玉米受精和早期子粒发育过程及逆境胁迫对其影响

玉米受精及子粒发育早期是决定穗粒数及粒重的重要时期,也是对环境变化相对较敏感的阶段。受精极核需要经历游离核、细胞化和细胞分化3个阶段形成胚乳,受精卵同样需要一系列的分裂分化形成最终的胚。玉米受精前极易遭受不良环境的影响,导致性器官发育不正常,影响花粉或花丝活力间接影响玉米受精过程。受精过程中的环境胁迫会通过阻碍花粉与花丝的识别、减缓花粉管在花丝中的延伸速率影响受精过程。子粒发育早期主要是受精极核分裂分化形成胚乳、受精卵分裂分化形成胚的过程,该阶段遭受环境胁迫下,胚乳细胞分裂受阻影响子粒库容。研究表明,逆境胁迫条件下,玉米的受精及子粒早期发育过程与碳水化合物的代谢以及激素的合成密切相关。     

玉米热激蛋白ZmHSP70-12基因的克隆及表达分析

热激蛋白70(HSP70)是原核和真核细胞中普遍存在的一种高度保守的分子伴侣。从玉米中克隆1个HSP70家族成员。该基因cDNA序列全长为1 992 bp,开放阅读框为2 352 bp,编码663个氨基酸,蛋白质分子量约75.0 kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明,该基因编码蛋白含ATPase位点和HSP70保守结构域,与拟南芥AtHSP70-12序列高度相似,命名为ZmHSP70-12。蛋白亚细胞定位显示,ZmHSP70-12蛋白在内质网中表达。实时荧光定量PCR分析表明,ZmHSP70-12对非生物胁迫高温、干旱均具有明显的应答反应,推测ZmHSP70-12是玉米中与胁迫逆境相关的基因。     

盐胁迫下外源功能微生物调控水稻生长特征研究

以高产水稻品种中浙优1号为材料,设置2个盐胁迫处理(S0,正常生长条件;S1,盐逆境,3g NaCl/kg干土)和2个微生物处理(M0,对照;MM,荧光假单胞菌与巴西固氮螺菌共同接种水稻根际环境),研究了盐胁迫下外源功能微生物对水稻生长特征的影响。结果表明,与S0处理相比,S1处理下水稻植株生育期严重滞后,干物质积累量以及产量构成因子显著降低;与S1M0处理相比,S1MM处理可显著提高水稻剑叶光合速率、地上部干物质量以及产量构成因子。可见,荧光假单胞菌与巴西固氮螺菌进入稻田土壤可缓解盐逆境对水稻生长的抑制作用,提升水稻叶片光合能力、耐盐性能,并显著提高水稻分蘖能力和结实率,增加千粒重,进而增加水稻产量。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜菜生长及养分吸收的影响

为了探究外源亚精胺是否具有缓解甜菜盐害作用,采用霍兰营养液室内水培方法,测定了280mmol/L NaCl胁迫条件下,喷施0.25 mmol/L外源亚精胺后,耐盐‘T510’和盐敏感‘210’甜菜品系幼苗生长、生理及其体内N、P、K养分含量的变化情况。结果发现,盐胁迫下(Na处理),除MDA和P素含量升高外,两品系甜菜幼苗的叶片相对含水量、叶面积、叶绿素含量、幼苗生物量及N、K养分含量指标均明显降低;与Na处理比,喷施亚精胺的盐胁迫处理,除MDA和P素含量降低外,其它指标明显增加,两品系甜菜幼苗生长和养分吸收状况明显改善;外源亚精胺对耐盐‘T510’品系的调节作用大于‘210’品系。因此外源亚精胺能有效缓解盐胁迫对甜菜生长的伤害,对耐盐品系的调节效果更佳。     

生长后期干旱复水对饲草大麦产量、品质及叶绿素含量的影响

为研究水分胁迫对饲草大麦生长、产量、籽粒关键品质和相关生理指标的影响,于2017～2018年采用盆栽称重控水法对甘饲麦1号进行以干旱胁迫持续时间(T)为主因素(10、20、30 d)和旱后复水量为副因素(W1、W2和W3)的裂区试验,测定其株高、穗长、生育期、单株产量及构成因子、关键品质指标以及叶绿素含量的变化。结果显示:干旱胁迫时间显著影响了各项测定指标,各项测定指标均表现出随着干旱胁迫时间的延长其显著降低,指标测定值均表现出T1T2T3。较T1,T2和T3处理的株高显著降低了10.87和16.26 cm,生育期显著提前了5.12和14.00 d;穗粒数、千粒重和单株产量分别显著降低了37.77%和67.06%、15.68%和30.62%、28.72%和69.09%;籽粒蛋白质含量显著提高了4.33%和10.16%,籽粒淀粉含量显著降低了5.65%和22.78%,籽粒饱满度显著降低了12.83%和18.95%。在同一胁迫期内,除了籽粒蛋白质含量以外,其余各项测定指标值均随着复水量的减少而不同程度的降低,指标测定值均表现为W1W2W3,且在T2和T3胁迫期下较对照W1,W3降低尤为明显。通过测定饲草大麦叶片叶绿素含量发现:在T1和T2持续胁迫时间下,复水后W1和W2处理存在显著的补偿效应,而W3以及T3持续胁迫时间的所有复水处理均未产生显著的补偿效应。说明甘饲麦1号干旱复水补偿效应的利用应注意干旱胁迫持续时间不超过20 d(土壤最大持水量的60%～65%),旱后复水量不低于田间土壤最大持水量的55%～60%为宜。     

高温应激对克氏原螯虾免疫酶活性及抗WSSV感染的影响

为探明高温应激对克氏原螯虾(Procambarus clarkia)抗病力的影响,分别采用30℃和35℃水温进行高温应激试验,应激前和应激后3、6、12、24和48 h分别采集血淋巴样本,测定总超氧化物歧化酶(T-SOD)、多酚氧化酶(PPO)、溶菌酶(LYZ)、酸性磷酸酶(ACP)以及碱性磷酸酶(ALP)等免疫相关酶类指标。并在上述高温应激下开展白斑综合征病毒(WSSV)人工感染实验,同时设置25℃为阳性和阴性对照组,于感染后3、6、12、24、48、72 h取鳃组织定量测定WSSV在组织中的载量,同时记录克氏原螯虾的发病和死亡情况,统计累积死亡率。结果显示,克氏原螯虾血淋巴中的T-SOD与LYZ含量在高温应激后都出现了显著性降低,而PPO、ACP和ALP的变化差异不大。在35℃饲养条件下,WSSV在克氏原螯虾体内的增殖受到抑制,实验虾发病慢,累积死亡率相对较低,但在30℃饲养条件下,WSSV在克氏原螯虾体内的增殖较常温(25℃)下更活跃,发病和死亡更快。结果表明,高温应激能导致克氏原螯虾机体非特异性免疫力降低,30℃时能加快克氏原螯虾感染WSSV的发病进程,而35℃时因病毒复制被抑制而导致疾病的发展受阻。     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。