灌浆期高温胁迫对玉米籽粒灌浆及产量的影响

为研究高温胁迫对玉米灌浆特性和产量的影响,以郑单958和先玉335为试验材料,研究玉米灌浆速率、淀粉合成相关酶活性、玉米产量及品质的变化特征。结果表明,高温胁迫显著降低了2个品种籽粒干重和灌浆速率,结合态淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶(SSS)、蔗糖合酶(SS)和蔗糖合酶磷酸和酶(SPS)活性和玉米产量显著降低;高温胁迫下籽粒蛋白质含量增加,淀粉含量减少。因此,灌浆期高温不利于玉米产量形成和品质的改善。     

热激蛋白与植物耐热性关系的研究进展

热激蛋白是一类响应逆境胁迫并且大量表达在生物体中的蛋白质。植物热激蛋白在减缓高温胁迫引起的伤害和提高植物对高温胁迫的耐受性中起着关键作用。近年来,植物热激蛋白在高温胁迫下的产生、分类与定位,热激蛋白及基因表达的调控以及热激蛋白的生物学功能等方面的研究取得较大进展,讨论了今后热激蛋白与植物耐热性关系的研究重点。     

高温对豇豆叶片细胞膜脂过氧化和蛋白质表达的影响

分析了高温胁迫条件下豇豆[Vigna unguiculata(L.)Walpers]幼苗叶片细胞膜透性和保护酶活性等理化指标的变化及品种间的差异,分析了高温胁迫对豇豆叶片蛋白质表达的影响.结果显示,在高温胁迫下,8个豇豆品种的热害指数差异有统计学意义,直观表现为之豇28-2和白籽豇豆耐热性强,而高产四号、宁豇三号和红豇豆的耐热性差;所有豇豆品种的细胞膜透性和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度均有不同程度的增大,但耐热性强的品种增幅较小;超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈现出先上升后下降的变化趋势,而耐热性强的品种增幅较大;耐热豇豆品种的可溶性糖浓度及高温胁迫后的增值均低于耐热性较差的品种;双向电泳结果表明,高温胁迫特异性诱导了15种和抑制了6种蛋白质表达,另鉴别到8种上调和10种下调表达蛋白.表明高温胁迫引起一系列生理生化和基因表达的变化.该研究为今后解析豇豆的耐热机理、选育耐热品种和发掘重要抗热基因等奠定了基础.     

钾素营养研究及钾胁迫下植物应激蛋白研究进展

钾是作物生长必需的大量营养元素之一,作物缺地其体内诱导产生异常的代谢活性,这些活动又因作物种类及品种不同而不同。钾与植物高蛋白含量有密切的相关性,缺钾胁迫下植物蛋白质代谢会发生一系列的变化,如某些蛋白质合成受阻,也有可能诱导产生新的蛋白质－应激蛋白。本综述了钾素研究取得的主要成果讨论在现代生物化学日益发展的情况下,进一步研究钾素胁迫下植物应激蛋白的技术。     

植物蔗糖合酶生理功能研究进展

蔗糖合酶(sucrose synthase)是植物糖代谢过程的关键酶,催化蔗糖的合成与分解,在淀粉和纤维素的合成、果实品质的形成、固氮的建立、生殖生长以及糖信号转导等过程中发挥了重要的调控作用。为系统地认识蔗糖合酶及其在植物生命活动中的重要作用,本文概括地介绍了植物蔗糖合酶在结构与定位、生理功能、分子特征、合成与分解活性动态变化以及遗传改良等方面的研究进展,并展望了植物蔗糖合酶的研究趋势,以期为蔗糖合酶的研究提供参考。     

外源水杨酸对2个绣球品种耐热性影响的研究

选择2个绣球品种‘含羞叶’和‘银边’为试验材料,采用叶片喷施不同浓度水杨酸（SA）溶液（0.25、0.50、0.75 mmol·L^-1和1.00 mmol·L^-1）并结合人工气候室模拟高温胁迫43℃/33℃（昼/夜）的处理方法,从形态表现、光合色素、膜脂过氧化酶、抗氧化酶活性、渗透调节物质等方面研究外源SA在提升绣球耐热性过程中的生理功能及其作用机理。结果表明,施用SA浓度为0.50 mmol·L^-1和0.75 mmol·L^-1后,2个绣球品种叶片受热害影响程度较轻,且施用适当浓度的SA能有效抑制高温胁迫下光合色素的分解,减缓细胞膜的氧化损伤,抑制丙二醛的积累,提升超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶的活性,增加细胞内的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸等细胞渗透调节物质的含量,进而减轻高温胁迫对绣球造成的伤害,诱导绣球耐热性提升,以0.75 mmol·L^-1浓度的SA处理对绣球耐热性提升效果最佳。     

干旱-高温交叉逆境对小麦叶片蛋白质表达的影响

采用溶液培养、PEG处理等方法,研究干旱、高温单一逆境以及干旱-高温和高温-干旱交叉逆境下小麦叶片蛋白质含量和组分的变化,同时探究外源 Ca²⁺和 Ca²⁺螯合剂 EGTA 对交叉逆境下小麦叶片诱导蛋白表达的影响,以探讨Ca²⁺信使系统及逆境蛋白表达与交叉适应的关系。结果表明,逆境胁迫会引起小麦叶片可溶性蛋白含量的升高,且交叉逆境下可溶性蛋白含量高于单一逆境胁迫;对小麦叶片全蛋白进行 SDS-PAGE分析发现,逆境胁迫诱导产生新的蛋白质,其中最为显著的是分子质量为34.3 ku 和 24.0 ku 的两种新蛋白,且交叉逆境下两种逆境蛋白的百分含量明也显高于单一逆境,特别是干旱-高温交叉胁迫表达量最高。用不同浓度的Ca²⁺（CaCl₂）处理小麦幼苗,均可提高两种逆境蛋白的表达量;而EGTA对两种逆境蛋白的表达产生抑制作用。逆境下可溶性蛋白质（包括新的逆境蛋白）的表达是植物对不同逆境交叉适应的生理基础之一。可见,Ca²⁺作为胞内信使参与植物的逆境信号传递过程。     

植物干旱诱导蛋白研究进展

干旱诱导蛋白是指植物在受到干旱胁迫时新合成或合成增多的一类蛋白。干旱诱导蛋白的差异表达不仅与植物的种类有关,还与干旱胁迫强度、时间及发育阶段等有关。文章从干旱胁迫强度、时间及发育阶段等方面,综述了干旱诱导蛋白的差异表达;介绍了多数干旱诱导蛋白表现出高度的亲水性、很好的热稳定性以及可以被诱导的共同特性;归纳了LEA蛋白、渗调蛋白、水孔蛋白以及抗氧化酶几种主要的植物干旱诱导蛋白的功能特点与研究概况,为对干旱诱导蛋白的进一步研究提供条件。     

植物在高温胁迫下的生理研究进展

高温是影响当前农业生产的主要的不利环境因子之一。根据高温胁迫下植物的生理机制研究进展,本文综述了植物在高温逆境下其生物膜的稳定性,氧化物和抗氧化系之间的平衡、胺的代谢、光合作用、热激蛋白的变化情况和其耐热性的机制,以及植物体内信号物质脱落酸(ABA),钙离子(Ca2 ),水杨酸(SA),茉莉酸(JA)对高温胁迫的响应。高温胁迫可以诱导内源脱落酸(ABA),钙离子(Ca2 ),水杨酸(SA),茉莉酸(JA)含量的增加,同时对应的几种外源的信号物质也可以提高植物的抗性。最后就今后这方面研究方向提出了思考。     

非生物胁迫对植物碳水化合物及其代谢相关酶影响的研究进展

非生物胁迫是制约农业发展的重要因素之一,主要从干旱胁迫、盐碱胁迫、高温胁迫、低温胁迫、重金属胁迫等方面,探讨植物碳水化合物(淀粉、蔗糖、葡萄糖等)、代谢相关酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖转化酶等)及调控相关酶基因(TsCCR、TsCAD1、C3H等)的响应,对于更好地了解植物对胁迫环境的生理应答机制具有重要的科学意义.     

植物低温诱导蛋白的研究进展

低温能够诱导植物基因的表达从而合成新的蛋白质,这些蛋白质具有增强细胞抗冰冻脱水能力、保护酶行使正常功能和代谢调节功能及稳定细胞膜等作用。植物低温诱导蛋白及其理化性质与抗冻关系一直是国内外的研究热点。综述了抗冻蛋白、脱水蛋白和热激蛋白3种低温诱导蛋白的最新研究进展及与植物抗冻性的关系。     

蛋白质组学在番茄非生物逆境胁迫中的研究进展

【目的】回顾近年来蛋白质组学在番茄逆境胁迫中的研究进展,综述蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温、其它)胁迫上的研究进展,为利用蛋白质组学技术进一步研究番茄响应非生物逆境胁迫的分子机制奠定理论基础。【方法】运用统计学方法收集文献资料,并分析汇总蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温等)胁迫的研究文献进展情况。【结果】盐胁迫耐受性(渗透调节,渗透保护,离子稳态,消除氧清除剂,胁迫反应等)与胁迫的持续时间有关;下调的蛋白主要参与代谢和能量转换,上调的蛋白参与信号转导或运输;干旱应答蛋白包括与耐热性和渗透性保护剂的产生、脂质代谢、细胞壁修饰、神经酰胺代谢和丝裂原活化蛋白磷酸化相关的蛋白;蛋白质广泛参与了细胞过程,包括防御/应激反应,离子结合/转运,光合作用和蛋白质合成;最初如何感知胁迫条件,以及植物器官激活了哪些主要反应,可以避免低温胁迫晚期相关蛋白的干扰。【结论】在非生物逆境胁迫条件下,番茄通过改变自身的蛋白质表达水平对各种非生物胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示番茄响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,是番茄抗逆生物学研究的重要组成部分。     

蔗糖对灌浆期水稻籽粒中蔗糖合酶活性的影响

蔗糖合酶是一种参与植物体内蔗糖代谢的重要酶。实验采用了离体穗培养技术研究蔗糖对蔗糖合酶活性的调节作用。结果表明,蔗糖处理显著提高了水稻籽粒中蔗糖合酶活性,而且蔗糖合酶活性随着蔗糖浓度增加而增加。当用同浓度渗透调节剂甘露醇、山梨醇和氯化钾,及其它单糖如葡萄糖、果糖,以及两者混合物等代替蔗糖处理,都不能产生与蔗糖相同的效应。说明蔗糖对蔗糖合酶活性的影响并不是渗透胁迫引起的。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光合机构运转的影响

[目的]研究外源SA对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和光合机构运转的影响。[方法]用0.5 mmol/L水杨酸（SA）溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,将预处理植株进行高温强光[35℃,1600μmol/（m2.s）]胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶活性氧代谢、叶绿素荧光参数及D1蛋白的变化。[结果]SA预处理有效抑制了高温强光下D1蛋白的净降解,保持了较高的D1蛋白磷酸化水平,高效防护了高温强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物岐化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,维持了较高的通过PSⅡ电子传递速率（Fv/Fo）、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ФPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）。[结论]SA预处理明显减轻了高温强光胁迫对光合机构的损伤,保证了PSⅡ的正常运转。     

聚乙二醇渗透胁迫对藜幼苗叶片干旱诱导蛋白和可溶性蛋白的影响

[目的]探讨渗透胁迫对藜幼苗叶片干旱诱导蛋白和可溶性蛋白的影响。[方法]用浓度5%、10%、20%聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱对藜幼苗进行胁迫处理,测定相关生理参数的变化。[结果]SDS-PAGE电泳结果显示,PEG胁迫可引起藜叶片产生110.3、103.9、22.7、19.2 kD 4种新的蛋白谱带,其中110.3、103.9 kD蛋白谱带的量随PEG浓度的增加而增加。随着胁迫时间的延长,浓度5%PEG胁迫下叶片中可溶性蛋白含量的变化表现为缓慢上升的趋势,浓度10%、20%PEG胁迫下叶片中可溶性蛋白含量的变化表现为先升后降的趋势。[结论]藜在渗透胁迫下,可溶性蛋白质增加,并有新的蛋白质合成。     

钼提高植物抗逆性研究进展

钼（Mo）作为植物必需的微量元素,在促进植物生长发育和增强植物抗逆性方面发挥着关键作用。植物对钼的吸收转运主要受到钼酸盐转运蛋白基因MOT1和MOT2调控,钼进入植物体内以含钼酶形式参与植物生长代谢,其中对植物抗逆性方面的调控主要表现为：钼通过含钼酶硝酸还原酶、醛氧化酶、黄嘌呤脱氢酶影响植物体内的光合碳氮代谢、激素合成和活性氧代谢进而调控植物抗寒性;钼通过硝酸还原酶和醛氧化酶介导的信号转导过程调控根系发育、养分水分利用及抗旱基因表达,进一步影响脂质合成与代谢调控植物抗旱性;最新研究还发现钼在植物适应盐胁迫、缓解重金属胁迫方面也具有重要作用。这些研究结果为通过钼营养调控提升植物的抗逆性提供了新思路。     

高温胁迫下景宁木兰淀粉与蔗糖代谢途径转录分析

  目的  从分子生物学角度探究景宁木兰Magnolia sinostellata能否适应城市高温环境,为木兰属Magnolia植物城市推广应用和胁迫分子研究奠定基础。  方法  采取人工控制实验,对景宁木兰幼苗进行40 ℃极端高温处理,测定果糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉碳同化产物,以及果糖磷酸酶、蔗糖磷酸合成酶,进行了转录组测序。  结果  随着胁迫时间的延长,景宁木兰叶片果糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉质量分数发生一定的变化,但是差异不显著(P＞0.05),果糖合成酶活性呈现显著下降趋势(P＜0.05),蔗糖合成酶变化不显著(P＞0.05)。转录组数据进一步揭示了在高温胁迫下,相比于24 h,48 h时景宁木兰叶片调节淀粉合成的SS(Unigene 40295)、Glc-1-pa(Unigene 38453)、GBE(CL4668.contig3)基因的表达量增加,随着高温胁迫的加深,调节蔗糖合成的SPS基因呈现下降趋势,并通过荧光定量验证了以上结果。  结论  景宁木兰对极端高温(40 ℃)有一定的短时耐受性,为应对高温胁迫,不但碳同化产物发生显著变化,调控淀粉与蔗糖代谢途径的关键基因表达也发生了变化,进一步证明了高温会导致景宁木兰叶片内蔗糖和淀粉的相互转化。图4表3参25     

9个东方铁筷子品种的耐热性研究

【目的】探究高温胁迫下不同品种东方铁筷子的耐热性差异,筛选适合在我国夏季高温地区园林应用的东方铁筷子耐热品种,为铁筷子耐热新品种的培育提供亲本材料。【方法】以9个东方铁筷子品种为试验材料,通过人工模拟高温胁迫,观测其热害症状,检测高温胁迫对其生理指标的影响,研究其高温耐受性;并结合隶属函数分析对其耐热性进行综合评价。【结果】 高温胁迫条件下,单瓣白和单瓣白粉脉无明显热害症状;9个东方铁筷子品种总叶绿素（Chl(a+b)）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、类胡萝卜素（Caro）和相对含水量（REC)下降,而相对电导率(RWC)、过氧化氢(H₂O₂）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性增加,丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro)含量以及过氧化物酶（CAT）活性的变化因品种而异。隶属函数分析结果表明,9个东方铁筷子品种耐热性排序为：单瓣白>银莲花白斑>单瓣白粉脉>银莲花白>重瓣白斑>银莲花红>重瓣红>重瓣白>重瓣绿斑。【结论】9个东方铁筷子品种中单瓣白耐热性最强,适宜在夏季高温地区园林中引种栽培。     

水稻幼苗获得性耐热性研究

[目的]研究水稻幼苗获得性耐热性诱导过程中的生理生化变化。[方法]以水稻幼苗为材料,设置45℃高温胁迫、35℃高温驯化90min后于25℃恢复120min,再进行45℃胁迫120min2种处理方法,研究高温驯化对水稻幼苗耐热性以及幼苗根、茎生长、细胞膜透性、相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量的影响。[结果]45℃高温导致水稻根和茎的生长受到抑制,相对电导率、相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白以及可溶性糖含量下降。35℃高温驯化能够减轻水稻幼苗根、茎生长抑制和膜损伤程度,并使相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量维持在相对较高水平,水稻幼苗耐热性得到提高。相对电导率、相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量可考虑作为该水稻品种苗期耐热性的鉴定指标。     

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期（五叶期）设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）或其大亚基（所有植物进行光合碳同化的关键酶）、1个Rubisco活化酶（广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶）、1个二甲基萘醌甲基转移酶（一种参与甲基转移反应的辅酶）、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶（参与高等植物氨同化过程的关键酶）、1个ATP合酶β亚基（在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用）。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。