水稻辐射白色转绿突变系转绿过程中光合特性研究

 对水稻转绿型白化突变系W25和亲本2177S进行了研究。白化期叶绿素和蛋白质含量很低,随叶片转绿,叶绿素含量增加,转绿第30天达到亲本的水平。在转绿过程中,蛋白质含量和Rubisco含量也显著提高。突变系W25叶片内的Rubisco含量和活性在转绿30 d后超过亲本,光合速率在转绿18 d后接近亲本。     

水稻Rubisco活化酶的提取和纯化

利用３５％饱和硫酸铵分部沉淀、ＤＥＡＥ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ和ＭｏｎｏＱ柱层析等步骤从水稻叶片纯化了 Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶。 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳显示水稻Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶由４５ｋＤ和４１ ｋＤ两个亚基组成。 ＡＴＰ是该 酶活化Ｒｕｂｉｓｃｏ的必需成份。     

PEG胁迫对六倍体小黑麦幼苗SOD POD活性及MDA含量的影响

为了解水分胁迫对小黑麦叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响,以10个抗旱性不同的六倍体小黑麦为材料,用20%PEG-6000模拟干旱胁迫,研究了不同抗旱性小黑麦品种SOD,POD活性及MDA含量对水分胁迫的反应.结果表明,各品种SOD,POD活性及MDA含量均显著高于对照,但是不同品种增加幅度明显不同.其中,SOD活性胁迫系数依次为Prego>Fidelio>Prado>Szd154>Presto>Tornado>Lamberto>Moreno>Pronto>Tewo,最大是品种Prego为7.48;POD活性胁迫系数依次为Fidelio>Tornado>Presto>Prego>Szd154>Prado>Pronto>Lamberto>Moreno>Tewo,最大是Fidelio为3.19:而MDA含量胁迫系数依次为Tewo>Lamberto>Moreno>Pronto>Szd154>Fidelio>Prado>Presto>Tomado>Prego,最大是Tewo为4.71,推断在所有品种中,Prego的抗旱性最强,而Tewo抗旱性则较弱.     

水稻生理生化特性对氮肥的反应及与氮利用效率的关系

选用水稻氮高效基因型IR72和9311及氮低效基因型Lemont和PECOS,采用土培方法,在5个施氮量（0、0.51、1.02、1.53、2.04 g N 钵^-1,分别相当于0、75、150、225、300 kg N hm^-2）处理下,研究了生理生化特性对氮肥的反应及与氮效率的关系。结果表明,在幼穗分化期,氮高效基因型水稻的可溶性蛋白含量相对低,而谷氨酰胺合成酶（GS）活性高;不同氮效率基因型间1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)含量的差异不大;两种氮效率基因型间的净光合速率（P_n）在幼穗分化期差异不明显。而在齐穗期,氮低效基因型的P_n比高效基因型的低28.66%左右;氮低效基因型在两个时期的单位叶绿素光合速率（P_n/Chl）比氮高效基因型分别低18.51%和29.67%左右。在成熟期,氮高效基因型干物质积累能力强,籽粒产量高。这些结果说明氮效率不同的基因型对氮肥的生理反应差异大。相关性分析表明,低氮水平时(0~1.53 g N 钵^-1), GS酶活性与收获时生物量呈显著或极显著正相关;氮肥偏生产力（PFP）、氮肥农学利用率（AE）及氮素生理利用率（NUEb）分别与GS活性、P_n/Chl和齐穗期的Pn呈显著正相关,而与可溶性蛋白含量、Rubisco含量显著负相关;氮肥吸收效率（RE）与这些生理指标没有显著相关。结果表明水稻光合特征及氮代谢与水稻氮效率间存在紧密的关系,GS活性和可溶性蛋白含量对评价水稻氮肥利用率具有重要的参考价值。     

水稻T-DNA插入突变体库中Rubisco抗氧化胁迫株系的筛选

以水稻(Oryza sativa L. subsp. japonica)品种“中花11”构建的T-DNA插入突变体库为材料,用甲基紫精诱导叶绿体产生活性氧,通过SDS-PAGE电泳分析Rubisco含量相对于野生型的变化,筛选耐氧化胁迫的株系。结果表明,与对照相比,突变体材料各个株系叶片中的Rubisco小亚基的相对含量有较大差异,说明这种筛选Rubisco突变体的方法是可行的,且从中找到了两株Rubisco耐氧化胁迫的株系。     

Effects of potassium deficiency on photosynthesis and photoprotection mechanisms in soybean(Glycine max(L.)Merr.)

Potassium is an important nutrient element requiring high concentration for photosynthetic metabolism.The potassium deficiency in soil could inhibit soybean(Glycine max(L.) Merr.) photosynthesis and result in yield reduction.Research on the photosynthetic variations of the different tolerant soyben varieties should provide important information for high yield tolerant soybean breeding program.Two representative soybean varieties Tiefeng 40(tolerance to K~+ deficiency) and GD8521(sensitive to K~+ deficiency) were hydroponically grown to measure the photosynthesis,chlorophyll fluorescence parameters and Rubisco activity under different potassium conditions.With the K-deficiency stress time extending,the net photosynthetic rate(P_n),transpiration rate(T_r) and stomatal conductance(G_s) of GD8521 were significantly decreased under K-deficiency condition,whereas the intercellular CO_2 concentration(C_i) was significantly increased.As a contrast,the variations of Tiefeng 40 were almost little under K-deficiency condition,which indicated tolerance to K~+ deficiency variety could maintain higher efficient photosynthesis.On the 25 th d after treatment,the minimal fluorescence(F_0) of GD8521 was significantly increased and the maximal fluorescence(F_m),the maximum quantum efficiency of PSII photochemistry(F√F_m),actual photochemical efficiency of PSII(φ_(PSII)),photochemical quenching(q_p),and electron transport rate of PSII(ETR)were significantly decreased under K~+ deficiency condition.In addition,the Rubisco content of GD8521 was significantly decreased in leaves.It is particularly noteworthy that the chlorophyll fluorescence parameters and Rubisco content of Tiefeng 40 were unaffected under K~+ deficiency condition.On the other hand,the non-photochemical quenching(q_N) of Tiefeng 40 was significantly increased.The dry matter weight of Tiefeng 40 was little affected under K~+ deficiency condition.Results indicated that Tiefeng 40 could avoid or relieve the destruction of PSII caused by exceeded absorbed solar energy under K-deficiency condition and maintain natural photosynthesis and plant growth.It was an essential physiological mechanism for low-K-tolerant soybean under K-deficiency stress.     

水稻剑叶衰老期Rubisco活化酶对Rubisco活力和光合速率的调节

为明确Rubisco活化酶在叶片衰老期间是否对Rubisco羧化活性和光合速率起调节作用,本文研究了水稻剑叶衰老过程中叶片光合速率、可溶性蛋白含量、Rubisco初始羧化活力及含量,Rubisco活化酶活力及含量。结果表明:净光合速率与Rubisco初始羧化活力和Rubisco活化酶的活力间分别为r2=0.966 3和r2=0.702,Rubisco初始羧化活力与Rubisco活化酶的活力和含量间分别为r2=0.810 3和r2=0.814 3, Rubisco活化酶含量与Rubisco和可溶性蛋白间分别为r2=0.925 7和0.867 5, Rubisco活化酶的活力与含量间r2=0.758 7。Rubisco活化酶的含量占Rubisco含量的0.5%～1.0%,占叶片可溶性总蛋白质的0.5%～0.6%,随着剑叶衰老Rubisco活化酶所占的比值加速下降。这表明水稻剑叶衰老期间,Rubisco活化酶对维持Rubisco初始羧化活力和净光合速率有重要调节作用。     

龙须菜中rbcL和hsp70对高温和植物激素的响应

龙须菜已在我国沿海从南到北广泛栽培,但其栽培周期受夏季高温的限制。本研究采用qRT-PCR和Western blot技术研究了龙须菜核酮糖-1, 5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基(rbcL)和热休克蛋白70(HSP70)对高温胁迫及3种抗逆植物激素的响应。结果显示：①高温(33 ℃)显著抑制了龙须菜rbcL转录和蛋白的表达水平,而100 μmol/L水杨酸(SA100)和50 μmol/L茉莉酸甲酯(MJ50)的添加可减轻高温的不利影响。在SA100和MJ50组中,rbcL转录表达量分别为高温组的1.31倍和1.32倍(3 h),rbcL蛋白表达量分别为高温组的1.36倍和2.10倍(24 h);并且这2种激素也能一定程度上缓解高温对藻体Rubisco活性的抑制作用,恢复Rubisco活化状态。但是50 μmol/L脱落酸(ABA50)的添加则基本上抑制了rbcL表达及Rubisco活性。②3种激素进一步促进了高温诱导的龙须菜HSP70的表达,在激素添加后,其转录水平升高0.53~1.00倍(3 h),蛋白水平升高0.93~2.45倍(24 h)。可见,植物激素SA、MJ和ABA在调控由高温引起的光合作用酶的抑制和热休克蛋白的诱导表达方面发挥了一定的作用。     

去除紫花苜蓿叶片高丰度蛋白的方法及其应用

紫花苜蓿叶片中大量的高丰度蛋白(核酮糖-l,5-二磷酸羧化/加氧酶,Rubisco)干扰了蛋白质的动态分辨率,严重影响蛋白质组学研究中功能蛋白的检测与鉴定。为了探究去除高丰度蛋白的适宜方法,本研究利用Mg/NP-40与聚乙二醇(PEG)预分离紫花苜蓿叶片蛋白,通过双向凝胶电泳法比较了不同浓度PEG对叶片高丰度蛋白的分离情况。电泳图谱显示0,15%,17.5%,20%PEG处理的蛋白质中分别可以检测到(335±17),(417±3),(445±7),(459±11)个蛋白质点,0,15%,17.5%处理组间差异显著(P<0.05),17.5%和20%PEG 处理组间没有差异(P<0.05)。然而,17.5%PEG能够检测到更多的差异蛋白质点,证明其更能有效沉淀高丰度蛋白,便于检测被Rubisco遮盖的蛋白质点。将该方法应用于紫花苜蓿叶片响应低温胁迫的蛋白质组学研究中检验其应用效果,与三氯乙酸/丙酮法提取的全蛋白相比,去除高丰度蛋白后鉴定出8个新的蛋白质差异点,证明该方法适用于实际的蛋白质组学研究。可见,Mg/NP-40与17.5%PEG法是最适宜去除紫花苜蓿叶片高丰度蛋白的方法。     

大蜡螟抗菌物质的抑菌活性检测及其初步分离

摘要：本研究以大蜡螟末龄幼虫为材料,诱导后获得免疫血淋巴为抗菌粗提物,并分为新鲜,冷冻,加热三种不同的处理,进行了对两种常见细菌和16种植物病原真菌的抑菌活性检测,并进行了Sephadex G-50凝胶过滤分离。结果表明,大蜡螟抗菌物质对大肠杆菌没有明显的抑制作用,而对金黄葡萄球菌抑制作用明显,抑菌活性单位在10左右;对10种植物病原真菌均有不同的抑菌活性,其中对苹果树皮腐烂病菌的抑制率达到65%以上;经过凝胶过滤分离,及对分离组分的抑菌活性测定,筛选出较合适的洗脱液为50mM乙酸铵,各分离组分抑菌活性差异明显,粗提物被分成了两个差异显著的部分。