外源海藻糖对干旱胁迫下烟草幼苗抗旱性的影响

[目的]研究外源海藻糖对烟草（Nicotiana tabacum L.）幼苗生长及抗旱性的影响,从而为其在种子加工及包衣方面的应用提供理论依据。[方法]试验通过PEG6000模拟干旱胁迫环境,比较了不同浓度海藻糖处理后对烟草幼苗生长的影响。[结果]在PEG6000模拟干旱条件下,烟苗明显受到干旱胁迫。外源海藻糖处理后的烟草幼苗在干旱胁迫下可明显提高叶片的相对含水量和叶绿素的含量,降低电导率和MDA的含量,提高POD、CAT和SOD酶活性;统计结果表明,海藻糖处理以浓度为10-15 mmol/L的效果最好。[结论]外源海藻糖可缓解干旱对烟草幼苗生长的胁迫,提高烟苗的抗旱性。     

海藻糖的应用及其合酶基因TPS在植物转基因中的研究进展

海藻糖是一种非还原性双糖,具有很高的稳定性和很强的吸水性等性质,能够提高生物体对各种非生物胁迫的抵抗能力.目前有很多研究表明通过转化海藻糖合酶基因增加体内海藻糖含量可能成为选育作物抗逆品种的新方法.该文对海藻糖的理化性质、生物学特性及其应用情况作了简要的概述,并介绍了编码酵母海藻糖合酶复合体基因的组成以及各个组成基因的功能,着重阐述了海藻糖合酶基因在植物转基因方面(尤其在提高植物抗逆性)的研究进展.     

外源海藻糖提高甘蔗幼苗抗旱能力并促进植株生长

【目的】研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响，为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据。【方法】以甘蔗品种ROC22和YZ05-51组培苗为试验材料，以30%PEG6000和12%PEG6000模拟干旱胁迫，设置0、10、100和200 mg·L^-1 4个海藻糖处理浓度。处理9 d后测定组培苗鲜重、干重及不定根数目，明确干旱胁迫下海藻糖促进甘蔗生长的最优浓度。然后，以正常条件为对照，检测在30%PEG6000、12%PEG6000、30%PEG6000+最优浓度海藻糖以及12%PEG6000+最优浓度海藻糖等处理下组培苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。最后，在30%PEG6000和30%PEG6000+最优浓度海藻糖处理后0、12、24和48 h 4个时间点，通过qRT-PCR方法检测YZ05-51组培苗抗旱相关基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平。【结果】海藻糖处理可缓解30%PEG6000和12%PEG6000干旱胁迫导致的植株鲜重和干重的下...     

硅提高植物耐旱性研究进展

硅对植物的生长发育及耐旱性有着重要作用,干旱胁迫会引起植物失水,抑制植物光合作用和正 常生长发育、进而降低作物产量,严重威胁粮食安全。虽然硅一直不被认为是植物必需元素,但有许多研究证明, 植物吸收硅后能够缓解各种逆境胁迫。系统总结了硅对干旱胁迫下植物生长发育、光合作用、渗透调节、抗氧 化调节等方面的国内外研究现状。研究表明,外源硅能够促进相关渗透调节物质的合成,缓解干旱引起的渗透 胁迫,还能提高相关抗氧化酶活性和抗氧化物质含量抵御氧化胁迫,从而提高植物耐旱性。但有关硅调控植物 耐旱性,目前在生理层面研究较多,有关硅是通过何种途径调控干旱胁迫下植物渗透物质合成以及各种抗氧化 酶活性的分子机理还不清楚,这方面可作为重点进一步研究。     

植物干旱胁迫响应机制研究进展

干旱是限制植物生长的重要因素,会诱导植物产生渗透失衡、膜系统损伤、呼吸与光合速率降低等不良反应,不仅妨碍植物各阶段的生长代谢,还影响农作物的高质高产。在与外部环境的互作过程中,植物会产生干旱响应,如通过根系和叶片结构、代谢物质成分的改变以及抗旱基因的表达来抵御干旱胁迫。从表型水平、生理水平和分子水平阐述了植物干旱胁迫响应的研究进展。其中,植物表型水平的干旱胁迫响应主要体现在根系和叶片的结构改变,而植物生理水平的干旱胁迫响应主要体现在光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质等方面,详细阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因,对研究中存在的问题进行了讨论,展望了植物干旱胁迫响应的研究前景。     

植物microRNAs在干旱胁迫响应中的研究进展

干旱是常见且反复出现的气候特征,严重影响农作物生产。microRNAs（miRNAs）是一类长度为18~24 nt的小分子非编码RNA,转录后的miRNAs可调节基因表达,参与植物生长发育过程。从miRNAs的发现、合成及作用机制,干旱胁迫响应miRNAs的种类及其靶基因、miRNAs介导干旱胁迫的响应机制等方面进行了综述,指出miRNAs在植物响应干旱胁迫过程中存在物种依赖性和组织特异性,且受干旱胁迫条件的影响。同时发现,目前植物miRNAs参与干旱胁迫响应的作用机制及其靶基因调控网络尚不清楚。对未来的研究前景如探究miRNAs调控基因中的顺式调控元件的特征、探索靶基因功能与植物干旱胁迫应答网络关键因子间的相互作用、植物抗旱miRNAs资源库的构建等进行了展望,以期为推动miRNAs在植物抗干旱胁迫中的应用提供参考。     

植物应答干旱胁迫的基因表达调控

综述了植物应答干旱胁迫的基因表达调控研究及干旱基因工程方面的研究进展。干旱是植物生长发育过程中经常遇到的最严重的非生物胁迫之一。当植物遭遇干旱逆境时,细胞迅速感知外界信号,通过信号转导进而激活许多干旱胁迫应答基因的表达,在植物体内产生大量的特异蛋白,协同调节植物生理生化以及代谢的变化,从而提高植物对干旱的耐性。     

海藻糖对大豆植物抗性的影响

将4种海水梯度和3种海藻糖梯度按体积比为1∶1组合为12种培养液处理大豆种子,观察种子发芽状况。结果表明:海藻糖能使海水胁迫引起的植物根和叶中的可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸含量的变化趋势减缓。高浓度的海藻糖可以更好地对抗1/4海水和1/2海水对大豆的胁迫。用0.05%的海藻糖处理大豆对抗1/3海水的胁迫作用,使大豆获得最大的抗性,从而验证了海藻糖的保护作用,并初步得出大豆植物在盐胁迫下能产生最大抗性的海藻糖浓度的规律。     

外源ABA提高干旱胁迫下植物幼苗抗逆性的光合生理适应机制研究

干旱胁迫对植物的生长有着显著的影响,是限制农业生产的重要因素之一。干旱逆境胁迫可导致植株代谢紊乱。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用,是植物的抗逆诱导因子。本文综述了在干旱胁迫下及外源ABA的添加对植物的光合生理适应机制的影响。     

拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制探究

制约作物生长发育最重要环境因子就是干旱,干旱胁迫对作为生产力具有普遍性影响,由干旱胁迫因素而造成的产量损失是其它胁迫因素的总和。为了提高作物的抗旱性能,达到在干旱情况下能够收获高产量、高品质的作物,一直是我国作物相关专家学者研究、关注的焦点。本文从模式植物拟南芥出发,再对干旱胁迫对植物的伤害进行分析,最后对拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制进行分析研究。     

植物耐旱性及其机理

本文综合评述了植物的各种耐旱机理。依据植物对干旱胁迫的反应行为,把植物的耐旱机理分为3个基本类型:(1)逃避干旱;(2)高水势延迟脱水耐旱;(3)低水势忍耐脱水耐旱。逃避干旱的植物(如沙漠短生植物)具有在严重的干旱胁迫发生之前就完成其生命周期的能力,但它们的特点本文未加以讨论。而着重讨论了忍耐干旱的植物的耐旱特点。高水势延迟脱水的植物是以保持水分吸收和减少水分丧失为其主要的耐旱特征。而低水势忍耐脱水的植物则是以保持膨压和原生质忍耐脱水为其主要特征。     

不同花生品种幼苗对旱涝胁迫的响应

选择8个存在旱涝耐性差异的花生品种,在幼苗期分别进行旱、涝处理,探讨不同花生品种幼苗生长对旱、涝胁迫的响应。结果表明:花生不同器官对旱、涝的响应有差异,叶片、地上部的干物质高度同步或一致,它们的耐旱与耐涝的机制可能具有某些共性,其次是根系干物质、茎秆干物质、根冠比,而株高、叶长对旱、涝的响应不同步或不一致;不同品种花生对旱、涝的响应有差异,湘花2008对旱、涝胁迫的耐性均最强,其次是W2-15;综合来看,旱促根而植株矮壮,涝抑根而植株徒长。     

北方主要造林树种耐旱机理及其分类模型的研究(Ⅰ)——苗木叶水势与土壤含水量的关系及分类

本文详细研究了我国北方部分主要造林树种苗木叶水势与土壤含水量的关系,结果表明:①苗木叶水势Ψ_w与土壤含水量SWC呈明显的“反J型”关系,应用双曲线方程y=a+b/x和指数方程y=ae~(b/x)拟合效果最优.②不同树种Ψ_w随SWC下降的变化差异很大,从而表明不同树种对土壤干旱胁迫的反应和适应不尽相同.依据Levitt和Kramer以及李吉跃等人对植物适应干旱方式的分类方法,应用系统聚类法将21个树种分为两大类4个亚类,即高水势延迟脱水树种(包括油松、樟子松、长白松、白皮松,华山松),亚高水势延迟脱水树种(包括二白杨、火炬树、华北落叶松),亚低水势忍耐脱水树种(包括文冠果、杜仲、沙枣、栾树、花椒、白榆、新疆杨.毛条、胡杨、红柳、侧柏),低水势忍耐脱水树种(包括山杏和山桃).相应于每一类为其建立了Fuzzy模式识别模型.这一模型可以在更为广阔的范围内判别其它树种的耐旱机理及其类型.     

花色苷强化植物耐旱性的生理机制

综述了花色苷提高植物耐旱性的可能生理机制。干旱胁迫可诱导植物细胞合成和积累花色苷。花色苷的光化学性质、亚细胞积累位点及其在植物器官、组织中的空间分布决定了花色苷能强化植物的耐旱性,其生理机制可能涉及3个方面,即：花色苷本身及其螯合的金属离子可直接通过充当植物细胞的渗透调节物质而优化细胞的渗透调节能力;恰当空间定位的花色苷能减轻植物在干旱胁迫下的光抑制、花色苷可有效维持并强化植物细胞在干旱条件下的活性氧清除能力。其中,花色苷提高植物细胞在干旱胁迫下的抗氧化能力可能是花色苷强化植物耐旱性的主要原因。该研究可为具花色苷合成和积累能力植物的抗旱机理探究和抗旱品种的培育提供参考。     

枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因转化小麦的研究

 【目的】尝试将枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因（SacB）导入小麦品种（系）02-371、02-207、郑麦9023和东农7742以提高其耐旱性。【方法】利用农杆菌介导法转化小麦幼胚愈伤组织，将SacB基因导入4个小麦品种，并对转化植株进行PCR和Southern杂交检测。【结果】SacB基因已整合到受体小麦的基因组中。转基因植株整合目的基因的拷贝数多为1～2个。4个受体小麦品种（系）02-371、02-207、郑麦9023和东农7742的转化频率分别为0.88%、1.48%、1.04%和1.23%。RT-PCR检测结果表明，SacB基因在部分转基因植株中得到表达，并使转基因小麦植株的耐干旱胁迫能力明显提高。【结论】向小麦中导入枯草杆菌SacB基因可增强其耐旱性。     

棉花钠尿肽基因GhPNP1的耐旱功能分析

【目的】分析棉花中钠尿肽GhPNP1的结构特征、表达模式以及耐旱功能,并分析其耐旱机制,为将该基因应用于作物改良奠定基础。【方法】通过对从植物中水平转移到大丽轮枝菌中的钠尿肽基因AVE1进行同源性搜索,得到与AVE1蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用MEGA5软件对AVE1蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用MEGA和expasy在线工具进行蛋白序列分析;并根据编码该蛋白的核酸序列设计引物在陆地棉品种奥3503中克隆到其同源基因GhPNP1。使用多种生物信息学软件分析GhPNP1的分子特性,包括GhPNP1编码蛋白的等电点、分子量、信号肽、进化关系等进行预测分析。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析GhPNP1在不同器官部位的组织表达模式以及受到PEG模拟干旱胁迫处理后的表达模式。将GhPNP1的cDNA序列连入CLCrV沉默载体中,构建GhPNP1的病毒诱导基因沉默载体CLCrV:GhPNP1,转入农杆菌,并通过和辅助载体CLCrVB共侵润2叶期幼苗进行叶片注射,获得GhPNP1的沉默植株。利用PEG模拟干旱处理沉默植株检测其耐旱性,并测定沉默植株的失水率、相对含水量、丙二醛（MDA）含量、总抗氧化活性（T-AOC水平）、离子渗漏率等与植物抗逆相关的生理指标。【结果】从陆地棉奥3503中克隆到的GhPNP1的开放阅读框长度为396 bp,编码131个氨基酸,信号肽长度为15个氨基酸,通过系统进化树分析GhPNP1编码的蛋白含有保守的钠尿肽结构域,与可可树的PNP蛋白进化关系最近。GhPNP1在棉花植株的根、茎、叶中均表达且在茎中表达量较高,PEG模拟干旱处理后根、茎、叶中的GhPNP1均上调表达。GhPNP1沉默后棉花植株耐旱性显著降低。在干旱条件下,GhPNP1沉默植株的MDA含量、离子渗漏率、叶片失水率均高于对照的未沉默植株;而沉默植株的总抗氧化能力（T-AOC水平）、相对含水量显著低于对照的未沉默植株。【结论】从棉花中克隆得到一个植物钠尿肽基因,受干旱胁迫诱导上调表达,沉默后耐旱性降低。推测GhPNP1可能通过cGMP信号途径参与棉花的干旱胁迫,在干旱胁迫下对棉花耐旱性起正调控作用。