K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+)对不同水稻(Oryza sativa L.)基因型苗期耐盐性的影响

【目的】进一步探明盐胁迫条件下营养元素K+、Ca2+和Mg2+对苗期不同水稻基因型耐盐性的影响差异,为明确作物耐盐胁迫的生理机制、提高作物耐盐胁迫能力提供参考。【方法】于2009年1—4月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验,比较研究营养液中K+、Ca2+和Mg2+浓度的变化对不同水稻基因型苗期耐盐性的影响。【结果】在盐胁迫条件下(100mmol·L-1NaCl),耐盐基因型(FL478和IR651)与盐敏感基因型(IR29和Azucena)相比,植株体内有较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,有较高的K+含量,这些都是耐盐基因型耐盐胁迫能力高于盐敏感基因型的内在原因。盐胁迫条件下提高营养液中Ca2+和Mg2+的含量(60mg·L-1),可显著降低植株体Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,明显减轻盐胁迫的危害,增强水稻耐盐胁迫能力,且Ca2+处理的效果优于Mg2+处理;而提高营养液K+含量对以上指标的影响远远小于Ca2+处理和Mg2+处理,这也是K+处理对水稻耐盐性影响相对不明显的内在原因。【结论】K+、Ca2+和Mg2+在植株体内的含量及其与Na+的比值变化都会影响水稻苗期耐盐性;适当提高水稻生长环境的Ca2+和Mg2+浓度可以明显增强植株耐盐胁迫能力,营养元素Ca2+的效果比Mg2+明显;而K+对水稻耐盐性的影响相对不明显。     

胡杨PeSOS1对拟南芥盐诱导H2O2信号途径的调控

【目的】研究胡杨质膜Na+/H+逆向转运蛋白(SOS1)通过H2O2信号途径对盐胁迫的感知和适应作用。【方法】克隆胡杨质膜SOS1基因(PeSOS1),并将其转化到拟南芥中,比较野生型和转PeSOS1基因拟南芥在100mmol/L NaCl胁迫下的萌发率,根长,干质量,K+、Na+和Ca2+含量,活体植株根尖离子流(K+、Na+和H+)的流动情况,H2O2的产生和抗氧化酶活性的变化以及抑制剂对根尖离子流的影响,分析100mmol/L NaCl胁迫下异源表达PeSOS1基因拟南芥与野生型拟南芥耐盐性的差异。【结果】在NaCl胁迫下,转PeSOS1基因拟南芥株系的萌发率、根长和干质量明显高于野生型拟南芥;转PeSOS1基因拟南芥K+和Ca2+含量也高于野生型拟南芥,而Na+含量较野生型拟南芥低。100mmol/L NaCl处理后,转PeSOS1基因拟南芥中K+和Na+的平衡(K+/Na+值)与NaCl胁迫前相比下降幅度较小。转PeSOS1基因植株在NaCl胁迫下能更快地产生H2O2,并使抗氧化酶保持较高的活性。SOS1抑制剂阿米洛利(Amiloride)对NaCl胁迫下野生型和转基因拟南芥根尖离子流的变化有明显影响,用质膜NADPH氧化酶抑制剂DPI(抑制H2O2的产生)处理后,转PeSOS1基因拟南芥根尖K+内流减弱,Na+外流和H+内流增强,植株维持K+和Na+平衡的能力减弱。【结论】在拟南芥中异源表达PeSOS1基因可促进H2O2快速产生,维持了SOS1mRNA的稳定性,调控了K+和Na+平衡,并激活了抗氧化防御系统,因而显著提高了其耐盐性。     

NaCl胁迫下栽培型番茄Na+、K+吸收、分配和转运特性

【目的】明确盐分胁迫下栽培型番茄离子吸收、分配和转运特性。【方法】以栽培番茄为试材,以NaCl溶液为盐分胁迫条件,通过苗期耐盐性鉴定,采用原子吸收光谱法测定不同耐盐性番茄品种体内离子含量,对盐分胁迫下番茄体内离子积累、分布和转运机制进行系统分析。【结果】番茄对Na+的吸收随盐分处理浓度和时间的增加而增加,在各器官的积累量顺序为根＞茎＞叶。对于较耐盐品种,Na+在体内的积累总量低于盐敏感品种。盐分胁迫后,番茄叶片、茎和根系中Na+/K+比均随NaCl浓度的升高而升高。耐盐品种的Na+/K+比低于盐敏感品种。离子在体内的区域化分布情况是,较耐盐品种的Na+在根茎中的分配比例较高,盐敏感品种趋向于向叶片分配。K+在较耐盐品种的分布集中于叶片。在盐胁迫初期,盐分处理浓度超过200 mmol•L-1时,番茄植株对K+向地上部的选择运输性随着胁迫时间的延长呈现出下降的趋势。低于200 mmol•L-1时,表现出很好的选择运输性,耐盐品种的Sk/Na(运输)高于盐敏感品种,根系表现出更强的向地上部运输K+的能力。【结论】盐分胁迫下,叶片中较低的Na+含量和更强的向地上部运输K+的能力是番茄耐盐性的重要特征。     

硝态氮对马蔺耐盐性及渗透调节物质的影响

 【目的】探讨施用硝态氮对马蔺(Iris lactea Pall. var. chinensis(Fisch.)Koidz.)耐盐性及叶片渗透调节物质的影响,为马蔺的栽培和管理提供理论依据。【方法】采用砂培马蔺幼苗,透灌含不同浓度NaCl和硝态氮的营养液(设置3个NaCl浓度0.1、140、210 mmol•L-1与3种硝态氮含量0.25、4和8 mmol•L-1交互组合的9个处理),处理35 d后,测定叶片和根部的生物量、矿质元素吸收量以及叶片中主要渗透调节物质的含量。【结果】在中等盐浓度(140 mmol•L-1)处理下,施加多量硝态氮(8 mmol•L-1)更大程度地促进了马蔺叶片生物量的累积。当NaCl浓度增高到210 mmol•L-1时,4 mmol•L-1和8 mmol•L-1硝态氮处理区的叶片生物量相比对照增加了约30%,但两种浓度的效果没有显著差异(P＜0.05)。施加硝态氮降低了NaCl胁迫下马蔺的根冠比和叶片质膜透性,提高了叶片和根部的氮素含量,但没有显著改变无机离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的吸收量。硝态氮和NaCl交互组合处理下,叶片渗透调节物质中各无机离子的浓度大小为：Cl-＞K+＞Na+＞NO3-。硝态氮的施加显著降低了Cl-、Na+和K+浓度,但提高了脯氨酸和NO3-浓度。【结论】外施适量的硝态氮能显著提高马蔺的耐盐性,其机理与盐胁迫下氮营养的改善、脯氨酸和NO3-含量的增加以及根冠比、Cl-和Na+含量的降低等有关。     

苦菜耐盐机理初探

在水培条件下,研究了不同浓度海盐溶液对苦菜体内游离脯氨酸、Na+含量以及地上部Na+/K+的影响。结果表明:游离脯氨酸是苦菜在盐胁迫下起主要作用的有机渗透调节物质;苦菜根中Na+含量高于叶中Na+含量;随盐浓度增加,苦菜地上部Na+/K+变大,因此,初步认为苦菜是一种拒盐植物。     

NaCl胁迫对牡丹花石榴植株体内Na+、K+含量的影响

以2年生牡丹花石榴为供试材料,研究NaCl胁迫对石榴枝、根韧皮部和木质部的Na+、K+含量及K+/Na+值的影响.结果表明:随着土壤中NaCl含量的增加,石榴植株枝、根的Na+含量整体呈增加趋势;K+含量呈先增加后降低趋势,NaCl含量为0.4％时,K+含量最高.相同NaCl处理下石榴枝的Na+、K+含量高于根部,而同一枝、根部位韧皮部的Na+、K+含量高于木质部(NaCl 0.5％、0.6％处理的K+含量除外).低度盐胁迫(NaCl 0～0.4％)下K+/Na+值较大;而高度盐胁迫(NaCl 0.5％、0.6％)下K+/Na+值降低,且小于1.土壤中NaCl含量为0～0.4％时,牡丹花石榴可正常生长,过高则出现叶片黄化、落叶、生长不良的现象.     

AM真菌和水杨酸对草莓耐盐性的影响

 【目的】探索AM真菌与外源水杨酸SA提高植物耐盐性的协同效应。【方法】于温室盆栽条件下试验了丛枝菌根（AM）真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae）和外源SA对草莓（Fragaria×ananassa Duch.品种：哈尼）耐盐性的影响。【结果】接种摩西球囊霉、施加外源SA、或接种摩西球囊霉+SA处理都能显著增加草莓植株叶片和根内K和叶绿素含量、降低Na和丙二醛的含量,而以G.m+SA处理效果最佳。NaCl 6 g?L-1胁迫下,接种摩西球囊霉和外源SA处理能显著提高草莓叶片SOD、POD和CAT酶活性、促进植株生长。接种AM真菌配合外源SA处理提高草莓耐盐性的效果最明显。【结论】在一定条件下接种AM真菌配合施用外源SA能协同提高植物耐盐性。     

盐胁迫下不同抗性野生大豆(Glycine soja)生理生化性状比较分析

盐胁迫严重影响植物的生长发育,野生大豆与栽培大豆相比具有更广泛的区域多样性、遗传多样性、环境适应性等优异特征,可能蕴藏着丰富的耐盐基因。以高度耐盐野生大豆资源ST-335和盐敏感资源SS-736为材料,比较了二者在盐胁迫下的生理生化特性;并通过在大豆发状根中过表达离子转运相关基因,分析了这些基因对大豆复合体耐盐性的影响。结果表明:盐胁迫条件下,与盐敏感品种SS-736相比,耐盐品种ST-335的可溶性糖含量高;SOD、POD和CAT活性高;Na~+/K~+低;且KOR、NHX和NSCC基因表达量低,而SKOR和SOS1基因表达量高。在大豆发状根中过表达SKOR和SOS1基因,提高了大豆复合体的耐盐能力;而过表达NSCC基因,提高了大豆复合体对高盐胁迫的敏感性。说明ST-335与SS-736相比具有较高的抗氧化能力并能较好的维持植物体内Na~+、K~+的平衡,综合解析了不同抗性野生大豆资源应对高盐胁迫的机理,为野生大豆耐盐资源筛选及耐盐机理解析提供了理论基础。     

盐、碱胁迫条件下粳稻Na~+、K~+浓度的QTL分析

【目的】水稻栽培区土壤的盐、碱化日趋严重,植物体内Na+、K+浓度及Na+/K+是植物耐盐、碱性重要指标。在盐、碱胁迫条件下检测水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+的QTL位点,为水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以优质高产水稻品种东农425与耐盐、碱水稻品种长白10为亲本构建重组自交系(RIL)为作图群体,利用102对SSR标记构建遗传连锁图谱,该图谱覆盖水稻基因组约1 915.05 c M,标记间平均距离为18.77 c M;在140 mmol·L-1 Na Cl盐胁迫和0.15%Na2CO3碱胁迫处理条件下,对水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+等性状进行测定,利用SPSS v19.0对各性状进行相关分析,并采用QTL Ici Mapping v3.3的完备区间作图法(ICIM)进行QTL定位。【结果】盐、碱胁迫条件下,亲本及RIL群体地上部Na+、K+浓度均高于地下部Na+、K+浓度,各性状在RIL群体中基本符合正态分布,表现出典型的数量性状遗传特征,符合QTL定位要求。相关分析结果表明,盐、碱胁迫条件下,地上部Na+与K+及根部Na+与K+均呈极显著正相关,2种胁迫条件下的各性状相关性不显著。盐、碱胁迫条件下共检测到15个与Na+、K+浓度和Na+/K+相关的QTL,2种条件下所检测到的QTL位于不同染色体区域。在盐胁迫下共检测到5个QTL,包括1个与地上部K+浓度相关QTL,位于第8染色体的RM1308—RM281区间内,贡献率为6.83%;3个与根部Na+浓度相关QTL,位于第3和第8染色体上,其中q SRNC3-1贡献率最大,为16.41%;1个与根部K+浓度相关QTL,贡献率为3.52%;未检测到与地上部Na+浓度、Na+/K+及根部Na+/K+相关的QTL。在碱胁迫下共检测到10个QTL,包括1个与地上部Na+浓度相关的QTL,位于第2染色体的RM1347—RM48区间内,贡献率为14.41%;1个与地上部K+浓度相关QTL,位于第2染色体的RM1255—RM213区间内;3个与地上部Na+/K+相关QTL,分别位于第2、7、10染色体上,其中q ASNK2贡献率最大,为7.57%;1个与根部Na+浓度相关QTL,位于第3染色体的RM293—RM232区间内,贡献率为13.71%;2个与根部K+含量相关QTL,分别位于第1染色体的RM5—RM9和第2染色体的RM12865—RM12941区间内;2个与根部Na+/K+相关QTL,分别位于在第3和第4染色体上,其中q ARNK3贡献率较大,为10.48%。通过比较图谱发现,本研究中的大部分QTL与以往不同群体中影响耐盐、碱相关性状的QTL定位在同一或相邻的染色体区域,另外在碱胁迫下所检测到的q ASKC2和q ARKC2在前人研究中未见报道,可能存在新的耐碱性位点。【结论】在盐、碱胁迫条件下,Na+、K+的吸收和运输均是平行而独立的过程,且根部对Na+和K+的吸收与向地上部运输存在不同的遗传机制;盐、碱胁迫条件下,水稻Na+、K+浓度的遗传是相互独立的。     

盐胁迫下植物体内保持高K/Na比率的机制

维持细胞内高K+/Na+比率是植物耐盐的关键因素.近年来已经鉴定与保持K+/Na+比率相关的基因和转运蛋白.这些基因和蛋白在K+与Na+的吸收、转运和排出过程起重要作用,在维持K+/Na+方面起调控功能.文章对植物体在盐胁迫下保持高K+/Na+比率的机制作以综述     

钙对大蒜生理特性及主要矿质元素吸收的影响

【目的】研究不同钙水平对大蒜生理特性及N、P、K、Ca、Mg吸收的影响,为大蒜合理施肥和提高钙肥利用率提供参考。【方法】设定6个钙浓度,在设施拱棚内对大蒜进行水培试验。【结果】钙浓度在0—3.0 mmol•L-1内,大蒜的生长量（株高、假茎粗、假茎鲜质量及叶片鲜质量）、色素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）及气孔导度（Gs）均随钙浓度的升高而增大,当钙浓度在3.0—5.0 mmol•L-1时,这些指标随钙浓度的升高而减小;另外,大蒜叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、硝酸还原酶（NR）活性以及大蒜的根系活力均随钙浓度的升高呈现先增强后减弱的趋势,在3.0 mmol•L-1钙浓度下达到最强,而叶片中丙二醛（MDA）含量的变化趋势与之相反;同时,大蒜蒜薹和鳞茎的鲜质量及N、P、K、Mg的吸收量也在3.0 mmol•L-1钙浓度下最大,而Ca的吸收量与钙浓度呈显著正相关。【结论】水培条件下,对大蒜生长发育最有利的钙浓度为3.0 mmol•L-1。     

烟酰胺削弱罗格列酮诱导猪前体脂肪细胞凋亡的作用与分子机制

【目的】探讨烟酰胺（nicotinamide, NIC）和罗格列酮（rosiglitazone, RSG）对猪前体脂肪细胞凋亡的作用及分子机制,寻找通过凋亡方式调控脂肪细胞数目进而控制生脂的新途径。【方法】分别用含有 0、0.2、0.4、0.6、0.8 和 1.0 mmol•L-1 RSG的培养基处理猪前体脂肪细胞,在处理后的48 h,对不同处理组细胞进行Hoechst33258和Annexin-V-FITC/PI染色以观察细胞形态,流式细胞仪分析细胞凋亡情况;并收集细胞总蛋白,用Western blotting方法检测细胞凋亡关键基因的蛋白表达水平;基于RSG促凋亡的浓度梯度结果,选用1.0 mmol•L-1 RSG分别与含0、0.1、0.2和0.3 mmol•L-1 NIC的培养基共处理细胞,在处理后的48 h,染色并观察细胞形态,流式细胞仪分析细胞凋亡情况;并收集细胞总蛋白、细胞质蛋白和细胞核蛋白,检测细胞凋亡关键基因的蛋白水平。【结果】 RSG以浓度依赖方式诱导猪前体脂肪细胞凋亡,减少了细胞数目;Bcl-2和cleaved Caspase-3凋亡关键蛋白水平随RSG浓度增加而上升,Bax则下降;0.1（P＜0.05）、0.2（P＜0.01）和0.3 mmol•L-1 （P＜0.01）NIC显著削弱1 mmol•L-1 RSG诱导猪前体脂肪细胞凋亡,Bcl-2和cleaved Caspase-3水平显著被下调（P＜0.05）,Bax则被上调（P＜0.05）;0.3 mmol•L-1 NIC明显有助于1 mmol•L-1 RSG处理的猪前体脂肪细胞中的Sirt1由细胞质向核转移,且抑制核中cleaved Caspase-3水平。【结论】NIC通过促进Sirt1由细胞质到核的转位以及下调核中cleaved Caspase-3水平削弱RSG诱导的猪前体脂肪细胞凋亡。     

转入OsLTP对甘蓝型油菜耐盐水平的影响

【目的】验证OsLTP对油菜耐盐胁迫的影响。【方法】构建高效表达载体pCAM2300-35S-LTP-Ocs,使用农杆菌介导的油菜下胚轴转化方法,将来自巴西旱稻的OsLTP导入到甘蓝型油菜扬油6号中。通过PCR和Southern杂交验证转基因植株,并测定不同浓度NaCl胁迫下转OsLTP植株的生物量和生理指标,鉴定其耐盐性。【结果】分子鉴定表明运用上述方法成功地将外源OsLTP导入甘蓝型油菜中。在100 mmol•L-1 NaCl和200 mmol•L-1 NaCl处理下,转基因后代植株的生物量、叶绿素积累量、PSⅡ活性和叶片抗氧化酶活性均比非转基因植株高,而叶片MDA含量低于对照。【结论】导入的OsLTP通过保持叶片中PSⅡ的活性,维持叶绿素的积累,提高抗氧化酶活性等途径来提高转基因甘蓝型油菜的耐盐水平。     

菲和芘胁迫对平邑甜茶根毛细胞钙、钾和氢离子流动性的影响

【目的】探明多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对植物生长毒害的机理,以及PAHs中不同物质毒害效应的差异。【方法】采用非损伤微测技术测定平邑甜茶幼苗根毛经多环芳烃菲和芘处理后Ca2+、 K+、H+流速变化。【结果】经过菲处理后,Ca2+、K+、H+流动性发生明显逆转,平均流速由对照的（-63.53±9.30） pmol•cm-2•s-1、（-60.56±14.56） pmol•cm-2•s-1、（+44.38±5.19 ） pmol•cm-2•s-1分别改变为(+127.18±39.95) pmol•cm-2•s-1 、(+109.97±25.68) pmol•cm-2•s-1、(-10.35±1.57 ) pmol•cm-2•s-1。经芘处理后,Ca2+、K+、H+流动性同样发生逆转,平均流速分别改变为（+220.29±60.42） pmol•cm-2•s-1、（+140.21±27.87） pmol•cm-2•s-1)、（-14.42±3.16） pmol•cm-2•s-1。【结论】PAHs破坏了细胞膜通透性,降低了离子通道活性,活化了根细胞质膜 Ca2+-ATPase 及 Ca2+/ H+反向转运体,扰乱了平邑甜茶根系对Ca2+、K+离子的吸收过程,造成相应元素缺失,并且芘造成的毒害效应显著高于菲,成为PAHs毒害植物体的机理之一。说明多环芳烃对植物生长的影响可以追溯到离子吸收及离子通道的改变上,为进一步研究PAHs对植物影响提供了理论依据。     

信号分子AI-2对禽致病性大肠杆菌的调控作用

[目的]研究信号分子AI-2对禽致病性大肠杆菌(APEC)的调控作用.[方法]采用改良结晶紫半定量法和荧光染色法检测AI-2对APEC生物被膜形成能力的影响.Real-time PCR检测AI-2对APEC毒力基因转录水平的影响.活菌计数法观察AI-2对APEC黏附和入侵鸡胚成纤维细胞DF-1的影响.[结果]AI-2在浓度为0.185 mmol·L-1时,生物被膜形成能力显著增强,而浓度为0.037mmol· L-1和0.285mmol·L-1时,生物被膜形成能力无显著变化.Real-time PCR结果显示加入AI-2后,APEC毒力基因pfs,vat,luxS,tsh,fuyA,iucD转录水平显著下调,ompA和iss则上调.加入AI-2后,APEC对DF-1细胞的黏附和入侵能力分别下降到原来的57.35％和36.64％.[结论]AI-2对禽致病性大肠杆菌生物被膜形成具有浓度依赖性,在适宜浓度下能显著增强.AI-2能减弱禽致病性大肠杆菌毒力基因的转录水平和对DF-1的黏附和入侵能力.表明AI-2参与调控APEC致病性.     

黍稷种质资源芽、苗期耐中性混合盐胁迫评价与耐盐生理机制研究

【目的】评价黍稷资源对中性混合盐胁迫的耐受性,研究不同耐性黍稷在混合盐胁迫下的生理应答机制,挖掘耐中性混合盐胁迫的黍稷资源并探讨黍稷芽苗期耐盐鉴定的合适鉴定指标。【方法】试验设置4个不同浓度的中性混合盐（NaCl﹕Na2SO4=1﹕1）溶液进行胁迫处理（CK：0 mmol?L-1,T1：80 mmol?L-1,T2：160 mmol?L-1,T3：240 mmol?L-1）,对16份黍稷材料的发芽率、复萌率以及苗期正常种苗率、苗高、苗重等生长参数进行测定,采用模糊数学隶属函数法计算各指标的隶属值,通过比较各指标隶属值总平均值的大小来确定各材料耐盐性的强弱。【结果】随着混合盐浓度的增加,各参试材料的发芽率、复萌率以及苗期的存活率均呈现下降趋势,但苗高、根长以及苗鲜重和根鲜重随着盐浓度的增加呈现出先升高后降低的趋势,在80 mmol?L-1混合盐胁迫下多数材料的苗高、根长以及苗重和根重均高于对照。模糊数学隶属函数法排序结果显示中卫大黄糜、宁糜4号以及64-4129排在前三位,具有较强耐盐性,而巴盟573黄糜子、伊盟一点棕以及瓦灰软糜排在后三位,其耐盐性较差。耐盐材料的游离脯氨酸含量以及根中Na+含量和Na+/K+随着盐胁迫浓度的增加而增加,增加幅度要显著大于耐盐性较差的材料;与此相反,耐盐性较强的材料茎叶Na+含量和Na+/K+增加幅度小于耐盐性较差的材料。【结论】16份黍稷种质材料在对中性盐胁迫的耐受性上存在显著差异,通过模糊数学隶属函数法综合芽苗期各指标筛选出的耐盐材料可进一步用于耐盐育种与耐盐基因挖掘研究。     

盐分胁迫下四翅滨藜耐盐营养生理的研究

[目的]研究不同盐分胁迫下四翅滨藜耐盐营养生理,旨在探明盐碱地四翅滨藜的生物脱盐作用.[方法]采用不同浓度梯度的NaCl盐溶液作为渗透剂对四翅滨藜进行盐胁迫,测定四翅滨藜叶片的相关营养生理指标.[结果]四翅滨藜在盐胁迫下呈现出的抗盐营养生理机制主要有:随着盐浓度的升高,Na+/K+ 升高,膜透性增加,Na+ 的吸收促进K+ 离子的吸收;随着盐浓度的升高,四翅滨藜叶片全氮含量在缓慢地下降,继续维持盐胁迫下氮的代谢;四翅滨藜植株开始受到盐胁迫时,其叶片钙含量略有下降,但随着盐胁迫浓度的升高,其叶片钙含量有所回升并维持一定水平,下降幅度十分小,直至2.7;的盐胁迫下全氮和全钙含量迅速下降.[结论]四翅滨藜是一种耐盐程度较高的植物.