黑果枸杞LrDREB1基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

DREB(Dehydrate responsive element binding factor)转录因子是植物非生物逆境适应中的关键调节因子,该类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,在低温、高盐等非生物逆境胁迫下,可调控下游逆境应答基因的表达,对增强植物的抗逆能力有重要作用。黑果枸杞具有极强的耐干旱、盐碱能力,为研究黑果枸杞DREB类基因在低温、盐碱响应中的功能,本研究以强抗盐灌木黑果枸杞总RNA为模板,基于前期转录组测序拼接序列,利用RT-PCR方法克隆得到一条DREB基因。该基因含有一个1116 bp的开放阅读框,编码372个氨基酸。系统进化树分析显示,Lr DREB1基因属于DREB亚家族A2组成员,与拟南芥AtDREB2B、AtDREB2E具有较高的相似性。荧光定量PCR结果显示,Lr DREB1受盐胁迫、ABA胁迫和低温胁迫诱导表达,可能参与依赖ABA的信号转导途径,调节黑果枸杞抗盐响应。本研究通过对黑果枸杞LrDREB1基因的克隆、序列分析和表达分析,为研究Lr DREB1的功能及黑果枸杞抗盐机理提供了帮助。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。     

外来植物南美蟛蜞菊对模拟盐胁迫的响应

外来植物入侵已成为全球性环境问题,而全球的环境变化如气候变暖、氮沉降及盐渍化等因素又反过来会影响入侵植物的形态属性、入侵性等。以外来植物南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊为研究对象,采用同质园试验研究比较了南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊对模拟盐胁迫的生理生态响应,初步探讨了南美蟛蜞菊对盐环境的适应性。结果表明,南美蟛蜞菊呈现出盐胁迫抑制生长的规律,而本地蟛蜞菊呈现出低盐胁迫(0.1 mol/L)促进生长,中高盐胁迫(0.2、0.3 mol/L)抑制生长的规律,对植物生长的抑制作用主要表现为总生物量、相对株高、茎节数以及根长的减少。其中低盐胁迫下2种植物的叶片数均有所增加。随着盐浓度的升高,2种植物叶片中的脯氨酸含量、丙二醛含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都呈现先增加后下降的趋势。这些结果可为今后南美蟛蜞菊适生区的预测及其入侵防控提供理论依据。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

镉胁迫对烟草种子萌发和烟苗生长发育的影响

为探讨不同镉（Cd）胁迫对不同烟草品种种子萌发、幼苗生长的生理生态效应的影响,以吉烟9号、吉烟10号、延晒六号3个烟草品种为材料,研究了不同浓度的Cd溶液对烟草种子萌发以及烟苗生长发育的影响。结果表明,Cd胁迫下烟草种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、苗高均受到抑制;烟苗叶绿素含量降低,根冠比变小,生长受到抑制,CAT活性、SOD活性、可溶性糖含量随Cd浓度的增加呈先增后降的趋势,POD活性、MDA含量、Pro含量、Cd含量均随Cd浓度的增加而增加。可见Cd胁迫能不同程度地影响烟草种子萌发和烟苗生长发育,烟苗体内的抗氧化酶系统被破坏,多种酶活性不协调,生理生化过程紊乱,最终导致烟苗受害。     

4个核桃类树种苗木应对持续干旱的生理响应

采用自然干旱法，对引种栽培的美国黑核桃‘北加州黑核桃’和美国山核桃‘波尼’以及乡土核桃树种（漾濞大泡核桃和旺核2号）的2年生苗木进行干旱胁迫处理，测定其生理生化指标，对比分析其抗旱性。结果表明：(1) 4个树种的根系活力、叶片相对含水量、叶片水势和超氧化物歧化酶均随干旱胁迫的增强而呈下降的趋势，叶片相对电导率呈上升的趋势，叶片丙二醛含量呈先增加后下降最后上升的趋势，可溶性糖含量呈先增后减的趋势。（2）叶片可溶性糖含量在第14天时发生显著变化；根系活力在第17天时发生显著变化；叶片相对含水量和丙二醛含量以及超氧化物歧化酶活性在第19天时开始发生显著变化；叶片相对电导率、叶片水势均在第23天时发生显著变化。 (3) 4个树种的抗旱隶属值排序为：‘北加州黑核桃’>‘波尼’>‘旺核2号’>漾濞大泡核桃，说明引进种对干旱的适应性要高于乡土树种。     

干旱-低温交叉适应性对茶树抗寒性的影响

为了解干旱-低温交叉适应对茶树抗寒性的影响,以一年生无性系品种舒茶早茶苗为试验材料,用20%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱预处理,测定低温胁迫过程中茶树半致死温度、丙二醛、抗氧化酶活性、渗透物质和内源激素等部分生理指标的变化。结果表明,经过PEG-6000预处理的茶苗半致死温度LT50明显下降。低温条件下,茶苗叶片丙二醛、抗氧化酶活性、渗透物质和激素含量整体呈上升趋势。低温胁迫第7天时,与对照相比,PEG-6000预处理的茶苗叶片丙二醛含量下降44.6%,SOD、POD酶活分别升高78%和25%,可溶性蛋白、溶性糖含量分别增加44.6%及20.0%;内源激素ABA与SA含量分别提高97.7%和122.0%。干旱可诱导茶树对低温胁迫的交叉适应性,这种交叉适应性与茶树的抗氧化酶活性、渗透物质和内源激素的调节能力有关。     

汉氏菱形藻生理特性对硝基苯胁迫的响应

研究不同质量浓度硝基苯(nitrobeneze)对汉氏菱形藻(Nitzschia hantzschia)生长、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素a含量和藻细胞导电率的影响。结果表明,随着硝基苯质量浓度的升高,汉氏菱形藻的生长受到抑制,处理5 d时藻培养液依次由深黄色逐渐变为浅黄色;2 d后可溶性糖含量升高,1 d时100 mg/L硝基苯处理组可溶性蛋白含量为对照组的89.1%,为最低值,之后呈现逐渐上升趋势。低质量浓度硝基苯对藻细胞叶绿素a含量有促进作用,中、高质量浓度有抑制作用,而50 mg/L处理3 d后叶绿素a含量逐渐恢复;藻细胞的电导率随硝基苯质量浓度的升高而逐渐升高,低质量浓度处理3 d后电导率逐渐恢复,而高质量浓度伤害藻细胞,导致汉氏菱形藻逐渐死亡。