超表达硒代半胱氨酸甲基转移酶基因对烟草硒酸盐胁迫的生理效应

研究了硒酸钠(Na2SeO4)对转硒代半胱氨酸甲基转移酶(SMT)基因烟草和普通烟草生长以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性的影响.结果表明,不同浓度硒处理转基因烟草的鲜重和株高均高于普通烟草,一定浓度范围内转基因烟草的GSH-Px活力受硒影响的程度低于普通烟草.方差分析表明,在20mg·L-1硒处理下,转基因烟草和普通烟草的鲜重、株高差异显著,转基因烟草的鲜重和株高分别是普通烟草的1.96倍和1.80倍:在10 mg·L-1、20 mg·L-1硒处理下,普通烟草的GSH-Px活力均极显著地高于转基因烟草,前者GSH-Px活力分别是后者的1.65倍和2.48倍.显示SMT基因的转入改善了烟草对硒的耐受性.     

硒酸钠和亚硒酸钠对甘蓝种子萌发及生长生理特性的影响

为探讨不同硒盐对甘蓝（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）种子萌发和生长的影响,以两种价态硒Ｓｅ＋６和Ｓｅ＋４的不同浓度５０、１００、１５０、２００、３００ｍｇ／Ｌ处理甘蓝种子,测定其发芽率、发芽势、根长、株高、鲜质量、干质量、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性和过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性．结果表明：Ｓｅ＋６高于１００ｍｇ／Ｌ和Ｓｅ＋４高于５０ｍｇ／Ｌ对种子的发芽率和发芽势都产生抑制效应;浓度高于１００ｍｇ／Ｌ的硒酸盐和亚硒酸盐对幼苗株高和根长,鲜质量和干质量都产生显著抑制效应（Ｐ＜０.０５）．５０ｍｇ／Ｌ硒酸钠处理甘蓝植株过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性较对照显著升高（Ｐ＜０.０５）,随着硒酸盐浓度增加,过氧化物酶活性一直维持相对较高的活性水平．过氧化氢酶活性对硒酸盐和亚硒酸盐不同浓度处理表现为起伏波动的响应特性,３００ｍｇ／Ｌ硒酸盐和１５０ｍｇ／Ｌ亚硒酸盐处理的甘蓝过氧化氢酶活性分别达到最大值．     

超表达AtCpNifS基因烟草的淹水适应性

对超表达拟南芥半胱氨酸脱硫酶基因(Cysteine desulfurase gene of Arabidopsis,AtCpNifS)烟草(Nicotianatabacum Linn.)和野生型烟草进行了不同时间的淹水处理.结果表明,淹水处理的转基因和野生型烟草叶绿素质量比均减少,但转基因烟草的减少量小于野生型.淹水10 d,转基因烟草的根系活力有一定程度上升,淹水20 d则下降;淹水后野生型烟草根系活力一直呈下降状态;另一方面,淹水后乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogen-ase,ADH)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)的活性均明显增加,转基因烟草的增加量较野生型烟草大.尤其是在淹水胁迫下转基因烟草表现的ADH酶活性明显增强的效应提示:超表达AtCpNifS基因对改善厌氧代谢可能有一定作用,说明转基因烟草表现出一定的淹水耐受适应性.     

镉胁迫对烟草生理特性的影响

为探明镉胁迫对烟草生理特性的影响,选用本生烟草（Nicotiana benthamiana）为材料,采用盆栽试验,挑选了生长4周健壮的烟草苗进行不同浓度镉胁迫处理（0,50,250和500 μg·L-1）,并于处理后一周分别取样并进行相关生理指标（叶绿素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性）的测定。结果表明：随着镉浓度的增加,本生烟草叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性呈下降趋势,过氧化物酶活性呈先升后降趋势,丙二醛含量呈上升趋势。试验数据表明低浓度的镉胁迫下烟草会出现自我保护现象,但浓度超过250 μg·L-1的镉胁迫一周会明显抑制烟草叶绿素合成及氧化酶系活性,进而对烟草细胞产生伤害。     

叶面喷硒对干旱胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

研究不同质量浓度硒处理对PEG(模拟干旱)胁迫下小麦幼苗形态及生理特性的影响,为小麦有效抗旱和合理补硒提供理论依据。用不同质量浓度硒(20,40,60 mg/L)处理PEG胁迫下的小麦幼苗,研究不同质量浓度硒对PEG胁迫下小麦幼苗株高、根长、根数及鲜干质量的影响,分析小麦幼苗叶片丙二醛、超氧阴离子自由基含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及叶绿体色素含量的变化。结果表明,适宜质量浓度的硒显著提高了PEG胁迫下小麦幼苗的株高、根长、根数及鲜质量、干质量、叶绿体色素含量,降低了丙二醛和超氧阴离子自由基含量,同时提高了SOD,POD活性。外源施硒对小麦幼苗生长中干旱胁迫有一定的缓解作用,以40 mg/L硒处理效果最佳。     

硒的不同价态和浓度对谷子硒含量和生理指标的影响

为了明确硒的不同价态和浓度对谷子硒含量和生理指标的影响,采用营养液水培方法研究了硒酸钠(Na_2SeO_4)和亚硒酸钠(Na_2SeO_3)对谷子根部硒含量、叶部硒含量及生理指标的影响。结果表明,硒酸钠处理对根部硒含量的积累影响显著高于亚硒酸钠处理;在低硒浓度(<1×10~(-2)mmol/L)时,硒酸钠对叶部硒含量的影响高于亚硒酸钠,在高硒浓度(>1×10~(-2)mmol/L)时,亚硒酸钠对叶部硒含量的影响高于硒酸钠,3×10~(-2)mmol/L亚硒酸钠浓度最有利于叶部硒含量的积累;硒浓度越高叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性越低;无机硒含量和形态对叶绿素含量的影响不显著,但不同处理的叶绿素含量存在一定差别。     

不结球白菜体内硒累积量与生理损伤指标的相关性

为了研究累积到作物体内的过量硒抑制作物生长的机理,以不结球白菜(Brassica rapa)为材料,分析了亚硒酸钠(Na_2Se O_3)处理不结球白菜根后,不结球白菜地上部可食部分硒累积量与生理损伤指标变化的相关性。结果显示:随着处理液中硒浓度的升高,不结球白菜地上部和地下部的硒累积量显著上升,且两部分几乎累积等量的硒;硒处理抑制不结球白菜生长,地上部硒累积量与鲜质量显著负相关;硒处理刺激不结球白菜地上部丙二醛的产生,地上部硒累积量与丙二醛含量显著正相关,而硒处理下丙二醛含量与鲜质量显著负相关;低浓度硒处理不影响不结球白菜叶绿素含量,但高浓度硒处理显著降低不结球白菜叶绿素含量,地上部硒累积量与叶绿素含量显著负相关,然而硒处理下叶绿素含量与鲜质量无显著相关性。表明,高浓度硒处理能够导致硒在不结球白菜体内大量累积,进而抑制不结球白菜生长。其中的主要原因可能是硒累积到不结球白菜体内导致的氧化损伤,而非叶绿素含量下降。     

超表达OsSsr1基因增强烟草耐盐性

本研究从水稻品种R109中克隆了OsSsr1基因（GenBank Accession No.NM₀01065574）,并用土壤根癌杆菌介导的方法,把OsSsr1基因转入本氏烟（Nicotiana benthamiana）中,提高了转基因植株的耐盐性。生理指标测定结果表明:在盐胁迫下,转基因和野生型植株中的丙二醛（MDA）、脯氨酸的含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性都呈上升趋势,但转基因烟草中MDA含量升高速率明显低于野生型,而脯氨酸的含量以及POD、SOD活性的升高速率明显高于野生型烟草。因此,OsSsr1转基因烟草耐盐性的增强,可能是脯氨酸含量和活性氧清除能力的提高引起的。     

超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力

【目的】研究超表达OsMGD基因烟草植株在低磷条件下的生长情况,为明确OsMGD基因对植物耐低磷胁迫的影响机理奠定基础。【方法】通过构建表达载体pGWB2-OsMGD和农杆菌介导的转化方法,获得超表达OsMGD基因烟草植株,用磷浓度为5μmol/L的HS营养液对转基因烟草植株进行低磷处理后,研究转基因烟草植株MGD活性、脂质和脂肪酸含量、叶绿素含量、根系鲜质量、根冠比和磷含量的变化情况。【结果】超表达OsMGD基因烟草植株中MGD活性增加了1~3.5倍;在转基因烟草植株中,半乳糖脂(MGDG和DGDG)、磷脂和总脂肪酸含量均显著高于野生型植株,但是转基因烟草植株中的脂肪酸组分与野生型相比无显著差异。低磷处理后,转基因烟草植株的生长情况明显优于野生型植株,转基因烟草植株中叶绿素含量、根系鲜质量和根冠比均显著高于野生型;在正常和低磷条件下,转基因烟草植株中的磷含量与野生型相比无显著差异。【结论】超表达OsMGD基因能增加烟草植株的细胞膜脂含量,使植物体内累积大量半乳糖脂和磷脂,从而提高了烟草植株耐低磷胁迫的能力。     

硒对镉胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

本文研究了镉胁迫下添加不同浓度亚硒酸钠(1、3、6、12 mg/L)对玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶活性、谷胱甘肽代谢酶活性、AsA和GSH含量、抗坏血酸和谷胱甘肽氧化还原状态、叶绿素含量以及单株鲜重等指标的影响。结果表明,镉胁迫显著降低了玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶DHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶γ-GCS和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著增加了AsA-GSH循环代谢酶GR和MDHAR活性以及MDA和H2O2含量。与镉单独处理相比,添加不同浓度亚硒酸钠均显著提高了AsA-GSH循环代谢酶DHAR、MDHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶GPX和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著降低了MDA和H2O2含量。除12 mg/L亚硒酸钠对GR和γ-GCS活性无显著影响外,其他浓度亚硒酸钠均显著增加了GR和γ-GCS活性。在所有亚硒酸钠处理浓度中,3 mg/L亚硒酸钠的处理效果最好。上述结果表明,亚硒酸钠可以增强玉米幼苗的抗氧化能力,从而增强玉米幼苗对镉胁迫的耐受性。     

外源ALA对常温和高温条件下裸燕麦生长发育及抗氧化酶活性的影响

以盆栽裸燕麦为试验材料,研究了常温和高温条件下喷施0、10、50、100 mg/L的5-氨基乙酰丙酸(ALA)对裸燕麦生长发育和抗氧化酶活性的影响,以期为提高裸燕麦耐热性和生产力提供参考依据。结果表明,在常温条件下,施用ALA增加了裸燕麦株高、叶长、叶宽、叶面积、干鲜质量、叶绿素a含量、叶绿素a/b、类胡萝卜素含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。其中,叶面积、叶宽、干鲜质量、SOD和POD活性均以50 mg/L ALA处理最高,株高、叶长、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、CAT活性均以100 mg/L ALA处理最高。在高温条件下,裸燕麦生长受到抑制,喷施ALA可减轻高温胁迫对裸燕麦的伤害,以50 mg/L ALA处理效果最佳,该处理下裸燕麦株高、叶面积、叶长、叶宽、鲜质量、干质量、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b及SOD、POD、CAT活性最高,分别较不施用ALA处理提高13.0%、43.6%、53.5%、39.6%、116.4%、34.5%、54.5%、21.8%、47.4%、19.1%、38.9%、105.4%。     

外源脯氨酸对盐胁迫下水稻分蘖期生长的影响

为了探索外源脯氨酸在农业生产上的应用价值,本试验采用盆栽法研究了不同浓度外源脯氨酸(5 mmol/L、15 mmol/L、30 mmol/L、45 mmol/L)对盐胁迫下水稻分蘖期形态指标、生物量、叶绿素含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明:盐胁迫下水稻形态指标(株高、分蘖、单株绿叶数)、生物量、叶绿素(叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素)和类胡萝卜素含量显著下降,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,但过氧化物酶(POD)活性无显著变化;盐胁迫下喷施不同浓度的脯氨酸对水稻植株形态指标影响不大,但可在短期内增加根鲜重和植株各部位干重,同时叶绿素、类胡萝卜素含量以及活性氧清除系统中SOD和POD的活性均有所提高。说明外源脯氨酸在一定程度上缓解了盐胁迫对水稻分蘖期生长的抑制作用,其中以30 mmol/L脯氨酸处理效果最好。     

复硝酚钠和枯草芽孢杆菌复配对烟苗生长和生理指标的影响

为探讨不同浓度的植物生长调节剂和微生物菌剂复配施用对烟苗素质的影响,以烤烟新品系20619为材料,采用漂浮育苗,在烟苗4叶1心期喷施不同浓度的复硝酚钠和枯草芽孢杆菌菌剂复配剂,对8叶1心(成苗期)烟苗主要生长和生理指标进行测定与分析.结果表明,复硝酚钠和枯草芽孢杆菌菌剂复配喷施后,8叶1心烟苗的干物质积累、根系活力、叶...     

过表达细叶百合LpNAC6基因增强烟草的耐盐性

目的NAC转录因子是一类具有多种生物功能的新型转录因子，在植物抗逆响应中发挥着重要作用。本文旨在克隆并研究细叶百合LpNAC6基因在逆境胁迫下的表达模式，探究其在烟草中响应盐胁迫的功能。方法本研究采用同源克隆技术克隆得到细叶百合LpNAC6基因，利用生物信息学软件对LpNAC6基因进行分析；通过基因枪法对LpNAC6蛋白进行亚细胞定位；利用实时荧光定量PCR的方法分析LpNAC6基因在不同非生物胁迫和不同组织中的表达模式；构建植物表达载体pBI121-LpNAC6-GFP转化烟草，通过对转基因烟草进行盐胁迫处理验证LpNAC6基因的功能。结果LpNAC6基因长909 bp，编码302个氨基酸，存在一个高度保守的NAM结构域，属于NAC基因家族。LpNAC6为不稳定亲水性蛋白，无信号肽和跨膜结构域，有5个糖基化位点和20个磷酸化位点，亚细胞定位在细胞核。LpNAC6基因与黄褐棉的NAC转录因子进化关系最近。细叶百合中LpNAC6基因对ABA、干旱、低温及盐胁迫均有响应。盐胁迫下，过表达LpNAC6基因的转基因烟草其SOD、POD、CAT的活性和叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白的含量均显著高于野生型。结论细叶百合LpNAC6基因能够响应ABA、干旱、低温、盐胁迫等非生物胁迫，其过表达能够提高转基因烟草在盐胁迫下的代谢活力和抗氧化酶活性，从而增强烟草耐盐性。      

甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5)克隆及其在转基因烟草中的表达分析

[目的]克隆甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5),并检测其表达特性,为探究其在植物抗逆中的调控机制提供理论依据.[方法]克隆CaHSP22.5基因并构建其表达载体pBI121-CaHSP22.5,转化农杆菌LBA4404后通过叶盘法转化野生型烟草,即获得CaHSP22.5转基因株系;以转pBI121空载体的野生型烟草为对照组.对转基因株系和野生型烟草进行4℃6 h低温处理,根据幼苗成活率测定CaHSP22.5基因表达对植株耐寒性的影响.采用脉冲振幅调制叶室荧光仪Li-6400测量4℃处理10 h后野生型植株与CaHSP22.5转基因株系叶绿素荧光,根据非光化学淬灭系数(NPQ)值测定CaHSP22.5基因表达对在低温下植株光合作用的影响;使用过氧化氢(H2O2)钛络合物法对烟草叶片中H2O2进行定量分析,通过测定活性氧(ROS)积累程度分析CaHSP22.5对植物光合系统的影响;采用检测柠檬酸合成酶(CS)活性的方法,在体外通过对变性CS复性的影响测定CaHSP22.5的分子伴侣活性.[结果]经低温处理后发现CaHSP22.5转基因株系13号、24号和32号幼苗的平均存活率分别为84%、75%和52%,而野生型烟草的平均存活率为30%,CaHSP22.5转基因株系烟草幼苗成活率菌高于野生型幼苗.低温处理10 h后发现CaHSP22.5转基因植株NPQ较野生型植株显著升高(P<0.05),说明转基因烟草中CaHSP22.5的积累有利于保护光合系统,在低温胁迫下清除ROS.同时发现低温胁迫导致植株ROS产量增加,CaHSP22.5转基因植系与野生型相比ROS积累水平较低.不同浓度的CaHSP22.5均可使变性的CS复性,且其CS活性均高于未添加CaHSP22.5的CS活性.[结论]CaHSP22.5蛋白可增强植株的耐寒性及光合作用,在植物体内可降低ROS积累,减轻脂质过氧化,同时具有分子伴侣活性.     

茶氨酸对烟草幼苗生长及生理特性的影响

为了研究茶氨酸对烟草幼苗生长及生理特性的影响,以云烟87为材料,进行水培试验,对不同茶氨酸浓度(0、0.5、1和5 mmol·L-1)处理下烟草幼苗的生长特征及部分生化指标进行测定。结果表明,茶氨酸会使烟草幼苗根长变短,地上部分、地下部分干重和鲜重、根冠比以及叶绿素含量明显降低;可溶性蛋白、脯氨酸和还原型谷胱甘肽(GSH)含量升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗氧化酶系统失衡导致H2O2在烟草幼苗体内累积引起膜脂氧化造成损伤,丙二醛(MDA)含量及相对电导率相应的升高进一步说明了上述结论。由此可见,外源施加茶氨酸会使烟草幼苗体内抗氧化系统失衡致使膜脂氧化引发氧化损伤从而抑制其生长。     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。     

转棉花CBF基因烟草的耐逆性生理指标测定

将棉花CBF基因转化入烟草,研究转CBF基因对烟草耐逆性的影响。对经PCR鉴定的阳性转基因烟草植株进行RT-PCR,结果表明外源CBF基因在转基因烟草中能够正常转录并表达。测定转基因烟草的各抗逆性相关生理指标,结果表明,转基因烟草的丙二醛含量明显低于野生型,为野生型的36.1%~81.1%;可溶性糖含量和POD活性均明显高于野生型烟草,分别达1.22~7.91倍和3.35~5.73倍,表明转CBF基因确实提高了烟草的耐逆性。