典型单萜作为信号分子提高香樟抗高温胁迫能力

萜烯挥发性有机化合物(VOCs)可提高植物抗高温胁迫能力，但其作用机制尚不清楚。香樟依据其产生的典型单萜可分为桉树脑型、樟脑型、芳樟醇型和龙脑型等化学型，本研究旨在通过揭示典型单萜在香樟抵抗高温胁迫中的作用机制以促进萜烯VOCs抗高温胁迫研究。采用膦胺霉素(Fos)抑制 4种化学型香樟单萜合成后在 38°C高温条件下分别采用典型单萜桉树脑、芳樟醇、龙脑和樟脑(Fos+38°C+单萜)处理相应化学型香樟，测定活性氧(ROS)代谢、光合性能以及相关基因表达情况。与 28°C处理相比，38°C处理下 4 种化学型香樟叶片中ROS与丙二醛(MDA)含量均明显升高，且在Fos抑制单萜合成后再进行高温胁迫时(Fos+38°C)，这些生理指标变化进一步增强。在Fos+38°C+单萜处理时，4 种化学型香樟中ROS与M DA含量均显著降低。樟脑型和桉树脑型香樟中相关基因表达分析表明，单萜可通过调控与ROS代谢相关基因表达以降低ROS含量。与28°C处理相比，38°C和Fos+38°C处理后4种化学型香樟叶片光合性能均显著降低，这可能是由于与光合色素合成、光合电子传递和CO2 同化相关基因表达下调所致。在单萜处理后，与光合作用相关基因表达向 28°C 水平恢复，从而导致其光合性能提高。香樟可通过释放单萜以抵抗高温胁迫，其典型单萜可作为信号分子通过调控基因表达以降低 ROS 水平和维持光合性能，从而提高香樟抗高温胁迫能力。