植物激素介导雌雄青杨对UV-B胁迫的生理响应

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.04.006

植物研究 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4): 642-654.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2026.04.006

植物激素介导雌雄青杨对UV-B胁迫的生理响应

沈芳宇¹, 张宇², 张胤³, 陈凡², 刘健³, 代羽洁¹, 张雪驰²(), 张胜¹^,⁴()

^1.成都市植物园-四川大学山地植物迁地保护与资源利用实验室，四川大学生命科学学院，成都 610065
^2.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳 550009
^3.华电西藏能源有限公司巴玉分公司，山南 856000
^4.四川省生态保护与建设工程技术研究中心，成都 610065

收稿日期:2025-11-04 出版日期:2026-07-20 发布日期:2026-07-22
通讯作者: 张雪驰,张胜 E-mail:dtraixcc@163.com;shengzhang@scu.edu.cn
作者简介:沈芳宇（2002—），女，硕士研究生，主要从事植物生理生态学研究。
基金资助:
青藏高原寒旱区大规格乔木移植关键技术研究及应用项目(2846G202400001);国家自然科学基金面上项目(32271830)

Phytohormone-mediated Modulation of UV-B Stress Physiological Responses in Male and Female Populus cathayana

Fangyu SHEN¹, Yu ZHANG², Yin ZHANG³, Fan CHEN², Jian LIU³, Yujie DAI¹, Xuechi ZHANG²(), Sheng ZHANG¹^,⁴()

^1.Chengdu Botanical Garden-Sichuan University Joint Laboratory for Ex Situ Conservation and Resource Utilization of Mountain Plants，College of Life Sciences，Sichuan University，Chengdu 610065
^2.Power China Guiyang Engineering Corporation Limited，Guiyang 550009
^3.Bayu Branch of Huadian Xizang Energy Co. ，Ltd，Shannan 856000
^4.Sichuan Provincial Engineering Research Center of Ecological Protection and Construction，Chengdu 610065

Received:2025-11-04 Online:2026-07-20 Published:2026-07-22
Contact: Xuechi ZHANG, Sheng ZHANG E-mail:dtraixcc@163.com;shengzhang@scu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

光是调节植物生长发育不可或缺的环境因子，而UV-B辐射则会干扰植物正常的生长发育，引发氧化损伤并抑制光合作用。为探究杨树（Populus）对UV-B胁迫的形态生理响应特征及潜在机制，以雌雄异株青杨（Populus cathayana）为材料，进行UV-B胁迫及外源生长素（IAA）、乙烯前体（ACC）、茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）和褪黑素（MT）添加处理，测定叶片光合参数、抗氧化指标、激素含量和相关基因表达量及茎和叶花青素含量，并对这些指标进行主成分分析（PCA）。结果表明：在UV-B胁迫下，雌、雄青杨叶片净光合效率下降，活性氧（ROS）积累量增加，雄株对UV-B的耐受性强于雌株。在UV-B胁迫下，外源激素添加处理能够在不同程度上改善青杨叶片光合性能，调控ROS稳态，其中，IAA、ACC和MT添加处理对雌性青杨的UV-B胁迫缓解效果优于雄性青杨。SA添加处理显著降低青杨叶片H₂O₂含量；MeJA添加处理进一步促进青杨器官花青素积累并降低叶片H₂O₂含量，提高净光合效率及青杨对UV-B的耐受性。此外，PtrJAZ1/2/3/5/9基因相对表达量在UV-B胁迫和MeJA添加处理下均显著上调，暗示其可作为茉莉酸（JA）信号通路的关键调控因子，介导花青素合成与胁迫响应。综上，在UV-B辐射胁迫下，雄株比雌株表现出更强的生理可塑性与抗逆潜力。本研究为植物抗逆栽培与激素调控提供了实践启示。

关键词: 杨树, 雌雄异株, UV-B胁迫, 植物激素, 花青素

Abstract:

Light is an indispensable environmental factor for plant growth and development. However， UV-B radiation interferes with normal growth processes， causing oxidative damage and inhibiting photosynthesis. To explore the morphological and physiological characteristics and underlying mechanisms of poplars to UV-B stress， dioecious Populus cathayana were used as materials. The cuttings were subjected to UV-B stress alone or combined with exogenous applications of exogenous phytohormones（indole-3-acetic acid（IAA）， 1-aminocyclo-propanecarboxylic acid（ACC）， methyl jasmonate（MeJA）， salicylic acid（SA） and melatonin（MT））. A series of indictors were conducted， including leaf photosynthetic parameters， antioxidant activities， hormone contents， relative expression levels of related genes， anthocyanin contents in stems and leaves， as well as principal component analysis（PCA）. Results showed that under UV-B stress， the net photosynthetic efficiency decreased， and the reactive oxygen species（ROS） molality increased in P.cathayana leaves， with male exhibiting stronger tolerance to UV-B than female P.cathayana. Exogenous hormone applications alleviated UV-B stress-induced damage by improving leaf photosynthetic performance and regulating ROS homeostasis. Specifically， IAA， ACC， and MT treatments exerted more pronounced alleviating effects on female than that on male P.cathayana under UV-B stress. SA application significantly reduced the H₂O₂ content in leaves. MeJA application promoted organ anthocyanin accumulation， decreased leaf H₂O₂ content， and enhanced net photosynthetic efficiency and UV-B tolerance on P. cathayana. In addition， the relative expression levels of PtrJAZ1/2/3/5/9 genes were significantly upregulated under both UV-B stress and MeJA treatment， suggesting that these genes may act as key regulators in the JA signaling pathway， mediating anthocyanin synthesis and stress responses. In conclusion， males displayed greater physiological plasticity and stress resistance potential than female P. cathayana under UV-B radiation stress. This study provides practical insights for stress-resistant plant cultivation and hormone regulation in practices.

Key words: poplar, dioecy, UV-B stress, phytohormone, anthocyanin

中图分类号:

Q945.78

沈芳宇, 张宇, 张胤, 陈凡, 刘健, 代羽洁, 张雪驰, 张胜. 植物激素介导雌雄青杨对UV-B胁迫的生理响应[J]. 植物研究, 2026, 46(4): 642-654.

Fangyu SHEN, Yu ZHANG, Yin ZHANG, Fan CHEN, Jian LIU, Yujie DAI, Xuechi ZHANG, Sheng ZHANG. Phytohormone-mediated Modulation of UV-B Stress Physiological Responses in Male and Female Populus cathayana[J]. Bulletin of Botanical Research, 2026, 46(4): 642-654.

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参考文献 54

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处理组 Treatment group	试验处理 Experimental treatment
CK	喷施蒸馏水（含0.04%乙醇）
sUVB	进行UV-B辐射，喷施蒸馏水（含0.04%乙醇）
UVB+IAA	进行UV-B辐射，喷施30 μmol∙L^-1 IAA
UVB+ACC	进行UV-B辐射，喷施100 μmol∙L^-1 ACC
UVB+MeJA	进行UV-B辐射，喷施250 μmol∙L^-1 MeJA
UVB+SA	进行UV-B辐射，喷施500 μmol∙L^-1 SA
UVB+MT	进行UV-B辐射，喷施100 μmol∙L^-1 MT

引物 Primer	序列（5′→3′） Sequence（5′→3′）
18S-F	CCGTCCTAGTCTCAACCATA
18S-R	CTCTCAGTCTGTCAATCCTTAC
PtrJAZ1-F	TCGTCACCTTCCAAGTCCAA
PtrJAZ1-R	CAGCAGAACCAGAGGCAATC
PtrJAZ2-F	TTCTGTTGCTGCTCTTGATTCC
PtrJAZ2-R	TGATACGGTGCTCTTGCTGTA
PtrJAZ3-F	GCCTTGAGACACCTAGTTCAC
PtrJAZ3-R	AGCCTTGTTAATAGCGTCATCA
PtrJAZ4-F	TTCTCTGTGCCATCTACTCCTA
PtrJAZ4-R	AATGTTCTCCGCCTTGTCTC
PtrJAZ5-F	CGGCTGACAAGGCTAAGGA
PtrJAZ5-R	ACGGAATTGAAATGGTGGACTC
PtrJAZ6-F	AAGGAGCAAGAGGTTACCAATG
PtrJAZ6-R	ACGACAACACTTCCACCATAG
PtrJAZ7-F	AGGCTCAGGCAATCATGTTCT
PtrJAZ7-R	AGGTTGGTTCACAGGACTAAGA
PtrJAZ8-F	AGTCGTCACCTTCCAAGTCC
PtrJAZ8-R	GAACCAGAGGCAATCACGGA
PtrJAZ9-F	CCACCACCACCGTTACCAA
PtrJAZ9-R	GCTTCGCAATCTATCCTCCATT
PtrJAZ10-F	CGGTGGGTCTTCTGGAACG
PtrJAZ10-R	CGCTGACAGGTGGTCTACGAAT
PtrJAZ11-F	ACGCTGGTTCAGTGAGTGTT
PtrJAZ11-R	GCTTGTGCCTGTGCTTGAG
PtrJAZ12-F	AAGAAGCGACGGGACAGGTT
PtrJAZ12-R	TGGTGGAGGTGCGGCACTAAT

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Phytohormone-mediated Modulation of UV-B Stress Physiological Responses in Male and Female Populus cathayana

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