Effects of Exogenous MeJA on Antioxidant System and Stress Genes of Pinellia ternata under High Temperature Stress

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.01.009

Abstract

Abstract:

We studied the effects of exogenous MeJA on the activities of superoxide dismutase（SOD）， peroxidase（POD） and ascorbic acid peroxidase（APX） of Pinellia ternata under high temperature stress， effects on proline（Pro）， malondialdehyde（MDA）， soluble sugar content and active ingredient content， and the effect on the expression of stress-related genes such as small molecule heat shock protein（sHSP）. The P.ternata plants with consistent growth status were subjected to stress treatment at 40℃， the experimental group was sprayed with 50 μmol/L exogenous MeJA solution， and the blank group was sprayed with the same amount of water. Samples were taken at 2， 6， 12， 24 and 48 h of treatment， respectively， and the indexes of the samples were determined. The results showed that spraying exogenous MeJA at a certain concentration at 40℃ could improve SOD， POD and APX activities of P.ternata leaves， reduce MDA content and increase proline and soluble sugar content. There was no obvious effect on the organic acid content of P.ternate. The expression levels of 2 cytoplasmic small molecule heat shock proteins and GRRBP proteins increased significantly after MeJA treatment. Therefore， spraying exogenous MeJA can partially enhance the activity of antioxidant enzymes in P. ternate， protect the cell membrane of P. ternate， and enhance the osmotic adjustment ability of cells. Moreover， exogenous MeJA may increase the expression of P. ternate high temperature stress response genes.

Key words: Pinellia ternate, exogenous MeJA, high temperature stress, antioxidant system, active ingredieent, Stress gene

CLC Number:

S759.82

Yun-Hao ZHU, Meng-Jia ZHANG, Cheng-Ming DONG. Effects of Exogenous MeJA on Antioxidant System and Stress Genes of Pinellia ternata under High Temperature Stress[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(1): 67-73.

Figures/Tables 7

Fig.1

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Fig.2

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待测基因Gene to be tested	引物序列F Primer sequence F (5′—3′)	引物序列R Primer sequence R (5′—3′)
CIIsHSP	CGATCACACAGCACTCAACAAC	GCTCTCCAGTCCCAACATCC
GRRBP	CTTCGGCTTCGTGACCTTT	GGTTGACGGTGATGCTCCT
MITsHSP	GGTGGAGCAGAACACTTTGG	GCACCCCGTTCTTCATCTC
CIsHSP	GACTCGGAGACCTCTGCTTT	TCACTTCCTCCTTGTTGACG
GAPDH	TGCTGGGAATGATGTTGAATG	TTGGCATTGTTGAGGGTTTG

取样时间 Sampling time (h)	超氧化物歧化酶 SOD		抗坏血酸过氧化物酶 APX		过氧化物酶 POD
取样时间 Sampling time (h)	CK	MeJA	CK	MeJA	CK	MeJA
2	254.08±6.34g	296.66±6.22cde	1.39±0.15e	1.98±0.07d	0.76±0.03e	0.90±0.09e
6	267.91±12.49fg	304.03±4.55cd	2.03±0.15cd	2.14±0.002bcd	0.81±0.04e	1.21±0.01d
12	274.00±19.63efg	316.74±19.80bc	2.12±0.04bcd	2.36±0.61bcd	0.86±0.17de	1.61±0.16bc
24	289.57±0.38def	334.64±0.30ab	2.36±0.00bcd	2.67±0.14b	1.36±0.18cd	1.82±0.13ab
48	298.78±0.12cde	353.04±12.26a	2.57±0.001bc	3.21±0.30a	1.47±0.001cd	2.08±0.22a

取样时间 Sampling time（h）	丙二醛MDA		脯氨酸PRO
取样时间 Sampling time（h）	CK	MeJA	CK	MeJA
2	3.56±0.27cd	2.85±0.57d	29.79±0.72f	37.71±3.26def
6	3.77±0.12cd	2.92±0.84d	31.10±0.65ef	43.09±4.39cd
12	4.37±0.84bc	3.22±0.77cd	40.30±0.59de	45.95±3.73cd
24	5.36±0.25ab	3.31±0.77cd	50.32±0.30bc	58.86±1.36b
48	5.77±0.01a	3.87±0.60cd	106.66±7.26fa	110.74±8.47a

取样时间 Sampling time (h)	25℃		40℃
取样时间 Sampling time (h)	空白组含量 Content of blank group （μg·mL^-1）	实验组含量 Content of the experimental group （μg·mL^-1）	空白组含量 Content of blank group （μg·mL^-1）	实验组含量 Content of the experimental group （μg·mL^-1）
2	1.484 7±0.132f	1.244 5±0.405f	2.126 7±0.535 2def	2.509 1±0.212 3def
6	1.488 9±0.085f	1.547 9±0.137 9f	1.961 8±0.474 2ef	2.527 1±0.195 2def
12	1.499±0.431 6f	1.569 3±0.515 6f	2.592 9±0.122 1def	2.996 4±0.086 9de
24	1.554±0.229 5f	1.619 3±0.362 9f	3.396 1±0.153 1cd	4.552 8±0.034 7bc
48 h	1.505 3±0.528 7f	1.726 8±0.948 6ef	5.350 9±1.366 2ab	6.388 9±1.621 5a

取样时间 Sampling time (h)	25℃		40℃
取样时间 Sampling time (h)	空白组含量 Content of blank group （μg·mL^-1）	实验组含量 Content of the experimental group （μg·mL^-1）	空白组含量 Content of blank group （μg·mL^-1）	实验组含量 Content of the experimental group （μg·mL^-1）
2	0.1485±0.0132 ef	0.1436±0.0108 f	0.2086±0.0042 b	0.2103±0.0056 b
6	0.1778±0.0034 bcdef	0.1795±0.0058 bcdef	0.1575±0.0018 def	0.1594±0.0010 cdef
12	0.2080±0.0033 b	0.2108±0.0014 b	0.2112±0.0.0005 b	0.2119±0.0004 b
24	0.2112±0.0094 b	0.2094±0.0052 b	0.1826±0.0338 bcdef	0.1898±0.0309 bcde
48	0.2040±0.0195 bc	0.1944±0.0182 bcd	0.3152±0.0630 a	0.2821±0.0099 a