Ca2+参与外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性的信号转导

【目的】从影响枇杷幼苗Ca~(2+)信号通路的角度,分析外源Ca~(2+)、钙离子通道抑制剂和钙调素拮抗剂对低温胁迫下幼苗抗氧化能力的影响,探讨Ca~(2+)信号在外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性中的调控机制。【方法】以2年生的早钟6号枇杷(Eriobotrya Japonica Lindl.cv.Zaozhong No.6)容器苗为试材,采用叶面喷施外源NO供体硝普钠(SNP)、氯化钙(CaCl_2)、钙离子通道抑制剂三氯化镧(LaCl_3)和钙调素拮抗剂N-(6-氨基己基)-5-氯-1-萘磺胺(W7)处理低温胁迫下的枇杷幼苗,试验共设6个处理,分别为叶面喷施SNP处理(T1)、CaCl_2+SNP处理(T2)、LaCl_3+SNP处理(T3)、W7+SNP处理(T4)、W7+LaCl_3+SNP处理(T5)以及叶面喷施H_2O (对照,CK),研究不同处理对幼苗过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)和钙调素(CaM)含量及过氧化氢酶(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)活性的影响,最后对低温胁迫下枇杷叶片各生理指标的相关性进行了分析。【结果】与对照相比,SNP处理(T1)和CaCl_2+SNP处理(T2)显著促进了叶片细胞CaM含量的增加以及CAT、POD、SOD和APX活性的上升,降低了细胞H_2O_2和MDA含量,从而减轻了细胞的膜脂过氧化程度,提高了枇杷幼苗的抗冻性。与对照相比,LaCl_3+SNP处理(T3)提高了叶片MDA含量,但是叶片H_2O_2、CaM含量以及CAT、POD、SOD和APX活性总体均显著降低。与对照相比,W7+SNP处理(T4)、W7+LaCl_3+SNP处理(T5)均显著增加了细胞H_2O_2和MDA含量,明显降低了叶片细胞CaM含量以及CAT、POD、SOD和APX活性。相关性分析表明,CaM含量与CAT、POD、SOD和APX等保护酶活性的相关系数均高于0.88,呈极显著正相关;而CaM含量与H_2O_2和MDA含量的相关系数分别为-0.721和-0.884,呈极显著负相关;4种保护酶活性与H_2O_2和MDA含量之间也呈现极显著负相关。【结论】外源Ca~(2+)和NO具有协同增强枇杷幼苗抗冻性的诱导效应,而LaCl_3和W7对外源NO诱导增强枇杷幼苗的抗冻性起阻遏作用,Ca~(2+)参与了外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性的信号转导。     

钙处理对低温胁迫下枇杷幼苗Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化水平的影响

【目的】探讨钙处理对低温胁迫下枇杷叶片Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化的调节机制,为枇杷抗寒性研究提供依据。【方法】采用外源钙(5 mmol/L CaCl2)和钙调素拮抗剂三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP,100mmol/L)处理Hoagland营养液砂培法培养的2年生"早钟6号"枇杷(Eriobotryajaponica Lindl.cv.Zaozhong No.6)容器幼苗,设钙预处理、TFP预处理和先TFP后钙处理,以未做预处理为对照,于-6℃人工气候室进行低温胁迫处理,研究钙处理对低温胁迫下枇杷成活率、CaM含量以及Ca2+-ATPase、CAT、SOD活性和H2O2、MDA含量的影响。【结果】与对照相比,钙处理显著提高了低温胁迫后枇杷幼苗的成活率、叶片细胞CaM含量以及质膜、内质网膜、液泡膜和线粒体膜Ca2+-ATPase活性,并激活了CAT和SOD活性,降低了细胞H2O2和MDA含量;而钙调素拮抗剂TFP对钙处理所诱导的上述生理效应均有抑制作用,削弱了幼苗对低温胁迫的抗氧化能力,加剧了低温对幼苗的伤害。【结论】钙处理提高了枇杷幼苗的抗冻能力,Ca2+-CaM信使系统可能参与了低温胁迫下枇杷抗冻性的诱导和调控。     

Ca2+与钙调素拮抗剂对辣椒幼苗抗冷性的影响

研究Ca2 和钙调素(CaM)拮抗剂W 7[N-(6-am inohexyl)-5-chloro-1-naphthalene su lfonam ide]对辣椒幼苗抗冷性的影响,结果表明:Ca2 浸种处理显著降低了低温胁迫下叶片电解质渗透率和MDA含量,提高了SOD、POD活性和可溶性蛋白质、可溶性糖的含量,而W 7浸种处理显著提高了低温胁迫下辣椒幼苗叶片电解质渗透率和MDA含量,降低了SOD、POD活性和可溶性蛋白质、可溶性糖的含量,说明Ca2 .CaM信使系统在辣椒幼苗抗冷调控过程中起着重要的作用。     

低温锻炼期光周期对笃斯越橘脂肪酸和碳水化合物含量的影响

利用气质联用法和高效液相色谱法研究低温锻炼期不同光周期处理对笃斯越橘(Vaccinium uligiuosum L.)枝条脂肪酸和碳水化合物含量影响,探究抗冻性与脂肪酸和碳水化合物含量关系,阐明抗冻性形成生理生态机制。文章以3年生笃斯越橘苗为材料,将苗木分别置于4℃低温下短日照(10 h)和长日照(14 h)人工环境,处理21 d后测定枝条相对电导率、脂肪酸、可溶性糖及淀粉含量。结果表明,低温和短日照共同作用显著降低饱和脂肪酸含量,提高总不饱和脂肪酸比例和脂肪酸不饱和度。硬脂酸含量和脂肪酸不饱和度与抗冻性有关。低温锻炼期蔗糖、葡萄糖、果糖和总可溶性糖含量显著提高,主要与低温诱导作用有关,受光周期影响较小。低温锻炼期短日照处理对淀粉积累诱导作用显著高于长日照。低温锻炼期温度对笃斯越橘抗冻性起主要作用;短光周期可提高低温锻炼效果,主要与脂肪酸不饱和度提高及淀粉含量增加有关。研究揭示笃斯越橘抗冻性形成的生理生态机制,为越橘属植物抗寒栽培、种质筛选和新品种培育提供理论依据。     

低温和干旱锻炼对杂交粳稻无性系抗寒性的生理效应

本文研究了低温和干旱锻炼对杂交粳稻无性系在低温下的存活率,叶片致死温度(LT50),叶绿素含量,净光合速率和电解质渗漏率的影响。经过低温、干旱或低温加干旱锻炼的稻苗,在5/5℃下4天的存活率明显增加,叶片LT50比未锻炼稻苗分别下降了1.8℃、1.6℃和2.2℃。锻炼过的稻苗在零上低温下能保特较高的叶绿素含量和净光合速率,较低的电解质渗漏率。试验结果表明:冷敏植物——水稻可以通过低温锻炼和干旱锻炼而增强其抗冷性和抗冻性。稻苗在简易温床中越冬存活试验的结果与上述实验室结果基本一致。     

Ca2+·CaM信使系统与水稻幼苗抗逆性研究初报

用LaCl3和CPZ(氯丙嗪)对水稻幼苗根系预处理以阻碍Ca2+.CaM(钙调素) 信使传导后,降低干旱、盐和低温胁迫下水稻幼苗存活率、相对含水量(RWC)、相对生长量,同时增大其质膜透性.表明Ca2+.CaM信使系统参与水稻幼苗抗逆性调控,阻碍Ca2+.CaM信使传导后,水稻幼苗抗逆性下降.     

草莓果实成熟衰老与Ca~(2+)、CaM、Ca~(2+)-ATPase和活性氧代谢的关系

 研究了春星草莓果实成熟衰老过程中Ca2 + 、CaM含量、Ca2 + ATPase活性和活性氧代谢的变化 ,结果表明 ,随果实成熟衰老 ,可溶性Ca2 + 含量和SOD活性呈下降趋势 ,O2-·产生速率呈升高趋势 ,Ca2 + ATPase活性先达到高峰后降低。CaM含量以采前白熟期和采后明显衰老期为最高。与常温 (2 5℃ )贮藏相比 ,低温 (4℃ )贮藏中上述生化变化较为缓慢。表明细胞内钙信使系统的活化和活性氧自由基的积累与果实成熟衰老密切相关。     

温度逆境锻炼对低温胁迫下番茄幼苗细胞膜脂质过氧化产物及抗氧化酶活性的影响

为了探索番茄植物交叉适应现象及其生理机制,以番茄品种东农704为材料,研究了低温和高温锻炼后番茄幼苗在2℃低温下叶片中丙二醛(MDA)和抗氧化酶活性的变化。结果显示,番茄幼苗经过适宜的低温和高温锻炼均可提高幼苗的抗冷性,并且高温锻炼在提高番茄幼苗抗冷性方面明显优于低温锻炼。2℃低温胁迫1d,未经锻炼幼苗与锻炼幼苗相比,其MDA含量明显升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性大幅度下降,即使在恢复生长2d后,MDA仍维持在较高的水平,SOD、POD和CAT活性水平也较低。番茄幼苗在低温和高温锻炼后、低温胁迫后和恢复2d后,MDA含量和酶保护系统变化各有异同。上述研究结果表明番茄植物具温度逆境交叉适应性,低温和高温锻炼诱导的番茄抗寒机制存在着差异性。     

耐低温玉米自交系的筛选及其叶片生理特性和细胞结构变化

为探究低温对玉米自交系存活率、叶片生理特性和细胞结构的影响,以91份玉米自交系幼苗为材料进行3℃低温胁迫,统计幼苗相对存活率并据此划分耐低温等级,测定并分析6份不同耐低温等级自交系叶片的可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量,相对电导率,POD、CAT、SOD活性,并对耐低温能力强弱不同的自交系叶片进行超微结构观察。结果表明,低温胁迫对玉米幼苗相对存活率的影响显著,91份自交系的耐低温等级可分为6级,其中耐低温能力强的自交系为农M6、WM40-2、C11-3、A15、A44、吉846/KL4-5、03-391,幼苗相对存活率为62. 96%～83. 33%。耐低温能力强的玉米自交系幼苗在低温下可积累较多的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸,且POD、CAT、SOD活性提高,以降低对细胞膜的伤害,依据叶片8项生理生化指标的隶属值综合进行评判,6份自交系的耐低温能力强弱为:农M6 A15 A46 C3-3南引37泽玉119-1,与根据相对存活率的评判结果一致。叶片超微结构分析表明,耐低温能力强的自交系在低温条件下叶片细胞结构变化较小,叶绿体结构比较完整,外膜清晰,基粒片层排列整齐并含有大量淀粉粒;耐低温能力弱的自交系叶片细胞结构变化较大,细胞变形和质壁分离严重,叶绿体结构中膜遭到破坏、局部破裂、基质外渗、淀粉粒数量增加,基粒片层排列紊乱、膨胀和发生扭曲。综上,低温胁迫影响了91份玉米自交系幼苗的存活率,耐低温等级不同的玉米自交系在生理和细胞结构上均产生相应的变化。     

壳聚糖对低温胁迫下核桃抗冻反应的激发作用

利用壳聚糖作为激发子,研究其对低温胁迫下核桃枝条相关酶活性与蛋白含量的影响,探讨低温胁迫条件下壳聚糖对核桃枝条抗冻反应的激发作用。通过对离体水培的香玲核桃枝条喷施1‰的壳聚糖,研究其在4℃低温胁迫6、12、24、36、48、72、96、120h后相关酶活性、过氧化物与抗冻蛋白含量,分析低温胁迫后壳聚糖对树体抗冻相关酶活性和蛋白含量的激发作用。结果表明:在-2℃的低温胁迫下,施用壳聚糖后,核桃枝条内SOD、CAT的活性显著高于未施用的低温胁迫对照,但POD活性与壳聚糖施用未呈正相关性;同时低温胁迫组中施用壳聚糖后的MDA含量比未施用壳聚糖显著下降,而脯氨酸的含量有显著增加。壳聚糖能够显著提高低温胁迫下核桃抗氧化酶活性和脯氨酸含量,表明壳聚糖能够作为激发子增强核桃树体的抗冻反应。     

低温锻炼对胡杨愈伤组织抗寒性、可溶性蛋白、脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响

胡杨(Populus euphratica)是唯一能在中国西北部半干旱地区存活和形成森林的高大乔木树种,对干旱、盐碱、低温等逆境有较强的耐受力。本研究以胡杨愈伤组织作为材料,检测了胡杨愈伤组织在低温锻炼过程中抗寒性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量以及SOD、CAT、POD活性的变化。结果显示低温锻炼(2℃)不仅提高了胡杨愈伤组织的抗寒性及脯氨酸、可溶性蛋白的含量,且增强了SOD、CAT等抗氧化酶的活性。     

金边卫矛冷驯化期间SOD和POD同工酶及蛋白的研究

采用凝胶电泳技术比较观察了金边卫矛冷驯化期间叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）同工酶谱及总蛋白的动态变化，就其变化规律与抗寒性的关系作了探讨,并首次鉴定了叶片中SOD的类型.结果表明:冷驯化期间叶片SOD同工酶未发生谱带数目的变化，但有谱带的增强表达，其中Cu-ZnSOD的变化较FeSOD明显.POD同工酶不仅有酶带的增强表达，而且有一条新的弱酶带出现.SOD、POD同工酶谱带随着冷驯化时间的延长而增强表达，但到达一个高峰后逐渐回落到接近对照水平.这表明植株在冷驯化期间随着SOD、POD同工酶变化而形成的低温适应机制可能是提高植株抗寒力的一个重要原因.金边卫矛在冷驯化期间诱导出4种分子量分别为18.7、19.5、15.7和18 kD的酸性蛋白，脱锻炼后仍然存在，表达量基本维持在低温处理时的水平，推测它们可能是抗冻蛋白，与冷驯化后金边卫矛在冰冻温度下的抗冻性相关.同时发现，叶片中多种蛋白质的含量与未驯化苗相比都有所增加，其中分子量分别为17.7、15.8 kD的碱性蛋白B和C及分子量为15.5 kD的酸性蛋白D的增强表达趋势较为明显，这3种蛋白在脱锻炼后含量均下降到接近对照水平，推测与植物在低温条件下代谢途径的改变有关.      

三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗基质的筛选(英文)

[Objective] The experiment was aimed to select effective and economical media for container seedling of triploid clones of Populus tomentosa that was carried out. [Method] The sandy loam, peat, perlite, vermiculite, riversand, sludge were taken as media of hardwood cutting and survival rate, seedling height were taken as indexes to select media for container seedling of triploid clones of Populus tomentosa. [Result] Different mixedmedia had great influence on survival rates of container seedlings. Taking peat and vermiculite with the proportion of 5∶2 (M10) or peat ,vermiculite with the proportion of 7∶2 (M11) or sandy loam (M1) as media would generate higher cutting survival rate that was higher than 90.0%. There were significant differece in height increments of container seedlings. Taking sandy loam, peat and vermiculite with the proportion of 6∶2∶2(M5)or sandy loam (M1), seedling height of 60-days the seedling was over 37.0 cm. [Conclusion] According to cost analysis of nursery medium, the optimum medium for hardwood cuttings container seedling-raising of triploid clones of Populus tomentosa was sandy loam.     

三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗基质的筛选

[目的]筛选有效又经济的三倍体毛白杨容器育苗基质。[方法]以砂壤土、泥炭、珍珠岩、蛭石、河沙、草浆污泥等作为扦插基质,以成活率、苗高生长量作为指标,对三倍体毛白杨容器育苗基质进行筛选。[结果]不同混合基质对容器苗成活率影响达到了极显著水平。泥炭与蛭石配比为5∶2（M10）、泥炭与蛭石配比为7∶2（M11）以及纯砂壤土（M1）为基质的扦插成活率较高,达到90.0%以上∶不同混合基质对容器苗高生长量的影响极为显著,砂壤土、泥炭以及蛭石配比为6∶2∶2（M5）以及纯砂壤土（M1）为基质组合的60 d苗高生长量达37.0 cm以上。[结论]结合育苗基质成本分析,确定砂壤土是三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗的最适基质。     

高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响

以毛白杨幼苗叶片为材料,研究高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响。研究发现,在30℃和35℃处理时,毛白杨幼苗叶片中叶绿素含量变化不大。在40℃高温处理时其叶绿素含量整体呈下降趋势,但在24～36h时,出现了小幅上升,之后急剧下降。     

毛白杨和皂荚幼苗应对自然干旱胁迫的响应

以北方重要的造林绿化树种毛白杨和皂荚的1 a生盆栽幼苗为试验材料,在自然干旱胁迫条件下,研究了毛白杨和皂荚幼苗的叶片含水量、水势、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化。结果表明:在自然干旱胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,毛白杨和皂荚幼苗的叶片含水量和叶片水势均呈降低趋势,叶片脯氨酸含量呈逐渐增加趋势,叶片可溶性糖含量呈增加—降低—增加的波动趋势;胁迫12 d时,皂荚幼苗叶片含水量和叶片水势的降低幅度均>毛白杨,叶片脯氨酸含量的增加幅度>毛白杨,叶片可溶性糖含量的增加幅度<毛白杨;毛白杨和皂荚幼苗的叶片水势与叶片含水量均呈极显著正相关关系,叶片脯氨酸含量与叶片水势呈显著或极显著负相关关系。     

低温胁迫对冬小麦恢复生长后植株细胞膜透性和丙二醛含量的影响

为研究不同冬麦品种植株低温胁迫恢复生长后细胞膜受伤害程度的差异,以4个抗寒性不同的冬小麦品种(系)为材料,设置封冻期3个温度(负积温分别为120、240和480℃)和恢复生长后4个温度(未经低温胁迫、-3、-6和-9℃)处理,比较低温胁迫恢复生长后品种间细胞膜透性和丙二醛含量动态变化。结果表明,随着低温胁迫的加剧,不同品种相对电导率和MDA含量均呈增加趋势。抗寒性强的冬麦品种恢复生长后的植株质膜稳定性大于抗寒性弱的品种。恢复生长的冬小麦对低温有一个适应过程,-3℃低温胁迫下,抗寒性有所增强;在-6℃低温胁迫下,细胞膜也有所恢复;进一步的低温,则导致膜脂过氧化的加剧。     

低温驯化对菊花品种抗寒性的影响

【目的】明确低温驯化的对于菊花耐冷性的积极作用,以期为菊花耐低温的深入研究和菊花抗寒品质的进一步挖掘提供理论参考。【方法】以姹紫嫣红和金龙腾云2个菊花品种为试验材料,分别设低温处理（-4℃下24 h）和低温驯化（先4℃下24 h即低温驯化过程,然后-4℃处理24 h）,以常温（25℃）为对照,测定并分析叶片中叶绿素含量、抗氧化酶活性、相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）及活性氧等生理指标变化,分析各生理指标的相关性,并运用隶属函数法进行2个菊花品种的耐低冷性综合评价。【结果】低温驯化和低温处理后,2个菊花品种叶片的叶绿素含量和抗氧化酶活性均表现出逐渐降低的趋势;而叶片的REC及MDA和Pro含量则表现出逐渐上升的趋势。经过低温驯化的2个品种叶片中的过氧化物酶（POD）活性、REC及MDA、Pro、过氧化氢（H₂O₂）和超氧阴离子（O-₂）含量均显著低于低温处理（P<0.05,下同）。其中,金龙腾云品种在POD活性、REC及Pro和O-₂含量表现明显,MDA和H₂O₂含量则在姹紫嫣红品种上表现明显;叶绿素含量和POD活性则显著高于低温处理;在金龙腾云品种上叶绿素a、叶绿素b含量及POD活性分别比低温处理提高38%、54%和18%,类胡萝卜素含量在姹紫嫣红品种中比低温处理增长一倍。相关分析显示,金龙腾云的耐冷性大于姹紫嫣红。在未经低温驯化条件下,金龙腾云的耐冷性表现优于低温驯化;而姹紫嫣红的耐冷性表现劣于低温驯化。【结论】低温驯化后,2个菊花品种生理特性均优于低温处理,金龙腾云比姹紫嫣红更耐冷,低温驯化对菊花叶片的机械损伤能起到一定的保护作用,降低了菊花细胞质膜受伤害的程度,进而提高菊花对低温的抵御能力。     

转基因三倍体毛白杨花粉活力及枯落物外源基因检测

目的长期持续的开展转基因林木安全性评价研究,对林木遗传改良育种工作的开展和转基因林木的生物安全性评价具有重要意义。方法对田间种植11年和13年的转AhDREB1基因三倍体毛白杨[（Populus tomentosa × P.bolleana）× P.tomentosa]花粉活力和杂交结实率进行检测。此外,对自然条件下转基因三倍体毛白杨枯落物中外源基因进行检测,并从转基因三倍体毛白杨林下根际土壤中筛选出44株卡那霉素抗性细菌,对其基因组DNA进行PCR检测。结果MTT和TTC染色检测结果表明转基因三倍体毛白杨花粉没有活力,杂交试验结果再次表明转基因三倍体毛白杨花粉不具备可授性和育性,其杂交结实率为0。转基因三倍体毛白杨的枯落物（枝、茎和叶）无论是埋在土里,飘落在地表,飘落在草坪上,其外源基因在3个月后均未能检测到。种植13年的转基因三倍体毛白杨枯落物中的外源基因暂未水平转移到根际土壤可培养细菌基因组中。结论未发现大田种植13年的转基因三倍体毛白杨对周围生态环境造成显著影响。