H2O2和ABA对干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片抗氧化防护基因表达的影响

为确定H2O2和脱落酸(ABA)对干旱高温复合胁迫诱导的苗期玉米(Zea mays L.)叶片抗氧化防护系统的影响,利用玉米ABA缺失突变体vp5及其野生型Vp5为试验材料,在不同胁迫下使用H2O2清除剂KI,ABA抑制剂钨酸钠(T)预处理后,测定了体内4个抗氧化防护基因SOD4,GR1,CAT1和cAPX的表达.结果...     

高温胁迫下受小热休克蛋白26(sHSP26)影响的玉米叶绿体蛋白质的研究

以玉米(Zea mays L.)品种郑单958幼苗第2个新展开的叶片为试验材料,运用双向电泳(2-DE)和质谱分析等技术,确定高温胁迫下与s HSP26相关蛋白及其与叶绿体关系。质谱鉴定结果显示,胶上存在24个蛋白质差异点,属于14个蛋白质,归为6种功能类别,其中42%蛋白质参与光反应。与其对照相比,用s HSP26抗体(AT-s HSP26)处理后,与光合作用相关蛋白(ATP合酶α,β和γ亚基、放氧增强子蛋白(OEE1)、叶绿素a/b结合蛋白、细胞色素b6/f复合体铁硫亚基、光系统Ⅰ反应中心亚基Ⅳ和铁硫中心蛋白)表达下调。并且叶绿体PSⅡ的放氧速率明显降低。表明s HSP26通过调控光合作用相关蛋白,从而在一定程度上对叶绿体起到保护作用,最终影响玉米叶绿体的耐热性。     

水分胁迫诱导玉米Zmrboh基因表达及ABA在其中的作用

利用定量和半定量PCR方法检测了玉米野生型及ABA缺失突变体vp5的ZrnrbohA／B／C／D基因在水分胁迫下的表达情况。结果发现,水分胁迫能诱导玉米野生型ZmrbohA／B／C／D基因表达,并且表达在水分胁迫处理60rain、150rain时分别达到2个高峰,渗透势为-0．7MPa的水分胁迫诱导效果尤其显著;同样处理下vp5的ZmrbohA／B／C／D基因表达没有明显变化。表明：ABA参与了水分胁迫诱导ZmrbohA／B／C／D基因表达的过程。     

Ca~(2+)/CaM参与了sHSP26增强玉米叶绿体耐干旱高温复合胁迫

以玉米(Zea mays L.)品种郑单958为试验材料,利用免疫印迹等技术,确定干旱高温复合胁迫条件下,Ca~(2+)/CaM对sHSP26的表达、叶绿体抗氧化防护酶活性的影响。结果显示:(1)高温、高温干旱复合胁迫下sHSP26的表达量明显高于对照和干旱,经CaCl_2预处理后能显著增强sHSP26的表达;(2)经CaCl_2预处理后,叶绿体内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著增加,而经Ca~(2+)螯合剂EGTA及CaM抑制剂TFP和W7处理后,这些抗氧化防护酶活性显著下降。本研究表明,在干旱高温复合胁迫条件下适宜浓度的Ca~(2+)能够增强sHSP26的表达及提高叶绿体抗氧化防护酶活性,从而对叶绿体起到保护作用,提高植物耐热性。     

ABA对水分胁迫下玉米幼苗细胞氧化损伤的保护作用

以玉米种子苗为材料,通过添加ABA及其生物合成抑制剂fluridon(FLU)的方法,测试与分析玉米幼苗在水分胁迫下细胞内源ABA的动态变化及其与抗氧化损伤的关系.研究显示,水分胁迫引起玉米叶片膜脂过氧化和蛋白质氧化程度加重,质膜相对透性增加.利用外源ABA生物合成抑制剂fluridon抑制ABA合成后,水分胁迫引发的玉米叶片细胞氧化损伤加重,而添加外源ABA处理能减轻玉米叶片细胞的氧化损伤程度,表明水分胁迫下诱导和积累的ABA对玉米细胞氧化损伤起到了一定的保护作用.     

黑暗条件下木薯叶绿体比较蛋白质组学初步研究

以"华南8号"木薯叶绿体为研究材料,采用改进酚抽法提取总蛋白,通过一维和二维电泳,经Image Master分析,得到差异蛋白点进行质谱鉴定。结果表明:改进酚抽法可以从木薯叶绿体中提取高质量总蛋白;获得分离性好、分辨率及重复性较高的双向电泳图谱;比较黑暗条件下1,3,5 d木薯叶绿体的蛋白质表达谱,发现186个差异表达蛋白点;经MALDI-TOF MS质谱鉴定,获得28个差异蛋白,这些蛋白主要参与光合作用、碳固定、能量代谢、脯氨酸代谢、胁迫防御等代谢途径。本研究初步阐述了木薯叶绿体在黑暗条件下的蛋白质组变化,在蛋白质水平上鉴定出部分蛋白质的表达可能受光调控。     

小麦小分子热激蛋白TasHSP16.9基因在逆境应答中的表达分析

小分子热激蛋白(s HSP)是一类结构非常保守并具有分子伴侣功能的应激蛋白,可在高温和其他胁迫条件下诱导合成。为进一步研究s HSP在小麦耐胁迫性方面的作用,分析了小麦HSP16.9基因在逆境胁迫下的表达趋势,定量RT-PCR表达谱分析结果显示,高温、低温、干旱、高盐胁迫都诱导小麦Tas HSP16.9表达,表达量均有增加,表明Tas HSP16.9基因可能在小麦抗逆反应中发挥重要作用。     

水分胁迫诱导的玉米叶片钙调素基因表达及其与ABA和H_2O_2的关系

以玉米(Zea mays L.)为材料,探讨了水分胁迫下玉米钙调素(CaM)基因CaM1、CaM2和CaM3在叶片中转录水平的变化;并对水分胁迫下脱落酸(ABA)积累和H2O2产生与CaM基因表达的关系进行了研究.结果表明,25% PEG 6000模拟的水分胁迫能够诱导上述玉米CaM基因在叶中的表达,其中对CaM1和CaM3的影响较为显著,3个基因具有各自不同的表达模式.外源ABA处理也能显著诱导这3个基因的表达,施用ABA合成抑制剂FLU明显抑制了水分胁迫下CaM基因表达,暗示水分胁迫下CaM基因表达增强依赖于ABA的积累.外源H2O2处理下3个CaM基因均出现2次表达增强的情况,ROS抑制剂或清除剂并不影响外源ABA诱导的CaM基因的前期表达,仅抑制了后期表达,暗示H2O2参与ABA诱导的CaM基因表达后期的调控,它们之间可能存在交谈机制,并且这种机制在不同CaM基因之间具有普遍性.     

马铃薯 HSP90基因家族的全基因组鉴定及高温干旱胁迫下的表达分析

热激蛋白HSP90是植物中一类高度保守的分子伴侣,参与细胞内蛋白质稳态调控、底物蛋白的激活和热激因子的调控,在高温干旱等逆境胁迫中发挥重要作用。从12个茄科植物基因组中共鉴定出130个 HSP90基因,包含马铃薯的11个 HSP90基因,马铃薯 HSP90基因与番茄属植物的亲缘关系最近。马铃薯HSP90蛋白质基序较为保守;马铃薯 HSP90基因启动子分析发现其包含植物激素、高温胁迫、干旱胁迫响应等顺式作用元件。通过对高温、干旱胁迫条件下的马铃薯 HSP90基因进行qRT-PCR分析,热激后大多数 HSP90基因显著上调,4个 HSP90基因表达量极高;干旱胁迫下多数 HSP90基因也呈上调趋势,其中1个 HSP90基因表达量极高。STRING数据库预测出HSP90蛋白的22个伙伴蛋白,其功能涉及逆境胁迫应答、生长发育、信号转导等生物学过程;蛋白质互作网络分析发现5个高表达量 HSP90基因参与调控内质网未折叠蛋白反应（UPR,unfolded protein response）、细胞内蛋白质降解与活性氧（reactive oxygen species,ROS）生成,在抵抗极端逆境胁迫中发挥重要作用。     

NO介导ABA诱导的玉米叶片叶绿体和质外体的抗氧化防护

用硝普钠（SNP，NO供体）和ABA处理玉米幼苗，结果显示，ABA和SNP均增强了玉米叶片中抗氧化酶SOD、CAT、GR和APX的活性；激光共聚焦显微检测显示，ABA能够诱导叶片中NO的合成；NO清除剂PTIO和合成抑制剂L-NAME预处理阻断了ABA诱导的抗氧化酶活性的上升及NO的合成。对不同亚细胞区室的研究显示，ABA和NO对质外体和叶绿体中的抗氧化酶系统均表现出诱导效应，而PTIO和L-NAME阻断了这种诱导。上述结果表明，在玉米叶片中，NO介导了ABA的信号转导，诱导叶绿体和质外体中的抗氧化酶系统协同作用，共同提高了叶片的抗氧化防护能力。     

磷胁迫下油菜幼苗叶片差异蛋白表达的初步分析

以油菜品种中油821为材料,利用双向电泳技术研究足磷和缺磷条件下油菜幼苗叶片差异表达的蛋白质,进而为揭示油菜耐低磷胁迫的分子机制奠定基础.结果表明:经电泳、PDQuest分析后,缺磷处理下差异显著的蛋白质点有38个,19个表达量显著上调,19个显著下调.磷胁迫下蛋白表达量的差异说明逆境下植物体可通过多种蛋白的协调作用来...     

玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱分析

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术（2-DE）,结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默（15个）、偏高亲（13个）、偏低亲（8个）、杂种上调（6个）、杂种下调（7个）和杂种特异表达模式（3个）。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫响应、糖酵解、转录调控、蛋白折叠和降解、三羧酸循环、细胞骨架、发育及未知蛋白质等9个功能类别。【结论】玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到多个功能类别,可能与玉米叶片大小杂种优势的形成有关。     

外源脱落酸对盐胁迫玉米激发能分配和渗透调节的影响

利用气体交换和叶绿素荧光技术,研究了外施脱落酸(ABA)对NaCl胁迫玉米的光合、激发能分配及渗透调节的影响。结果表明,NaCl胁迫条件下,外施ABA能降低玉米叶片的净光合而导致过剩激发能的增多,但是ABA提高了盐胁迫叶片的光化学猝灭(qP),增强了热耗散(NPQ)能力,减少了过剩激发能的积累,从而减轻盐胁迫造成的光抑制。此外,盐胁迫条件下,ABA还能诱导玉米叶片脯氨酸含量增加,提高玉米的渗透调节能力。ABA的这些作用有效增强了玉米的抗盐能力。     

外源环腺苷酸对玉米叶片和根系中酶含量和活性的影响以及差异蛋白分析

以郑单958为试验材料,用100μmol·L~(-1) 8-Br-cAMP预处理玉米植株后,再进行高温胁迫处理,测定过氧化氢酶活性、丙二醛(MDA)含量、抗氧化防护酶活性和玉米叶片蛋白组的变化。结果表明,AMP预处理可能通过玉米植株高温条件下抗氧化防护酶活性的提高来清除ROS,从而降低MDA含量、提高玉米植株对高温的耐性。在4个处理(对照,高温处理,外源环腺苷酸预处理后的对照,外源环腺苷酸预处理后进行高温处理)之间,差异表达的蛋白点有47个。与对照相比,高温胁迫引起29个蛋白点丰度增加,4个蛋白点丰度下降。高温胁迫条件下,与无外源cAMP预处理相比,外源cAMP引起12个蛋白点的丰度增加,27个蛋白点的丰度下降。分析结果还表明,cAMP主要通过参与光合作用过程来增强植物对高温的耐性。     

低温胁迫下酸浆叶片蛋白差异分析

为进一步研究酸浆抗寒机理,以25℃室温条件(对照)和5℃低温处理条件下酸浆幼苗叶片为材料,运用蛋白质双向电泳结合质谱技术分析低温胁迫下酸浆叶总蛋白差异表达。结果表明:表达量存在显著差异的蛋白质点有16个,与对照组相比,表达量增加的蛋白质点9个,表达量减少的蛋白质点6个,新增蛋白质点有1个。经过鉴定,这些差异表达的蛋白质分别属于代谢相关蛋白、信号转导蛋白、能量相关蛋白、结合蛋白、抗性相关蛋白等。     

2种预处理对玉米组织全蛋白质双向电泳图谱的影响

为探索适用于双向电泳分析的玉米组织全蛋白质提取的最佳方法,建立适用于玉米组织的全蛋白质双向电泳体系,以玉米叶片和花粉为材料,在相同条件下采用PDQuest分析,分别比较了丙酮预处理和TCA/丙酮预处理玉米组织对全蛋白质双向电泳图谱的影响。结果表明,丙酮预处理和TCA/丙酮2种预处理提取法在玉米叶片中分别检测到634个和540个清晰的蛋白质点,在玉米花粉中分别检测到410个和320个清晰的蛋白质点。丙酮预处理的玉米组织有少量拖尾,蛋白质点丰度高,适合做质谱分析;TCA/丙酮预处理的玉米组织拖尾较轻,蛋白质点丰度较低,适合做蛋白质差异分析。     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

淹水胁迫条件下玉米苗期叶片蛋白质组学分析

采用双向电泳技术(2-DE)研究玉米苗期受淹后叶片的蛋白质组学差异,以进一步阐明玉米对淹水胁迫的响应机制。玉米种植10 d后进行72 h淹水处理,提取叶片总蛋白质、采用2-DE,利用图像分析,获得12个差异蛋白点。经鉴定得到9种蛋白质,这些蛋白质分别参与光合作用、氨基酸代谢、防御与胁迫和碳水化合物代谢等多个代谢过程。其中,参与光合作用、蛋白质折叠和氨基酸代谢的蛋白质表达基本被负调,而参与淀粉生物合成的2个蛋白质均上调。这说明淹水胁迫抑制了玉米的光合作用,而玉米植株则可能通过提高淀粉生物合成增加有机物质储备,从而有利于植株恢复。玉米对淹水胁迫的适应是一个复杂的生物过程,涉及到多种蛋白质的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。     

水分胁迫下玉米叶片中一氧化氮与钙和钙调素的相互作用

以玉米(Zea mays L.)为材料,研究水分胁迫下玉米叶片中NO与Ca2+和钙调素(CaM)含量之间的关系。结果显示:Ca2+鳌合剂、Ca2+通道阻塞剂和CaM拮抗剂预处理均抑制了水分胁迫诱导的NO产生和一氧化氮合酶(nitric ox-idesynthase,NOS)活性的提高,同时也能抑制水分胁迫诱导的叶片线粒体NO产生,而对叶绿体NO产生并没有影响;NO清除剂羟基2苯基4,4,5,5四咪唑1羟基3氧化物(2-4-carboxypheny l-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,c-PTIO)能抑制水分胁迫条件下Ca2+和CaM的产生以及CaM1基因表达,但对水分胁迫最初诱导的玉米叶片叶肉细胞原生质体Ca2+和玉米叶片中CaM1基因表达以及CaM含量增加没有影响。上述结果表明:水分胁迫下NO和Ca2+/CaM之间存在相互作用。     

叶面喷施外源ABA对胡椒抗寒生理生化及ABA信号转导相关基因的影响

[目的]筛选出能提高胡椒抗寒性的脱落酸(ABA)适宜浓度,明确低温胁迫条件下外施适宜浓度ABA对胡椒叶片ABA信号转导相关基因SnRK2和PYL表达的影响,为生产上提高胡椒抗寒技术及揭示ABA信号在胡椒抗寒中的作用机理提供依据.[方法]以热引1号胡椒为试验材料,通过叶面喷施0(CK)、25(T1)、50(T2)、75(T3)、100(T4)mg/L ABA及4℃低温胁迫处理,测定各处理胡椒叶片叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性(POD、CAT和SOD)、H2O2和MDA含量.在筛选出适宜ABA喷施浓度的基础上,进一步运用实时荧光定量PCR分析ABA信号转导相关基因的表达情况.[结果]低温胁迫后,不同浓度ABA处理的胡椒POD、CAT和SOD活性与CK相比均显著上升(P<0.05,下同),其中T2处理的POD活性升高最显著,T3处理的CAT和SOD活性升高最显著;随着ABA处理浓度的升高,H2O2和MDA含量呈先下降后上升的变化趋势,以T3处理含量最低,即一定浓度外源ABA处理对胡椒抗寒生理发挥积极作用.低温胁迫0 d时,不同ABA浓度处理的胡椒Fv/Fm和Fv/Fo无显著变化;低温胁迫4d时,其Fv/Fm和Fv/Fo均显著降低,但T3处理缓解Fv/Fm和Fv/Fo下降效果显著,即ABA预处理能够在一定程度上缓解低温对胡椒光系统潜在活性的抑制.低温胁迫0 d时,不同ABA浓度处理胡椒的qP和Yield无显著变化,但qN随着ABA处理浓度的升高明显下降,即正常生长条件下,外施不同浓度ABA对胡椒叶片的qP和Yield无影响,但会减弱胡椒的光保护能力;低温胁迫4 d时,不同ABA浓度处理的胡椒叶片qP、qN和Yield均有不同程度的下降,随着ABA处理浓度的升高,qN呈现下降、上升再下降的变化趋势,qP呈先下降后上升的变化趋势,T3处理成为转折点,即在低温胁迫下外源ABA能够提高胡椒的光保护能力,其中T3处理效果相对较好.低温胁迫条件下,ABA预处理可诱导ABA信号转导相关基因SnRK2和PYL提前并高表达.[结论]外源ABA通过提高胡椒抗氧化酶活性、降低H2O2和MDA含量及缓解低温对其光系统活性的伤害,从而提高胡椒抵抗低温胁迫的能力.外源ABA还能诱导胡椒ABA信号转导相关基因表达,启动和引发植株固有抗冻性基因的表达,进而提高其耐冻性.