拟南芥G蛋白突变体gpa1-1、gpa1-2形态及生理特性分析

对拟南芥野生型Ws及其G蛋白α亚基突变体gpa1-1和gpa1-2的形态特征进行了比较，并研究了低温处理对其抗氧化酶系活力和丙二醛含量的差异。结果表明，与野生型相比，两突变体形态上发生了较大的变化，并表现出对低温反应敏感性的降低。低温12h时，野生型的SOD酶和POD酶活迅速发生变化，丙二醛含量迅速升高，而两突变体变化较平缓。     

黄瓜发育早期耐旱突变体筛选与鉴定

以863份黄瓜突变体和长春密刺野生型为材料,进行PEG-6000溶液(200 g/kg)模拟干旱发芽试验,通过比较发芽势、相对发芽率并综合胚根生长情况,初步筛选得到耐旱材料,再对筛选出的材料和野生型材料长春密刺进行苗期干旱(PEG-6000,200 g/kg)处理,并测定形态指标和生理指标,综合比较筛选得到耐旱新材料.结果表明,干旱发芽试验下,初步得到11份耐旱突变体材料.幼苗期干旱胁迫处理下11份突变体材料与长春密刺野生型各项形态指标和生理指标都呈现不同程度的变化,株高、茎粗和地下鲜质量均降低,而超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量及可溶性蛋白质含量上升.隶属函数法比较筛选得到7份高耐旱新材料.     

水稻突变体对土壤汞胁迫耐性机理的初步研究

    研究水稻中花11及其汞耐性突变体对土壤汞的耐性差异和引起差异的主要原因.采用盆栽土培试验,研究不同浓度Hg2+处理对野生型和突变体生长发育、产量、叶绿素含量、净光合速率、丙二醛(MDA)含量、水稻各器官Hg2+浓度和主要抗氧化酶活性的影响.结果表明:野生型和突变体经Hg2+胁迫后表型上有显著差异,突变体对Hg2+的耐性大于野生型.Hg2+对野生型生长发育和产量的抑制作用明显大于突变体;随着Hg2+浓度的增加,野生型叶绿素、净光合速率下降速度更快;突变体叶片中超氧阴离子(O2˙)产生速率和过氧化氢(H2O2)积累量低于野生型,野生型叶片膜脂过氧化程度更高;野生型和突变体的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及野生型的愈创木酚过氧化物酶(G-POD)活性、突变体的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈现先上升后下降的趋势;而突变体的G-POD活性和野生型的APX活性呈现上升趋势.与突变体相比,野生型叶片中抗氧化酶活性受到更显著抑制;突变体较强的抗氧化胁迫能力与其对Hg2+的耐性密切相关.     

硝酸还原酶介导的一氧化氮对植物铝胁迫耐受性的增强作用

以拟南芥野生型、一氧化氮(NO)产生途径相关突变体Atnoa1(NO合成酶缺失突变体)和nialnia2(硝酸还原酶缺失突变体)为材料,研究铝毒害对拟南芥野生型、Atnoa1和nialnia2的影响。试验结果显示,不同浓度(0~200μmol/L)Al Cl3处理抑制了拟南芥中根的生长,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的抑制趋势,而nialnia2突变体中根生长的抑制程度更严重。进一步的结果显示,Al Cl3处理增加了拟南芥中丙二醛和活性氧(H2O2和O-2·)含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中丙二醛和活性氧含量增加幅度更大;此外,Al Cl3处理显著增加了拟南芥中还原型抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)的含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中As A和GH含量增加幅度最小。这些结果表明,硝酸还原酶途径介导的NO在增强植物抗铝毒害过程中起着重要的作用。     

植物激素对棉花Ligonlintless纤维突变体的调控影响

以棉花野生型及突变体Ligon lintless为试材,研究不同种类和浓度的植物生长物质对大田棉株及胚珠离体培养后,胚珠或愈伤组织中GA、IAA、ABA、ZR等含量的影响。结果表明：经F、IAA、GA、ABA、BR处理后,离体胚珠IAA、GA、ABA、ZR的含量均高于对照;突变体和野生型胚珠在0DPA和＋1DPA时的发育情况无差异,第1批纤维均在0DPA起始,＋3DPA时,野生型胚珠表面的纤维较突变体长,两者第2批纤维均在＋5DPA时突起。     

植物激素对棉花Ligon lintless纤维突变体的调控影响

以棉花野生型及突变体Ligon lintless为试材,研究不同种类和浓度的植物生长物质对大田棉株及胚珠离体培养后,胚珠或愈伤组织中GA、IAA、ABA、ZR等含量的影响。结果表明:经F、IAA、GA、ABA、BR处理后,离体胚珠IAA、GA、ABA、ZR的含量均高于对照;突变体和野生型胚珠在0DPA和+1DPA时的发育情况无差异,第1批纤维均在0DPA起始,+3DPA时,野生型胚珠表面的纤维较突变体长,两者第2批纤维均在+5DPA时突起。     

拟南芥NO敏感突变体rsn1的特性分析

为了深入研究信号分子NO在植物中的调控机制,以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得的突变体库中筛选得到1株对一氧化氮(NO)敏感的突变体rsn1(Root sensitive to NO),对比分析突变体根对NO的敏感程度、气孔对脱落酸(ABA)的反应等指标,并且利用图位克隆技术初步定位突变基因。结果表明,尽管在正常生长条件下rsn1突变体的萌发率与野生型没有明显区别,但根对NO胁迫敏感,在50μmol/L硝普钠(SNP)处理下,野生型拟南芥的相对根长为48.7%,而突变体rsn1的相对根长仅为5.3%;通过分析气孔对ABA的敏感程度发现,rsn1对ABA调控气孔关闭不敏感,在10μmol/L ABA处理下突变体rsn1的气孔直径是野生型的1.9倍,而在正常条件下突变体rsn1的气孔直径与野生型差异不大,且突变体rsn1的失水率高于野生型拟南芥;遗传分析表明,rsn1是一个单基因隐性突变体;通过图位克隆初步判断突变位点在第5号染色体上。     

叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

拟南芥乙烯信号突变体响应脱落酸的生长表型分析

就拟南芥(Arabidopsis thaliana)乙烯不敏感突变体ein2-1、ein3-1、etr1-1和etr1-3对脱落酸(Abscisic acid,ABA)的响应进行了分析.结果表明,突变体对一定浓度范围ABA的敏感性存在差异.在黑暗条件下,ABA和1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-Aminocyclo-propane-1-carboxylic acid,ACC)共同处理对突变体下胚轴的抑制作用减小.光照和黑暗两种条件下共同处理时,各突变体根相比野生型均表现对ABA敏感性降低.正常光照条件下,ABA和ACC共同处理与ABA单独处理相比,ein2-1下胚轴生长敏感性降低,etr1-1下胚轴生长敏感性提高,etr1-1和etr1-3根生长对ABA敏感性降低;黑暗条件下ABA和ACC共同处理与ABA单独处理相比,ein2-1和etr1-1下胚轴生长对ABA敏感性降低,etr1-3根生长对ABA敏感性明显降低,表明ein2-1、etr1-1和etr1-3在不同条件下的ABA敏感性发生了变化.由此表明ABA有可能对ein2-1、etr1-1和etr1-3的乙烯信号转导通路产生影响.     

拟南芥二氧化碳突变体生理特性的分析

[目的]对2个已获得的拟南芥突变体：二氧化碳敏感突变体（cds1）和二氧化碳不敏感突变体（cdi1）进行一些生理特性分析,寻找它们同野生型之间的差异表型。[方法]利用表皮条生物学试验方法对拟南芥野生型和突变体叶片进行气孔开度、气孔密度和叶片失水率测定,同时采用培养基中添加脱落酸（ABA）、甘露醇（Man）和NaC l作为胁迫处理测定种子萌发率。[结果]2个突变体气孔密度同野生型基本一致,而气孔开度和叶片失水率则有明显差异。此外,种子萌发试验也表明cdi1对外源ABA、甘露醇和NaC l不敏感,而cds1则刚好相反。[结论]2个突变体同野生型之间生理特性存在一定的差异。     

低温条件下一氧化氮参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制作用

[目的]验证NO是否参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程,为植物在长期低温下生长的分子机制研究奠定基础。[方法]用可渗透细胞膜的NO特异性探针DAF-FMDA染色法测定4℃低温处理下,野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）和NahG突变体根中内源NO含量的变化。[结果]长期低温4℃处理可诱导植物中NO含量增加,并随时间的延长而升高;低温能够诱导野生型和NahG突变体中NO的产生,但体内水杨酸含量低的NahG突变体中NO含量明显低于比野生型。[结论]低温条件下NO参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程。     

低温条件下一氧化氮参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制作用

[目的]验证NO是否参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程,为植物在长期低温下生长的分子机制研究奠定基础。[方法]用可渗透细胞膜的NO特异性探针DAF-FM DA染色法测定4℃低温处理下,野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）和NahG突变体根中内源NO含量的变化。[结果]长期低温4℃处理可诱导植物中NO含量增加,并随时间的延长而升高;低温能够诱导野生型和NahG突变体中NO的产生,但体内水杨酸含量低的NahG突变体中NO含量明显低于比野生型。[结论]低温条件下NO参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程。     

低温胁迫下脱落酸及合成抑制剂对甘蔗幼苗抗氧化系统的影响

以甘蔗品种桂糖28号为材料,在低温胁迫前12 h用脱落酸(ABA)及合成抑制剂钨酸钠处理甘蔗幼苗,然后于不同时间采集叶片及幼嫩根系样品,测定低温胁迫下丙二醛(MDA)含量、活性氧(ROS)水平、抗氧化酶活性的变化.结果表明:低温胁迫提高了甘蔗幼苗抗氧化酶的活性.ABA处理的甘蔗幼苗ABA含量提高;抗氧化保护酶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性提高;超氧阴离子自由基(O2-.)、过氧化氢(H2O2)及膜脂过氧化产物MDA含量下降;而ABA合成抑制剂钨酸钠处理的结果则与之相反.说明ABA及合成抑制剂钨酸钠处理对低温胁迫下甘蔗幼苗抗氧化保护系统具有重要的调节作用.ABA对低温胁迫下甘蔗抗寒性的增强可能与ABA对抗氧化保护系统的诱导密切相关.     

黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。     

矮化大豆突变体叶片生理生化特性研究

矮化是一种优良的农艺性状。以"东农42"为野生型,以NaN3处理它而获得的矮化大豆"东泽11号"为突变体,对突变体与野生型叶片的生理生化特性进行了比较研究。结果表明,突变体叶绿素含量、还原糖含量、游离氨基酸含量、过氧化物酶活性随生育期延长逐渐增大,除50 d生育期时突变体叶绿素含量大于野生型外,其它生育期均表现为突变体小于野生型,叶绿素a/b两材料均接近2.6/1。生育期20、40 d时,突变体的还原糖含量、游离氨基酸含量小于野生型;生育期50 d时,突变体大于野生型。生育期20 d时,突变体的过氧化物酶活性略小于野生型;其它生育期时,突变体大于野生型。     

一种水稻全包穗突变体的发现及初步分析

从恢复系T893群体中得到一全包穗突变体,通过鉴定与分析,探讨水稻全包穗性状的遗传基础与生理机制,发掘水稻新的功能基因;对全包穗突变体的农艺特性、遗传基础、幼穗分化Ⅳ-Ⅷ期茎秆激素含量及对赤霉素敏感性进行了初步分析;突变体具有全包穗特性,并表现茎秆节间缩短,植株矮化,每穗颖花数减少,花粉育性部分降低;遗传分析表明突变体包穗性状受1对隐性基因控制;突变体与T893茎秆内源激素含量比较：突变体幼穗分化Ⅵ期、Ⅷ期时的GA4含量较野生型低,ABA含量高,IAA和Z的含量无显著差异;幼穗分化末期突变体对赤霉素反应钝感;初步研究表明,突变体的产生与水稻茎秆内源激素合成及代谢途径变化有关。     

盐胁迫下外源激素对黄瓜幼苗生理特性的影响

为了解决黄瓜设施生产中由于土壤次生盐渍化导致的连作障碍问题,以黄瓜品种哈研3号为材料,在三叶一心时期,使用225mmol·L~(-1)的NaCl溶液进行处理,模拟盐胁迫环境。喷施SA、ABA及GA,研究外源激素对黄瓜幼苗耐盐性的影响。结果表明:盐胁迫能使黄瓜幼苗细胞膜透性显著增加,叶绿素含量下降,丙二醛含量增加,SOD和POD酶活性增加,而喷施外源激素SA、ABA及GA进行处理,能有效减缓相对电导率、叶绿素含量和丙二醛含量的变化,同时增加POD酶和SOD酶的活性。     

拟南芥TUA2参与ABA胁迫下的种子萌发过程

【目的】利用反向遗传学研究拟南芥TUA2与ABA途径相关基因的相互关系以及对种子萌发的影响。【方法】采用PCR、Tail PCR和RT-PCR技术对来自ABRC的T-DNA插入TUA2突变体进行插入位点的鉴定和转录活性的分析;利用转基因技术获得TUA2超表达植株;检测了含不同浓度ABA的MS培养基中各突变体和TUA2超表达植株的种子萌发;通过RT-PCR检测了突变体中ABA途径相关基因HAB、ABI1、RD22和P5CS的表达变化。【结果】突变体tua2-1和tua2-2的T-DNA插入位点均位于TUA2的启动子区,且二者的TUA2表达量均升高。在含有ABA（0.8 μmol•L-1）的MS培养基中,突变体和转基因等5个株系的种子萌发延迟,播种第5天萌发率在6%-18%,相同条件下的野生型种子萌发率为76%;ABI1和HAB在TUA2超表达体中的表达明显低于野生型,受ABA诱导后被诱导表达的程度也远低于野生型。【结论】TUA2可能参与了ABA信号途径对种子萌发过程的调节。     

脱落酸处理对草莓幼苗抗冷性的影响

以草莓为材料,利用不同浓度的脱落酸(ABA)浸根处理和幼苗喷施处理,测定分析处理后草莓幼苗的各项生理生化指标数值变化,以探讨脱落酸对草莓幼苗抗冷性的影响。结果表明:经过ABA处理的草莓幼苗呼吸速率、根活力、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于对照,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)含量均高于对照,丙二醛(MDA)含量和电导率均低于对照。当ABA浓度为150ug·L-1时,草莓幼苗呼吸速率、根活力、SOD、POD和CAT活性达到最高值,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)含量达到最大值,丙二醛(MDA)含量和电导率达到最低值。两种处理方式比较,浸根处理有利于提高低温胁迫苗的根活力,叶面喷施处理有利于提高低温胁迫苗的呼吸速率和叶绿素含量,其他指标无明显差异。     

在低温下ABA对九里香生理生化的影响

为了探明ABA（脱落酸）对九里香的抗寒效应，对九里香离体枝条采用了不同浓度的ABA溶液处理，并分别置于2℃和0℃的低温下处理，以研究其生理生化变化情况．结果表明。采用0．0025％～0．0050％的ABA溶液处理，对九里香离体枝条中的Vc含量、POD（过氧化物酶）活性的降低、可溶性糖的消耗、电导率和MDA（丙二醛）的升高等均具有抑制作用；用较高浓度的ABA（0.0100％）溶液处理九里香，有的则有相反的变化，说明采用0．0025％～0．0050％的ABA溶液处理九里香离体枝条，能提高其抗寒能力.