苜蓿属植物的皂苷类化学成分

综述了苜蓿属所含有的皂苷类化学成分,结果显示该属植物含皂苷类成分近60种,均为齐墩果烷(oleanane)型五环三萜,此类成分具有多种多样的生物活性,对于深入研究与开发苜蓿属植物具有重要的意义。     

新疆保存40年苜蓿、草木栖种子寿命的研究

17份贮存40年的苜蓿种子,经测定发芽率在90％以上的有6份占总数的35.3％,发芽率在60％以上者14份,占总数的82.4％,研究结果证明:在新疆保存的苜蓿种子寿命,一般在40年以上:同时也表明新疆的气候对植物种质资源保存具有很大的优越性。     

苜蓿组培中叶绿体DNA和线粒体DNA的变异

用差速离心法自继代培养5个月的愈伤组织中分离叶绿体和线粒体。用饱和酚、氯仿和氯化铯梯度离心的方法纯化二种细胞器的DNA。同时，用同样的方法自供体植物叶中分离和纯化叶绿体和线粒体DNA。采用了6种限制性内切酶、凝胶电泳和Southern印迹杂交的方法，比较了供体植物和愈伤组织中叶绿体DNA和线粒体DNA酶切谱带的变异情况。     

苜蓿生物技术研究进展

苜蓿是世界上重要的豆科牧草,它具有品质优良、易于栽培等特点,在生态环境保护方面也发挥着积极作用。随着分子生物学和植物基因工程的发展,在分子水平上对苜蓿进行遗传改良的研究已取得了部分成果。本文简单介绍了苜蓿组织培养的种类及影响因素,综述了近年来遗传转化和分子标记等生物技术在苜蓿研究领域的应用,并展望了苜蓿基因工程在今后研究工作中的重要地位和前景。     

苜蓿的合理利用

随着畜牧业中大量使用苜蓿、国家实施的天然草场保护、退耕还草工程中大量种植苜蓿,其合理利用的问题也随之提了出来。1苜蓿概述苜蓿是豆科苜蓿属多年生牧草,因其适应性广、产量高、营养价值高、适口性好被誉为“牧草之王”。苜蓿广受欢迎的另一个重要原因是生产成本低,易栽培,是良好的蜜源植物和水土保持植物,能有效的提高土壤肥力,具有良好的经济效益和生态效益。     

蒺藜苜蓿CIM基因的克隆及转化

CIM (Cytokinin induced massage)是expansin-B2家族的基因，该基因的主要功能是影响植物细胞壁的松弛程度，从而影响植被由幼苗长成成熟植株的过程以及对各种环境胁迫的抵抗。本研究选取蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)品种R108作为试验材料，采用PCR技术克隆出CIM基因。CIM基因的长度为828 bp，能够编码275个氨基酸。生物信息学分析显示：与蒺藜苜蓿CIM基因表达的expansin蛋白亲缘性相近的是鹰嘴豆(Cicer arietinum) expansin-B2蛋白。利用DNA重组技术构建植物表达载体35Spro::CIM，然后通过农杆菌侵染的方法将35Spro::CIM整合到紫花苜蓿叶片的基因组中，经过一段时间的组织培养，最终成功获得了20株转基因植物。本试验为以后探究CIM基因对植物发育进程的作用给出了数据参考和试验材料。     

GsZFP1基因植物表达载体构建及对苜蓿的遗传转化

从野生大豆中获得的具有耐旱、耐冷特性的锌指转录因子GsZFP1基因,构建到以CaMV35S为启动子、E12为增强子的植物表达载体pCEOM中,以bar基因为筛选标记基因,通过农杆菌介导法将构建的植物表达载体转化苜蓿品种农菁1号的子叶节,用含0.5mg/L草丁磷的筛选培养基进行筛选,获得了70株抗性植株,用PCR检测得到20株bar基因阳性植株,将获得的转基因植株进行GsZFP1基因的RT-PCR鉴定,获得3株RT-PCR阳性植株。结果表明,GsZFP1基因在苜蓿中得到表达。     

蒺藜苜蓿转录因子MtMYB的克隆、表达分析及拟南芥转化

MYB转录因子家族基因具有保守的DNA结合域,是植物最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的代谢调控,在植物生长发育和胁迫响应等方面发挥重要作用。为改良品种性状和提高生产实践能力,本研究采用RT-PCR法克隆蒺藜苜蓿MYB转录因子基因MtMYB,其编码区长255 bp,编码84个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码蛋白与其他物种MYB蛋白具有很高的同源性,其中与红三叶同源性最高。荧光定量结果表明,MtMYB基因在蒺藜苜蓿叶片中的表达量最高。MtMYB基因在外源IAA、6-BA的诱导下,总体都呈现先上升后下降的趋势。同时本研究成功构建35S::MtMYB的植物表达载体,并通过转基因技术将其转化至拟南芥中,PCR检测表明,MtMYB已成功整合至转基因拟南芥基因组中。RT-PCR检测表明,MtMYB能够在转基因拟南芥中正常转录。本研究为进一步探明MtMYB基因的功能提供了数据参考和实验材料。     

我国苜蓿属植物栽培品种的地理分布

我国共有苜蓿属(Medicago)植物13个种、1个变种,其中栽培品种主要是紫苜蓿(M.sativa L.)、野苜蓿(M.sativa L.)、花苜蓿(M.ruthenica(L.)Trautv.)、南苜蓿(M.hispida Gaertn)、天蓝苜蓿(M.lupulina L.)和其他一些一年生苜蓿,其中紫苜蓿(M.sativa L.)栽培最多、分布最广泛.经全国牧草品种审定委员会审定登记的苜蓿品种有36个,其中地方品种17个、育成品种17个、引进品种及野生栽培品种各1个.并在我国栽培品种可划分为6大种植区划的基础上,将地方品种划分为7个生态类型,育成品种划分为5种育种类型,而引进品种则非常多样化.如此丰富的种质资源不仅将在牧草的栽培选育过程中起到重要的作用,并对大力发展我国的苜蓿产业也有非常重要的意义.     

超量表达苹果酸脱氢酶基因提高苜蓿对铝毒的耐受性

在酸性土壤中,铝毒是许多作物正常生产的主要限制因子。虽可通过施用生石灰来改良土壤酸碱度,但只能改善土壤表层,在实际应用中受到很大限制。紫花苜蓿作为一种非常重要的牧草、饲料,在酸性土壤条件下苜蓿生长缓慢甚至死亡。我国南方水热资源丰富,但土壤多偏酸性,限制了苜蓿南移。有机酸能螯合铝离子,减轻铝对植物根系的危害。苹果酸是游离铝离子的有效螯合剂,而苹果酸脱氢酶(Malate Dehydrogenase,MDH)催化草酰乙酸形成苹果酸。本研究在苜蓿中超量表达苹果酸脱氢酶基因,通过抗生素筛选、组织化学染色和PCR扩增等技术鉴定出转化植株,并对转化株系进行了耐铝胁迫试验,比较分析了转基因株系与非转基因株系的的相对伸长量,转基因株系根相对伸长量比对照高出3．6％～22．5％。说明超量表达neMDH基因可提高了转基因苜蓿对铝毒的耐受性。     

植物低温胁迫调控机制研究进展

低温是影响植物生长发育和植被分布的一种非生物胁迫。当环境温度持续低于植物生长的最佳温度时即形成低温胁迫,包括冷害和冻害。冷害是指零度及以上低温对植物造成的伤害,细胞内不结冰,但会使喜温类植物产生生理性障碍,引起该类植物受伤或死亡。冻害是指零度以下低温对细胞造成损伤甚至死亡的现象。植物从感知低温到功能基因表达,进而抵御低温胁迫,相关调控机制一直是研究热点。本文综述了近年来植物低温胁迫相关研究,从信号感知、信号传导、功能基因表达、低温诱导的生理和细胞调机制等几个方面进行了分析讨论,并对植物抗寒研究做出展望,这将有助于抗寒植物新种质的培育。     

低温胁迫对番茄幼苗叶片中脯氨酸降解酶的活性及其基因表达量的影响

为了探讨脯氨酸代谢与番茄抗寒性之间的关系,采用常规方法测定了低温胁迫不同时间下番茄幼苗叶片中游离脯氨酸含量和脯氨酸脱氢酶活性,采用实时荧光定量PCR法检测了不同处理时间下脯氨酸脱氢酶基因的表达量,并分析了各项指标的动态变化。结果表明,在低温逆境下,耐寒性品种O-33-1中脯氨酸积累量总体呈增加的趋势,而冷敏感品种‘耐运2000’游离脯氨酸积累量下降,说明脯氨酸积累量的变化在一定程度上可以体现番茄抗寒性的强弱;ProDH活性在O-33-1中呈上升趋势,在‘耐运2000’中呈下降趋势,说明脯氨酸的积累受P5CS与ProDH相反方向的共同调节,使植物体内脯氨酸含量保持在适当的水平;2个品种在低温胁迫下ProDH基因表达量都显著降低,说明低温逆境抑制了该基因的表达,使脯氨酸的降解在转录水平上受到调节。     

低温胁迫对番茄幼苗脯氨酸积累及其代谢关键酶活性的影响

以抗寒性不同的3个番茄品种‘耐运2000’、‘京乐502’和‘O-33-1’为试材,采用常规方法测定不同低温胁迫时间和不同低温胁迫温度下番茄幼苗叶片中脯氨酸含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转移酶(8-0AT)活性、脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性的变化,以期探讨番茄的脯氨酸代谢对低温胁迫的响应机制及其与抗寒性的关系。结果表明：番茄幼苗叶片中的脯氨酸含量随低温胁迫时间的延长和温度的降低均呈先升高后降低的趋势,冷敏感品种‘耐运2000’的平均脯氨酸含量较低,抗寒性越强的品种的脯氨酸保护阈值越大;番茄幼苗叶片中P5CS和8-0AT活性随低温胁迫时间的变化均呈现先升后降的趋势,与脯氨酸积累正相关。在不同低温胁迫温度下,对低温越敏感的品种P5CS和8-0AT活性随温度的变化程度越大;当低温处理1天时,番茄叶片中脯氨酸含量下降,ProDH活性显著增加;随后ProDH活性呈现先降低后升高的趋势,这与脯氨酸的积累呈负相关。在不同低温胁迫下,番茄叶片中ProDH活性在一定低温范围内均出现降低以减少对脯氨酸的降解,增强植株的抗寒能力。     

WRKY转录因子与脱落酸在调控低温中的作用

为了探索WRKY转录因子与脱落酸在调控植物抵御低温的作用。本研究总结了低温对植物的影响,介绍了ABA作为低温信号通路载体的研究进展,归纳了ABA调控WRKY转录因子以及其他转录因子抵抗低温的研究以及调控低温中受ABA响应的转录因子,概括了WRKY在低温中的作用。最后指出低温胁迫对植物影响的分子机制及调控网络的研究是未来研究的方向。     

羽衣甘蓝抗寒生理特性研究

观赏羽衣甘蓝作为秋冬季节重要的园林绿化植物,抗寒性直接影响其推广和应用。为了阐明羽衣甘蓝响应低温的生理特性,揭示抗寒机理,以北京市农林科学院蔬菜研究中心生物技术课题组选配的优良F1杂种作为研究试材,分析不同低温处理下叶片电导率变化和半致死温度,以及渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的变化。结果显示,羽衣甘蓝叶片电导率在-5℃以下迅速升高,-10℃左右达到最大值;半致死温度为-10.3~-13.7℃,红色类型低于白色类型,羽叶和圆叶低于皱叶类型。上述研究结果与观赏羽衣甘蓝田间抗寒表现一致。低温处理下渗透调节物质含量和抗氧化酶活性响应特性表明,不同指标呈现不同的变化趋势,除了可溶性糖在-10℃含量最高外,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均在-5℃或-8℃达到最大值,并随温度进一步降低而下降。主成分分析结果表明半致死温度、可溶性糖和游离脯氨酸含量是导致羽衣甘蓝抗寒性差异的主要因素。研究结果为建立羽衣甘蓝抗寒性评价体系,进一步解析抗冻机理,培育抗寒新品种奠定理论基础。     

低温胁迫对甜菜抗氧化系统的影响

旨在研究低温胁迫对甜菜细胞膜过氧化及抗氧化系统的影响,并为研究其他植物的抗寒性生理机制提供参考依据。以甜菜品种‘KWS9147'为实验材料,采用水培方式栽培,设置了4℃的低温处理(L)和25℃的室温对照(CK),测定低温处理前后甜菜叶片中丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性的变化。结果表明,低温胁迫会对细胞膜造成损害并促使抗氧化系统产生防御作用,甜菜低温胁迫处理1天后与对照组对比,丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性发生了显著的变化,丙二醛(MDA)的含量增加了31.32%,总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,分别上升了10.74%、4倍、2.22倍、32.85%、和2.56倍。综上,甜菜在低温胁迫下抗氧化能力提高,从而清除活性氧自由基(ROS)的积累,减缓细胞膜脂过氧化对细胞造成的伤害。     

淮北地区小麦主栽品种对低温胁迫的响应及抗寒性评价

为给安徽淮北地区小麦安全生产提供指导,以当地主栽品种为材料,研究不同播期条件下小麦植株对低温胁迫的响应,结合自然低温下田间冻害情况及产量表现等,对主栽品种的抗寒性进行初步评价。结果表明,返青期-12℃以下时品种的抗寒性急剧下降;播期间小麦植株的抗寒性表现为：晚播>适播>早播;电解质渗出率均随温度的降低逐渐增大;地域间抗寒性差异明显;不同区域育成品种抗寒性强弱表现为山东省＞河南省＞安徽省;筛选出一批抗寒高产品种,如‘良星66’、‘山农20’、‘济麦22’、‘烟农19’等,可作为安徽淮北地区早播条件下种植的理想品种。     

Relationship between Frost Tolerance and Cold-Induced Resistance of Spring Barley, Meadow Fescue and Winter Oilseed Rape to Fungal Pathogens

Plants exposed to one stress factor may become more tolerant to another. Cold is the most often documented factor inducing plant resistance to pathogens. The aim of this work was to investigate whether resistance of spring barley and meadow fescue to Bipolaris sorokiniana and resistance of winter oilseed rape to Phoma lingam induced at 5 °C for 2, 4 or 6 weeks are associated with frost tolerance, water potential and soluble carbohydrate content. Cold‐acclimated plants of each species showed increased resistance to the studied pathogens. Barley, fescue and rape plants demonstrated higher frost tolerance after hardening, but only in the case of fescue a correlation between resistance to frost and resistance to B. sorokiniana was found. A significant decrease in the water potential of leaf cells was observed in cold‐acclimated barley and fescue. In these two species, water potential greatly affected resistance to B. sorokiniana. However, only in barley did accumulation of fructose, glucose and sucrose correlate as well with changes in water potential as with cold‐induced resistance to the pathogen. In the case of hardened rape, no correlation between the studied parameters was found. The results obtained indicated that the temperature of 5 °C used during cold acclimation was not favourable for hardening of this plant species.     

Effects of Sion Cold Resistance of Cymbidium Plantletsin vitro

To determine the medium with the concentration of Na2SiO3 , the effect of different concentrations of Na2SiO3 on cold resistance of Cymbidium plantlets in vitro was studied. The results showed that Si enhanced osmotic regulation ability of Cymbidium evidently on cold resistance with increasing contents of free Pro, soluble sugar, soluble protein and decreasing contents of MDA. Compared with CK, osmotic regulation substances are accumulated rapidly. Free Pro, soluble sugar, soluble protein, MDA could be adopted as reference indices to evaluate capability of frost resistance of Cymbidium. By experiment we stated Na2SiO3 (3mmol/L) could relieve low temperature injury of Cymbidium plantlets in vitro. Mitigative effect was reduced with increasing concentration of Na2SiO3 .     

Recent Progresses in the Studies of Genetic Engineering for Cold Resistance in Plants

Low temperature is one of abiotic stresses limiting the geographical location suitable for growing corps and periodically account for significant losses in plant productivity, so it's important for agriculture to improve the cold resistance of corps. Many plants can acquire increased frost tolerance after a period of exposure to low, non-freezing temperature through a complex adaptive process called cold acclimation. In the past ten years, with the great advance in the researches of molecular mechanism of cold acclimation, the studies of genetic engineering for cold resistance in plants have also been carried out extensively. Currently, there are two kinds of genes used in plant cold-resistant genetic engineering, Which are protective genes and regulating genes. Many studies indicate both kinds of genes have good prospect for improving the cold resistance of plants. However, there are also many problems in this field to be solved immediately.