低温胁迫下外源ABA对玉米幼苗抗寒性的影响

为了探讨外源ABA对玉米苗期耐寒性的影响,选取了耐寒能力强的青农105和冷敏感的农华101为试验材料,对其进行低温和外施ABA处理后,测定2个玉米品种的MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量、保护酶活性和激素含量,并通过荧光定量PCR对低温胁迫相关基因的表达量进行了比较。结果表明,外源ABA处理降低了低温胁迫下2个玉米品种的MDA含量和相对电导率,提高了可溶性糖含量。抗寒品种青农105的MDA含量和电导率下降幅度大,而可溶性糖含量上升幅度大,外源ABA对抗寒性强的青农105作用更明显。对植物体内保护酶活性和激素含量分析发现,外源ABA可以提高低温胁迫下2个品种的SOD、POD、CAT、APX活性,增强清除活性氧的能力,减少活性氧物质的积累,抗寒品种青农105的SOD、POD、CAT、APX活性增幅较大,外源ABA对抗寒品种青农105作用更明显。外源ABA处理明显提高了低温胁迫下2个玉米品种的内源ABA的含量,降低了GA3、ZR、IAA含量,低温及ABA处理对抗寒品种青农105作用更明显。分子水平的证据表明,外源ABA处理增强了低温条件下一些与逆境胁迫相关基因的表达。对青农105和农华101的抗寒基因分析表明,低温胁迫诱导2个品种的Apx1、Fad8、Lip15、Cat3基因及抗寒品种青农105的Dreb1和Asr1基因的表达,抑制冷敏感品种农华101的Dreb1和Asr1基因的表达,结果发现,外施ABA对耐寒性强的玉米品种作用明显。为我国北方地区春玉米的生产提供了一些抵御冷害的策略。     

药剂诱导水稻幼苗抗寒机制研究

研究两个早稻品种在3种不同药剂(诱抗剂、 植物抗寒剂、 ABA)处理下经低温胁迫的若干生理生化效应。 低温胁迫下(6℃), 药剂诱导水稻幼苗叶片中过氧化物酶、 超氧化物歧化酶活性和叶绿素含量升高, 细胞粘度增大, 游离脯氨酸积累增加, 以及叶片电解质渗漏量减少。 三种药剂的抗寒效果为诱抗剂优于植物抗寒剂和ABA。     

水杨酸和脱落酸对低温下寒地冬小麦种子萌发的影响

用不同浓度的水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)单独及组合处理对寒地冬小麦种子进行浸种,在低温(4℃)下测定种子的发芽率、发芽势和发芽指数等萌发指标,种子芽长和根长,芽和根鲜重及干重以及丙二醛含量等生理指标,研究SA和ABA对低温胁迫下冬小麦种子萌发的影响.结果表明:低温胁迫下,一定浓度的SA和ABA浸种处理冬小麦的种子,可显著促进种子的萌发,并且,SA的抗寒效果比ABA更明显,二者配比组合(10-4 mol/L SA和10-5 mol/L ABA)具有最显著的缓解低温的效果.     

植物应答低温胁迫的研究进展

低温胁迫是影响全世界作物产量的主要非生物因素之一。当环境温度持续低于植物生长的最低温度时即对植物形成低温胁迫,主要是冷害和冻害。低温胁迫对植物的影响主要体现在酶活性、膜系统、细胞失水等,导致细胞代谢紊乱,甚至是细胞死亡。目前对植物响应低温胁迫的相关研究较多,也是发展较快的一项领域。随着现代研究技术的不断进步,关于植物抗寒性研究的方向不断更新,并且越来越多的研究方法被应用于鉴定植物抗寒性鉴定上。本研究主要从低温胁迫下植物生理生化、细胞结构、光合特性、分子生物学四个研究方面进行阐述,并对植物抗寒研究做出展望,为今后植物抗寒研究提供方向及理论基础。     

东农冬麦1号TabZIP2基因的克隆及低温和ABA作用下的表达调控

东农冬麦1号(Dn1)是首例能够在黑龙江地区安全过冬的强抗寒冬小麦品种,目前其体内很多相关抗寒基因已被研究。为了探索外源ABA对冬小麦TabZIP2基因在低温胁迫下的影响,以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)为试验材料,克隆了TabZIP2基因的CDS序列全长,并且利用生物信息学手段对其进行了预测分析。之后又以弱抗寒冬小麦品种济麦22(JM22)为对比材料,应用RT-PCR技术对TabZIP2基因进行逆境下不同冬小麦品种的组织表达分析,并且探讨不同温度下外源ABA对Dn1分蘖节和叶片中TabZIP2相对表达量的影响。生物信息学分析结果表明:TabZIP2基因包含759 bp的完整开放阅读框,其编码的蛋白由252个氨基酸组成,是一个分子量为26.595 6 ku的不稳定蛋白;二级结构预测α-螺旋(H)和无规则卷曲(C)占大部分;该蛋白无跨膜区和信号肽,亚细胞定位表示该蛋白在细胞核中,亲水能力较强,并且与二穗短柄草以及水稻亲缘关系较近,而且该蛋白有保守的碱性亮氨酸拉链结构域。表达分析结果显示:寒胁迫下,Dn1叶片要比分蘖节提前应答低温胁迫;Dn1分蘖节和叶片中的TabZIP2表达量明显高于JM22;经过ABA处理后,-10,-25℃下Dn1分蘖节和叶片中TabZIP2的表达增加,即ABA正向调节TabZIP2的表达,初步判断ABA可以提高冬小麦抗寒性。本研究初步探究了TabZIP2在Dn1抗寒方面发挥的功能,也为低温下ABA信号调控机制提供了支持。     

石蒜光合特性比较及其对温度胁迫的响应

为寻找适合林下栽培的石蒜种源,本研究通过比较19个种源石蒜光合参数,筛选出高光效种源,并进一步对该种源温度胁迫的响应机制进行分析。结果表明:在19个地理种源石蒜中,南京、黄山种源各项光合参数均处于优势水平,可作为高光效种源扩大生产。其中,南京种源在高温和低温胁迫下,Pn均降低,高温胁迫下Tr始终高于胁迫初期水平,在低温胁迫下Tr表现为不可逆的降低趋势。石蒜ACBP6基因受温度诱导,高温胁迫下的表达量显著高于低温胁迫下。在两种温度胁迫下,ABA含量均增加,但短期的胁迫中低温诱导的ABA浓度更高。石蒜的ACBP6基因和内源激素ABA可能参与了其对温度胁迫的防御反应。本研究为石蒜适宜种源筛选及温度胁迫响应机制研究提供理论依据。     

外源ABA及其抑制剂氟啶酮对冬小麦分蘖节抗寒指标的影响

为探讨外源ABA及其抑制剂对冬小麦抗寒性的影响,以强抗寒小麦品种东农冬麦1号为试验材料,于三叶期分别喷施10μmol/L脱落酸(ABA)和50μmol/L的ABA抑制剂氟啶酮,以水处理为对照,分别于4℃、0℃、-10℃和-25℃取小麦分蘖节进行抗寒相关生理指标的测定。结果表明,随着温度的降低,各处理可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低,脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量逐渐升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增强;ABA处理的可溶性糖、可溶性蛋白、Pro含量和SOD活性均高于对照,MDA含量低于对照;氟啶酮处理的各项指标与ABA处理呈相反趋势。说明低温胁迫下,外施ABA可以通过增加植物体内ABA含量,进而增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性来提高东农冬麦1号的抗寒性;一定浓度的氟啶酮可作为ABA抑制剂来研究植物的逆境生理。     

抗寒剂的叶喷施用方法及其对水稻秧苗抗寒性的影响

为了探明抗寒剂KHYE-1的叶喷施用方法及其对水稻秧苗抗寒性的影响。以早稻品种‘中嘉早17’为材料,用抗寒剂叶喷水稻秧苗并进行低温胁迫处理,用化学法、生化法测得生化数据。结果表明KHYE-1的最佳叶喷施用方法为叶喷浓度0.5%、叶喷次数为1次/天,连续3天、叶喷用量5.0 g/盒;在低温胁迫下,KHYE-1叶喷处理使秧苗N、P、K含量及叶绿素SPAD值维持较高水平,可溶性糖和脯氨酸分别比CK提高了147.4%和72.0%,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别比CK增加了80.2%、2.63%。其整体效果优于ABA。抗寒剂KHYE-1能有效增强秧苗抵抗低温胁迫的能力。     

脯氨酸与植物抗寒性的研究进展

脯氨酸是植物体内普遍存在的保护物质.作为一种有机溶剂,许多植物在低温胁迫下,体内的游离脯氨酸含量都增加.脯氨酸对植物抗寒的作用机理主要是:作为渗透调节物质、保护蛋白质分子、作为活性氧的清除剂、低温胁迫结束后可作为能源物质(或碳源)和氮源.笔者主要综述了低温胁迫下植物体内脯氨酸代谢的调节,脯氨酸积累作为抗寒指标的应用,转化脯氨酸代谢相关基因提高植物抗寒力方面取得的进展,以及脯氨酸类似物在抗寒育种中的作用.     

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。     

外源ABA对茶树抗寒生理指标的影响

为了研究外源ABA对茶树抗寒性的影响,用不同浓度的ABA喷施茶树枝条,根据叶片可溶性糖含量的变化确定适宜的浓度,再用最适浓度的ABA喷施茶树枝条,测定经低温胁迫后抗寒生理指标可溶性糖、丙二醛含量及相对电导率的变化。结果表明:50mg/L和250mg/LABA喷施茶树枝条对叶片可溶性糖含量影响最显著,但50mg/L较为适宜。-8℃低温处理48h后,ABA喷施的叶片可溶性糖含量高于对照40.13%,丙二醛含量低于对照10.42%。实验表明一定浓度的外源ABA可在一定程度上缓解茶树叶片的低温伤害,增强茶树抗寒性。     

甘蓝型油菜低温诱导的WRKY转录因子动态分析

为了解甘蓝型油菜WRKY转录因子在低温胁迫下的生物学功能,解析其在抗寒调控中的作用机制。本研究通过对低温胁迫下的甘蓝型油菜转录组数据进行生物信息学分析,鉴定出65个甘蓝型油菜低温诱导WRKY转录因子,经过序列比对、染色体定位和聚类分析,发现这些转录因子聚为3个大组7个亚组,有58个转录因子不同密度地定位在17条染色体上。在不同低温胁迫阶段,Ⅲ组响应低温胁迫最为迅速,Ⅰ组响应最为迟缓,Ⅱ组在各时间点响应数目保持稳定。定量PCR分析进一步验证了这些转录因子在低温诱导下的动态性和可靠性。其结果为进一步发掘抗寒基因,促进油菜抗寒育种提供了有效借鉴。     

脱落酸对低温胁迫下玉米幼苗生长和光合特性的影响

脱落酸（ABA）是作物生产中广泛应用的一种植物激素。探究ABA对低温胁迫下玉米幼苗光合特性的影响,为阐明低温胁迫下玉米幼苗叶片光合结构的防御保护机制提供理论依据。以玉米品种“久龙5号”为试验材料,采用盆栽试验,探讨了低温胁迫0、2、4、6、8d下不同浓度脱落酸对玉米幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,低温胁迫显著抑制玉米幼苗的正常生长,导致SPAD值下降,叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、PSⅡ光化学最大效率（F_v/F_m）和潜在光化学效率（F_v/F_o）水平下降,初始荧光（F_o）显著升高。外源喷施适当浓度的ABA能够显著缓解由低温胁迫导致的玉米叶片P_n、T_r和G_s下降幅度,提高F_v/F_m和F_v/F_o,降低F_o水平。由此可见,外源施加适当浓度的ABA能提高幼苗叶片的光合能力,提高PSⅡ反应中心活性,促进物质积累,提高玉米幼苗的耐冷性。同时,外源施加ABA存在一定的浓度效应,即“低促高抑”。本研究所设计浓度范围中15mg/L ABA浓度对光合抑制缓解效果最显著。     

外源ABA对低温胁迫下玉米幼苗内源激素含量及Asr1基因表达的调节

脱落酸(ABA)是低温逆境下的重要信号因子,为了探讨外源ABA对低温胁迫下玉米幼苗的生长调节作用,以耐低温玉米品种久龙5号为试验材料,采用不同浓度(5、15、25、35 mg L–1)ABA于玉米三叶一心时喷雾于叶片,并进行低温梯次处理。分析处理后玉米叶片相对电导率、抗氧化酶活性及内源激素ABA、IAA的含量变化,并采用Real-time PCR明确Asr1基因表达水平变化。结果表明,低温胁迫下不同浓度外源ABA处理的玉米叶片相对电导率整体呈上升趋势,SOD和POD活性加强,15 mg L–1和25 mg L–1ABA处理的SOD活性均显著高于未应用ABA处理,玉米內源ABA和IAA合成水平上升,应用ABA后Asr1基因相对表达水平上调,其中5、15和25 mg L–1浓度处理基因表达上调显著。相关分析表明,ABA含量与Asrl基因相对表达量、SOD活性均表现为极显著正相关,与POD活性显著正相关。说明Asr1基因表达受ABA的介导调控,Asr1基因表达量的提升,也促进了内源ABA的合成,抗氧化酶活性加强,提升了应用ABA后玉米的抗低温能力。但外源ABA的介导调控具有一定浓度效应,表现为低促高抑。     

香蕉幼苗叶片响应低温胁迫的比较蛋白质组学研究

香蕉是中国热带地区重要的经济作物,香蕉产业受寒害的影响极为严重。明确香蕉植株响应低温胁迫的分子调控机制有可能为培育和筛选出相对抗寒的香蕉品系提供研究基础。应用比较蛋白质组学对7℃低温处理0、3、5和7天的巴西蕉幼苗叶片总蛋白进行分析,发现有85个蛋白质点的表达丰度在低温胁迫后发现明显变化,通过质谱成功地鉴定了其中的82个蛋白,这些蛋白质主要参与蛋白质的加工及翻译后修饰、糖与能量代谢、光合作用等生理学过程。研究结果暗示低温环境下,香蕉幼苗叶片可能通过改变光合作用相关酶、糖类与能量代谢相关酶的表达量来调节能量与碳代谢,保证碳养分供应及吸收,同时通过超氧化物歧化酶清除系统来提高香蕉抵御低温的能力。研究结果将为研究香蕉抗寒的分子机制提供新线索,为香蕉抗寒育种提供新的候选蛋白。     

姜荷花‘玉如意’种球的抗寒性研究

姜荷花是国内新兴的一种热带花卉,但中国绝大部分地区冬季寒冷导致种球不能自然越冬保存。为了明确姜荷花‘玉如意’种球的抗寒生理、并找出提升种球抗寒性的方法。本研究对经不同低温胁迫处理‘玉如意’种球的各种生理生化指标进行了检测,并开展了种球的抗寒药剂筛选试验。种球抗寒性生理生化指标检测试验表明,‘玉如意’种球在9℃时开始受逆境胁迫;根据抗氧化酶系统和渗透调节系统的变化可知,在5℃和1℃时种球调动了自身的抗逆系统抵御环境的不良影响;而在-3℃时,各抗逆相关指标基本上降低到最低点,超出了种球的耐受极限。抗寒药剂筛选试验表明,各药剂处理(包括脱落酸(ABA),水杨酸(SC),芸苔素内酯(BR),6-BA,多效唑(PP333)等)对增强种球的抗寒性都有一定的作用。根据细胞受损程度分析,ABA、6-BA和PP333处理对种球的保护效果较好。ABA主要通过调整渗透调节系统来增加种球抗寒性,而6-BA则主要是通过调节抗氧化酶系统来达到目的。SC和BR处理的抗寒效果稍差。     

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。     

脯氨酸与植物的抗寒的综述

本文对低温胁迫下,脯氨酸在植物体内的变化、作用机理、代谢与调节及其在植物抗寒育种中的应用方面的研究进行了综述。     

ABA和PP333对蕙兰抗寒性的影响

为探讨植物生长调节剂ABA和PP333对蕙兰低温胁迫下抗寒性指标的影响,以蕙兰名品‘大一品’为试验材料,采用不同浓度的ABA和PP333对‘大一品’幼苗叶片进行叶面喷施处理,于光照培养箱[昼温/夜温=(5±0.5)℃/(0±0.5)℃]中进行低温处理,研究ABA和PP333对蕙兰抗寒性指标的影响。结果表明：ABA和PP333处理均降低了受低温胁迫的蕙兰叶片的相对电导率,提高了游离脯氨酸、可溶性糖含量和POD活性,对冷害具有缓解作用,所有处理中以15 mg/L和20 mg/L ABA处理效果最好。     

非生物逆境胁迫下普通小麦烟农19幼苗FeSOD基因表达分析

非生物逆境(高温、低温、干旱、盐胁迫等)严重影响作物生长,研究参与逆境胁迫应答基因具有重要的理论意义和应用价值。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一种广泛存在于真核生物中的金属酶类,在植物的抗逆性中起到重要作用。采用q RT-PCR技术,分析普通小麦烟农19幼苗叶中Fe SOD基因在盐、脱落酸(ABA)、干旱、高温、低温胁迫过程中的的表达模式。结果表明:在逆境胁迫下,普通小麦烟农19幼苗Fe SOD基因的表达量大体呈现先上升后下降的趋势。在37℃高温、-4℃低温、300mmol/L Na Cl、30%的PEG-6000和100μmol/L ABA胁迫下,Fe SOD基因的表达量分别在3、3、6、48和24h时最高,分别为对照的34.0、4.6、4.3、5.8、13.5和3.3倍,差异均达到显著水平,说明Fe SOD基因在普通小麦烟农19幼苗逆境胁迫中发挥着重要的调控功能,为进一步了解小麦抗逆分子机制和改良小麦品种提供理论依据。