質(zhì)分子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向質(zhì)膜的運(yùn)輸和其在細(xì)胞外的轉(zhuǎn)運(yùn)[8-11]。另外，還有一些調(diào)控基因參與蠟質(zhì)的代謝過(guò)程，包括CER2、CER7、MYB家族[12-13]等。

表皮蠟質(zhì)在植物抗逆性中起著重要作用[14]。植物蒸騰作用包括氣孔性失水和非氣孔性失水2個(gè)方面，表皮蠟質(zhì)對(duì)植物非氣孔失水的控制最為直接，同時(shí)，氣孔失水由氣孔導(dǎo)度控制，表皮蠟質(zhì)可能也參與這個(gè)過(guò)程。鄧彥斌等[15]研究藜科植物葉片鹽生結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫環(huán)境中生長(zhǎng)的植物葉片表皮蠟質(zhì)化程度高，表明蠟質(zhì)參與了植物適應(yīng)鹽環(huán)境的過(guò)程。蠟質(zhì)是植物與外界接觸的第一層屏障，溫度的變化會(huì)引起植物表皮蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)和含量的變化。Shepherd等[16]發(fā)現(xiàn)，溫度的變化能夠誘導(dǎo)植物蠟質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的重組，在高溫條件下，晶體的結(jié)構(gòu)形態(tài)一般呈現(xiàn)水平方向；而在低溫條件下，蠟質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)形態(tài)一般為垂直方向。片層狀蠟質(zhì)晶體的出現(xiàn)能使角質(zhì)層中的蠟質(zhì)覆蓋度增加，從而減少植物體的水分散失。Ladaniya[17]分別對(duì)除去蠟質(zhì)和不除去蠟質(zhì)的柑橘(Citrusreticulata)進(jìn)行低溫脅迫，結(jié)果顯示，保留了蠟質(zhì)的柑橘受冷害的影響程度低于除去蠟質(zhì)的柑橘。Dou[18]發(fā)現(xiàn)，有蠟質(zhì)覆蓋的葡萄比無(wú)蠟質(zhì)覆蓋的葡萄具備更強(qiáng)的低溫耐受性。這些研究都表明蠟質(zhì)與植物對(duì)溫度的適應(yīng)相關(guān)。

鹽芥(Thellungiellasalsuginea)是一種鹽生植物，對(duì)于高鹽[19]、低溫[20]、干旱[21]、富含臭氧[22]和缺少氮[23]等極端環(huán)境均具有很強(qiáng)的耐受性。鹽芥是擬南芥(Arabidopsisthaliana)的同源物種，同樣具有基因組小、生活史短、種子豐富和易于被轉(zhuǎn)化等作為實(shí)驗(yàn)室研究材料的優(yōu)點(diǎn)[24]。盡管鹽芥與擬南芥在生活史甚至在基因等方面具有統(tǒng)一性，但有研究表明，鹽芥的耐鹽、抗冷和抗旱能力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于擬南芥。在低溫條件下，與擬南芥相比，鹽芥膜脂中的溶血磷脂對(duì)低溫不敏感，磷脂酰膽堿與磷脂酰乙醇胺的比例高，磷脂酸能對(duì)低溫快速做出響應(yīng)，這些特征增加了鹽芥細(xì)胞膜的完整性和穩(wěn)定性，使鹽芥的耐寒性優(yōu)于擬南芥[25]。王增蘭[26]在低鹽、中鹽、高鹽3種溶液濃度下培養(yǎng)鹽芥和擬南芥，發(fā)現(xiàn)鹽芥僅在高鹽溶液下生長(zhǎng)受到抑制，而擬南芥在3種溶液下生長(zhǎng)均受到抑制。Inan等[27]也證實(shí)了這一點(diǎn)。

植物響應(yīng)低溫的機(jī)制有很多種，如通過(guò)分泌一些抗氧化物質(zhì)、提高保護(hù)酶活性來(lái)減少活性氧過(guò)量積累對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害[28]，同時(shí)保護(hù)酶也可以抑制細(xì)胞膜的脂類過(guò)氧化反應(yīng)，減少細(xì)胞失水，此外，植物受到低溫脅迫時(shí)體內(nèi)的滲透物質(zhì)如糖、蛋白質(zhì)、氨基酸也會(huì)大量積累[29]。目前，關(guān)于鹽芥和擬南芥2種模式植物的蠟質(zhì)成分、含量以及相關(guān)基因?qū)Φ蜏氐捻憫?yīng)對(duì)比鮮有報(bào)道，鑒于此，以鹽芥和擬南芥為材料，探討了低溫條件下2種植物的蠟質(zhì)組成、含量以及相關(guān)基因的變化差異，旨在揭示參與植物抗寒的關(guān)鍵蠟質(zhì)成分和基因，進(jìn)一步理解植物表皮蠟質(zhì)與低溫的作用機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 植物的培養(yǎng)和處理

鹽芥和擬南芥材料的種子均為中央民族大學(xué)植物分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室保存。種子種植前進(jìn)行春化處理(擬南芥3 d，鹽芥7 d)。將春化處理過(guò)的種子均勻播撒在含有蛭石與土等比混合的花盆里，并用塑料薄膜覆蓋3 d，培養(yǎng)條件為光周期12 h、溫度22 ℃、光照強(qiáng)度100 μmol/(m2·s)、空氣濕度為30%～60%，每4 d澆一次營(yíng)養(yǎng)液。擬南芥和鹽芥長(zhǎng)至4個(gè)葉片時(shí)，選取長(zhǎng)勢(shì)健康、大小相似的幼苗移栽入蛭石中，每盆4株，在上述培養(yǎng)條件下繼續(xù)培養(yǎng)。擬南芥生長(zhǎng)4 周，鹽芥生長(zhǎng)6周后，將長(zhǎng)勢(shì)和形態(tài)良好且一致的植株平均分成2組進(jìn)行溫度處理，分別為4 ℃(低溫脅迫)和22 ℃(CK)，培養(yǎng)條件同上，2個(gè)處理其他培養(yǎng)條件一致。溫度處理1 周后，對(duì)CK組和低溫脅迫處理組的擬南芥和鹽芥進(jìn)行取樣測(cè)定葉表皮蠟組分及含量，每3株植物為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)為生長(zhǎng)狀態(tài)一致性高的蓮座葉葉片20～30片，每處理6個(gè)重復(fù)。

1.2 植物葉片表皮蠟質(zhì)組分含量測(cè)定

依據(jù)Chen等[30]的方法對(duì)葉片表皮蠟質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定。將葉片浸泡在正己烷中30 s，在氮?dú)庀麓蹈山葸^(guò)葉片的正己烷，加入50 μL N,O-雙(三甲基硅烷)三氟乙酰胺(BSTFA)，在100 ℃金屬浴中衍生化15 min，再次氮?dú)獯蹈?，加?00 μL正己烷，轉(zhuǎn)移至上樣瓶，利用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)進(jìn)行蠟質(zhì)含量及組分鑒定、分析。氣相色譜儀(Gas Chromatography)設(shè)置的程序條件為：進(jìn)樣口和檢測(cè)器溫度設(shè)定為320 ℃；柱箱初始溫度為80 ℃，停留2 min，以15 ℃/min的速率升溫至260 ℃，停留10 min，以5 ℃/min的速率升溫至320 ℃，保留24 min。GC氣相色譜儀使用的是30 m，0.25 mm HP-5MS毛細(xì)管柱，載氣為氮?dú)狻?/p>

1.3 總RNA的提取和mRNA的反轉(zhuǎn)錄

CK組和低溫度脅迫試驗(yàn)組處理24 h后，每種植物取中部的蓮座葉提取RNA。總RNA的提取和cDNA的制備分別使用北京全式金生物技術(shù)有限公司EasyPure?Plant RNA Kit，TransScript?One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix試劑盒，具體操作詳見試劑盒說(shuō)明書。

1.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析(qRT-PCR)

在NCBI網(wǎng)站(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中對(duì)已報(bào)道的擬南芥蠟質(zhì)相關(guān)基因cDNA進(jìn)行檢索，同時(shí)利用擬南芥蠟質(zhì)相關(guān)基因序列對(duì)鹽芥蠟質(zhì)相關(guān)基因的cDNA或ESTs進(jìn)行同源搜索。本試驗(yàn)檢索并進(jìn)行試驗(yàn)的28個(gè)蠟質(zhì)相關(guān)的基因分別為：CER10/ECR、CER2、KCR1、KCS1、KCS10/FDH1、LACS1/CER8、LACS2、PAS2/HCD、PAS3/ACC1、FAR1、FAR3/CER4、WSD1、CER1、CER3/WAX2、ABCG11、ABCG12/CER5、LTPG1、MYB30、MYB94、MYB96/EsWAX1、SHN1/WIN1、SHN2、SHN3、WRI1、DEWAX、HDG1、CER9、BDG。用Primer 5對(duì)所得的cDNA或ESTs序列設(shè)計(jì)引物。先通過(guò)普通PCR對(duì)設(shè)計(jì)的引物進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)，然后將產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，之后通過(guò)觀察凝膠成像后的條帶情況判斷引物是否具有特異性。通過(guò)檢驗(yàn)的引物則用于接下來(lái)的qRT-PCR程序。使用管家基因UBQ5作為內(nèi)參基因,其上、下游引物分別為TsAtUBQ5 P1[5′-CAACCCTAACGGGGAAGAC-3′]、TsAtUBQ5 P2[5′-CCCGTCTTCTTCTTCCTCTTC-3′]。熒光定量PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4 ℃預(yù)變性30 s；94 ℃ 5 s，60 ℃ 15 s，72 ℃ 10 s，循環(huán)40次。反應(yīng)體系體積為10 μL，包括cDNA 1 μL、上/下游引物各 0.2 μL、2×TransStart?Top Green qPCR SuperMix(北京全式金生物技術(shù)有限公司) 5 μL、ddH2O 3.6 μL。使用Bio-Rad MyIQ2 完成數(shù)據(jù)采集和分析。采用基因表達(dá)相對(duì)定量分析，將對(duì)照樣本的基因表達(dá)量設(shè)為1，處理樣本中的基因表達(dá)量用2-△△Ct表示[31]，以計(jì)算在不同處理組下基因的表達(dá)量，其中每個(gè)處理重復(fù)3次，每次重復(fù)每個(gè)基因3個(gè)平行。使用t檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析(包括方差分析及顯著性檢驗(yàn)等)。用Origin和Excel進(jìn)行制圖。通過(guò)Image J軟件計(jì)算葉面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對(duì)鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)組分含量及比例的影響

由圖1可見，鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)主要由烷烴、初級(jí)醇、脂肪酸、醛、酮5類物質(zhì)組成，其中，烷烴、初級(jí)醇含量較高，脂肪酸、酮和醛的含量較少。4 ℃低溫脅迫處理后鹽芥和擬南芥的葉片表皮蠟質(zhì)總量均較CK極顯著增加，鹽芥葉片表皮蠟質(zhì)總量增加22.84 μg/dm2，增幅為47.66%，擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)總量增加17.31 μg/dm2，增幅為49.06%。鹽芥和擬南芥表皮蠟質(zhì)總量的增加主要是由于單位葉面積烷烴含量的絕對(duì)增加，2種植物分別增加了19.16 μg/dm2和14.06 μg/dm2，分別占各自總蠟質(zhì)增加量的83.9%和80.2%。

4 ℃低溫脅迫處理后，鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)各組分含量均較CK增加。其中，鹽芥葉片表皮蠟質(zhì)組分中除了脂肪酸有微量增加外，烷烴、醛、初級(jí)醇和酮含量分別極顯著增加49.68%、 231.76%、50.05%和103.41%；擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)組分中，烷烴、脂肪酸、醛、初級(jí)醇和酮含量分別極顯著增加54.34%、29.61%、54.40%、24.07%和137.80%。

*、**分別表示低溫處理與CK 在0.05、0.01水平上差異顯著、極顯著，下同

由圖2可見，不同碳鏈長(zhǎng)度的烷烴中，C29、C31和C33烷烴含量較高，低溫脅迫后鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)總量的增加主要是烷烴含量增加，而C29、C31和C33烷烴含量的大幅增加是烷烴增加的主要原因。低溫脅迫后，鹽芥所有烷烴含量均較CK增加，特別是C25、C28烷烴含量增加最多，分別極顯著增加260.17%、122.63%；擬南芥除了C26烷烴含量較CK減少，其余烷烴組分含量均增加。就脂肪酸而言，低溫脅迫后，鹽芥C22、C24、C28和C30脂肪酸含量均較CK極顯著或者顯著增加，而C26脂肪酸含量減少；擬南芥中所有脂肪酸成分含量均較CK增加。就初級(jí)醇、酮和醛而言，低溫脅迫后，鹽芥和擬南芥不同碳鏈長(zhǎng)度的初級(jí)醇、酮和醛含量均較CK增加，其中，鹽芥中C24初級(jí)醇、C30醛增加最多；擬南芥中C24初級(jí)醇、C24醛增加最多。

橫坐標(biāo)上的數(shù)字表示碳鏈長(zhǎng)度;分別表示低溫處理與CK在0.05、0.01水平上差異顯著、極顯著

從圖3可見，鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)組分中，烷烴、初級(jí)醇、脂肪酸均是優(yōu)勢(shì)組分，其中，4 ℃處理的鹽芥中，3種組分含量分別占葉片表皮總蠟質(zhì)含量的81.59%、11.39%、5.62%，CK組鹽芥中，三者分別占80.51%、11.21%、7.51%；4 ℃處理的擬南芥中，三者分別占75.95%、9.71%、8.76%，CK組擬南芥中，三者分別占73.34%、11.67%、10.09%?？梢姡瑹o(wú)論鹽芥還是擬南芥，4 ℃低溫脅迫后，葉片表皮蠟質(zhì)成分比例與CK組相比沒有明顯改變。

2.2 低溫對(duì)鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)的影響

通過(guò)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)低溫脅迫處理下鹽芥和擬南芥葉片中蠟質(zhì)相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量，結(jié)果見圖4。由圖4可見，幾種蠟質(zhì)相關(guān)基因?qū)囟鹊捻憫?yīng)非常明顯。在28個(gè)蠟質(zhì)相關(guān)基因中，4 ℃脅迫處理下的鹽芥有23個(gè)基因表達(dá)量較CK增加，特別是KCR1、KCS1、LACS1/CER8、WSD1、CER1、LTPG1、SHN1/WIN1、HDG1、CER9和BDG表達(dá)量增加超過(guò)4倍；4 ℃脅迫處理下的擬南芥僅有13個(gè)基因表現(xiàn)出表達(dá)量增加，包括CER10/ECR、KCR1、LACS1/CER8、PAS3/ACC1、CER1、CER3/WAX2、ABCG11、LTPG1、MYB94、MYB96/EsWAX1、SHN3、HDG1和CER9。鹽芥和擬南芥的低溫脅迫組中PAS2/HCD、FAR1、MYB30、SHN2、DEWAX基因表達(dá)量較CK組有明顯較低的表達(dá)量，特別是DEWAX，無(wú)論在鹽芥中還是在擬南芥中，其表達(dá)量甚至低于CK組10倍以上。

圖3 4 ℃脅迫下鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)組分比例

*、**分別表示低溫處理與CK 在0.05、0.01水平差異顯著、極顯著；數(shù)據(jù)是3次試驗(yàn)的平均數(shù)并以log2的形式表示

3 結(jié)論與討論

表皮蠟質(zhì)是植物響應(yīng)和抵抗生物、非生物脅迫的重要屏障。擬南芥在干旱和滲透脅迫下有大量的蠟質(zhì)積累[32]。對(duì)比擬南芥野生型與蠟質(zhì)合成酶缺失型對(duì)土壤缺水的響應(yīng)發(fā)現(xiàn)，蠟質(zhì)總量與抗旱性呈正相關(guān)[33-35]。植物表皮可通過(guò)調(diào)節(jié)表皮滲透性來(lái)抵抗水分的缺失。有研究表明，蠟質(zhì)缺失突變體的表皮滲透性增加，滲透性會(huì)隨蠟質(zhì)總量的增加而減少[31-32]。蠟質(zhì)與煙草(Nicotianaglauca)、芝麻(Sesamumindicum)、黃豆(Glycinemax)和現(xiàn)代月季(Rosahybrida)等很多植物抵抗水分缺失有關(guān)[36-39]。在本次研究中，低溫脅迫處理后的鹽芥和擬南芥葉片單位面積蠟質(zhì)含量均增加，也證實(shí)蠟質(zhì)在植物抗逆性中具有重要作用。

Kosma等[32]發(fā)現(xiàn)，在幾乎所有非生物脅迫中，擬南芥表皮蠟質(zhì)總含量的增加都伴隨著烷烴的增加，Xu等[2]關(guān)于胡楊蠟質(zhì)的研究也有類似的現(xiàn)象。本研究中，擬南芥低溫脅迫處理后，烷烴的增加量占總蠟質(zhì)增加量的80.2%；鹽芥低溫脅迫處理后，烷烴的增加量占總蠟質(zhì)增加量的83.9%，表明烷烴在植物表皮對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)中起著重要作用。

研究基因轉(zhuǎn)錄水平的變化有利于了解低溫下蠟質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)變化情況，從而探究植物表皮蠟質(zhì)對(duì)低溫脅迫的應(yīng)答。蠟質(zhì)代謝基因涉及蠟質(zhì)合成、運(yùn)輸和調(diào)控3個(gè)方面[40]。本研究挑選這3個(gè)過(guò)程中有代表性的蠟質(zhì)代謝基因探究低溫脅迫下其表達(dá)模式，結(jié)果表明，這些基因中的大部分在低溫脅迫處理的鹽芥中表達(dá)量都上調(diào)，如KCR1、KCS1、CER1、CER3/WAX2、ABCG11、ABCG12/CER5、MYB94、MYB96/EsWAX1等。CER1和CER3/WAX2編碼的蛋白質(zhì)共同參與烷烴的合成[7]，二者基因表達(dá)量上調(diào)與烷烴含量升高相一致。KCR1、KCS1編碼的延伸酶復(fù)合物亞基負(fù)責(zé)蠟質(zhì)代謝的早期步驟。低溫條件下延伸酶相關(guān)基因的表達(dá)量提高，這與海岸松(PinuspinasterAit.)在干旱脅迫下也表現(xiàn)出延伸酶相關(guān)基因表達(dá)量高誘導(dǎo)[41]類似，暗示植物可能通過(guò)激活蠟質(zhì)代謝途徑適應(yīng)惡劣環(huán)境。ABCG11和ABCG12/CER5負(fù)責(zé)蠟質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，在將蠟質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穿過(guò)質(zhì)膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[42]。本試驗(yàn)結(jié)果中，低溫脅迫處理下鹽芥這2個(gè)基因表達(dá)量上調(diào)。

低溫脅迫處理下，擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)化學(xué)成分及含量的變化趨勢(shì)與鹽芥類似，但從基因表達(dá)水平分析發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫處理下鹽芥中大部分蠟質(zhì)代謝基因表達(dá)量上調(diào)，而擬南芥中很多基因出現(xiàn)表達(dá)量下調(diào)趨勢(shì)，但有些蠟質(zhì)代謝關(guān)鍵基因也表現(xiàn)出上調(diào)，如CER10/ECR、KCR1、LACS1/CER8、PAS3/ACC1、CER1、CER3/WAX2、ABCG11、MYB94、MYB96/EsWAX1等，這些基因可能與蠟質(zhì)化學(xué)成分含量的升高密切相關(guān)。

轉(zhuǎn)錄因子或調(diào)控蛋白在植物響應(yīng)和適應(yīng)環(huán)境變化中扮演重要角色[43-44]。MYB94、MYB96和CER9均已被證實(shí)與干旱條件下誘導(dǎo)植物產(chǎn)生蠟質(zhì)有關(guān)[35,45-46]。本研究中，MYB94、MYB96/EsWAX1和CER9的表達(dá)量在低溫脅迫處理的鹽芥和擬南芥中都上調(diào)，暗示這3個(gè)基因不僅與植物抗旱性有關(guān)而且在抗寒性方面也發(fā)揮作用。Xu等[2]之前報(bào)道過(guò)，鹽芥的2種生態(tài)型(Shandong型和Yukon型)在缺水條件下表皮蠟質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)量均上調(diào)[47]，暗示這可能是鹽芥響應(yīng)逆境的普遍機(jī)制。擬南芥的抗逆性不及鹽芥，對(duì)溫度比較敏感，其蠟質(zhì)相關(guān)基因在低溫條件下出現(xiàn)多種響應(yīng)方式，也表明擬南芥和鹽芥對(duì)環(huán)境有不同的適應(yīng)機(jī)制。

本研究比較了鹽芥和擬南芥在響應(yīng)低溫脅迫中葉片表皮蠟質(zhì)的組成變化及蠟質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)變化。結(jié)果顯示，2種植物在低溫脅迫下蠟質(zhì)的組成成分及含量的變化趨勢(shì)類似。4 ℃低溫脅迫處理后，鹽芥和擬南芥葉片表皮蠟質(zhì)各組分總含量均較CK增加，且2種植物的優(yōu)勢(shì)組分與CK相比均未發(fā)生變化。但2種植物蠟質(zhì)代謝基因?qū)Φ蜏氐捻憫?yīng)存在明顯差異，28個(gè)蠟質(zhì)代謝基因的表達(dá)量變化顯示，鹽芥中有23個(gè)基因上調(diào)，擬南芥中有13個(gè)基因上調(diào)，表明擬南芥和鹽芥在分子方面對(duì)環(huán)境有不同的適應(yīng)機(jī)制。