活性氧参与调控植物生长发育和胁迫应激响应机理的研究进展

复杂多变的自然环境使植物进化出复杂而又巧妙的机制来感知外部信号,并对外部环境的变化做出适应性调整。在这种信号整合和决策过程中起关键作用的一类物质是活性氧(ROS)。细胞内、外产生的ROS与Ca~(2+)和电信号相互偶联组成的ROS波,向"友邻细胞"或远端细胞进行快速信号转导,进而伴随着多种信号组分共同完成应激响应表达。而ROS的产生与清除平衡关系决定了ROS在植物生长发育、器官发生和抗逆方面的作用。系统结并讨论了ROS的产生来源、信号传导机制、响应表达及ROS引起的细胞程序性死亡的最新研究进展。为深入了解ROS激活相关基因的表达,进而研究触发信号转导通路,使植物积极、高效地应对各种内在或外源的刺激信号,以调控植物的生长发育或适应胁迫环境,提供新的观点和见解。     

峨眉树蛙产卵位点选择对蝌蚪发育的影响

产卵位点选择是雌性选择一个特定的环境产卵,以使后代的适合度达到最大.两栖动物产卵位点对后代发育和存活至关重要.选取鞍子河国家级自然保护区的峨眉树蛙(Rhacophorus omeimontis)为研究对象,通过野外观察以及室内试验,探究不同产卵位点(高或低)对蝌蚪发育的影响.结果显示,峨眉树蛙产卵位点距离水面距离变异大(7.5～232.5cm,n=87),80.5％喜欢选择在距离水面30～180cm处产卵;高处的卵团窝卵数与低处没有显著差异,但高处卵团出膜蝌蚪和变态幼蛙的体型均显著大于低处.表明峨眉树蛙产卵位点选择对蝌蚪发育有一定影响,高处的卵较低处的卵孵化的后代具有更高的适合度.     

活性氧介导的甘蓝型油菜细胞分裂及信号传递机制研究

为了解甘蓝型油菜抗寒机制中活性氧(ROS)的作用机理,探索ROS在甘蓝型冬油菜16NTS309中的产生、分布和信号传递。以16NTS309为材料,结合NBT组织化学染色和组织切片技术,进行O_2~-亚细胞定位。研究发现,在正常情况下具有较强细胞分裂能力的根尖分生组织、茎尖分生组织、叶原基、叶边缘和愈伤组织细胞中可检测到O_2~-信号。冷胁迫后,根、叶柄、叶的O_2~-信号分布存在差异,但维管束组织都能检测到ROS信号;叶肉细胞中O_2~-不均匀地分布在淀粉粒上;根和愈伤组织O_2~-的产生部位主要分布在细胞质膜和细胞壁区域;同时,O_2~-存在向周围细胞扩散的迹象。因此,研究认为甘蓝型油菜的O_2~-积极参与细胞分裂调控,维管束组织系统可以完成氧化还原反应信使的合成、信号放大和系统转运;冷胁迫后,ROS在不同组织和器官之间的远距离传递,可实现甘蓝型油菜的冷胁迫机制响应。     

ROS(O-2)信号在冬小麦根系细胞中的产生及传导机理

以冬小麦品种‘陇育5号’‘陇育8号’‘陇育10号’和品系‘陇育5-2’为材料,采用荧光原位杂交(FISH)技术以pSc119.2和pTa535为探针,明确4份冬小麦均属于六倍体材料(AABBDD,2n=42)。同时对冬小麦进行正常处理(25℃)、冷胁迫(4℃)和DPI+冷胁迫(4℃)处理并创新结合NBT法进行ROS定位。研究发现冬小麦在正常发芽过程中根尖顶端组织细胞和根毛区域检测到少量的ROS(O^-₂),推测少量的ROS(O^-₂)在冬小麦种子发芽及根系形成过程起到重要的调控作用。而在冷胁迫(4℃)处理环境下,‘陇育5号’和‘陇育5-2’(品系)的长势显著优于‘陇育8号’和‘陇育10号’,且冬小麦根系组织细胞区域发生ROS“大爆发”,其中在根尖顶端组织区域ROS信号最多,而在伸长组织区域ROS信号逐渐减少,推测ROS信号可能是一种动态传递的信号分子。同时还发现冬小麦维管束组织区域ROS信号积累较多,这也进一步暗示维管束组织可能是ROS信号产生和传导的主要通道。在DPI+冷胁迫(4℃)处理后,冬小麦根系...     

塔罗科血橙果实发育中后期营养成分变化研究

为探明塔罗科血橙果实成熟过程中营养物质的动态变化规律,在四川省资中县一个塔罗科血橙果园中于盛花期后254 d、270 d、296 d、316 d和334 d采集果实样品,对有机酸、可溶性糖、淀粉、维生素C、多酚和花青素含量进行测定。结果表明,随着发育时间的推移,果实维生素C、花青素含量先减后增,淀粉含量先增后减,可溶性糖和多酚含量整体呈上升的趋势,有机酸含量趋势一直呈下降状态。该结论能够为四川地区血橙采摘及营养研究提供参考。     

炭疽病对油橄榄果实真菌群落结构的影响

【目的】掌握油橄榄果实感染炭疽病后真菌群落结构特征变化,为油橄榄炭疽病病原学研究和生物防治研究提供基础和科学依据。【方法】以健康油橄榄果实、患炭疽病初期和后期油橄榄果实为研究对象,利用高通量测序对比分析果皮和果肉真菌群落结构及多样性差异。【结果】(1)在97%的相似度水平上,从所有样品中获得1596个真菌非重复可操作分类单元(Operational taxonomic units, OTU),分属于2门9纲17目21科25属,其中,果皮上有939个真菌OTU,果肉中有921个真菌OTU;(2)Chao指数和ACE指数对发病程度均无显著响应(P>0.05);(3)无论是果皮还是果肉,患病果实的真菌多样性均显著少于健康果实(P<0.05);(4)在门、纲、目、科、属、种水平上,排名前5的真菌类群对发病程度均有显著响应(P<0.05);(5)染病后,炭疽病病原菌取代原优势菌群(黑孢霉属和短梗霉属),成为优势菌群。发病初期和后期,病原菌刺盘孢属(Colletotrichum)在果皮上的相对丰度分别为86.97%和70.02%,而果肉中的相对丰度分别为72.31%和91.38%...     

遮阴条件下两种短命植物的叶绿素荧光特性及适应性差异

为探明短命植物的光合适应性,本研究以卷果涩芥(Malcolmia scorpioides)和硬萼软紫草(Arnebia decumbens)为试验对象,研究了遮阴率为75%的4个时间梯度(0、1、7、14 d)下两种短命植物叶绿素荧光日变化及遮阴14 d后叶绿素含量和生物量的变化。结果表明：1) 0 d时,两种短命植物最大光化学效率(F_v/F_m),实际光合效率Y (Ⅰ)和Y (Ⅱ)在午间(14:00)明显降低(P <0.05),存在午间光抑。2)遮阴1和7 d,两种短命植物光合效率日变化呈“单峰”型曲线,14:00时上升至峰值,并伴随环式电子传递流量子产量[Y (CEF)]上升,光抑制被改善;14 d时,卷果涩芥PSⅠ受体端限制引起的量子产量[Y (NA)]和PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量[Y (NO)]升高,光系统受损,光合活性下降。3)与未遮阴环境相比,遮阴环境的午间14:00卷果涩芥光合活性下降95.3%,光损伤程度增加95.0%,硬萼软紫草光合活性上升4.0%,热耗散效率下降18.6%。4)遮阴14 d后,两种短命植物的叶绿素...     

干旱胁迫下桑树活性氧信号传导及转录组分析

对干旱胁迫处理后的桑树幼苗(‘湖桑32’和‘德果1号’)进行ROS信号组织定位和叶的转录组测序，旨在从细胞和分子角度探究干旱胁迫后ROS信号在桑树组织细胞中的分布规律及与之相关的代谢通路和基因调控表达变化。结果表明:在正常情况下桑叶组织细胞中会产生少量的■，而干旱胁迫处理后桑叶组织细胞中ROS积累增多，推测ROS作为一种动态信号分子，会向毗邻细胞或远端细胞进行信号转导，进而与多种信号组分共同完成系统响应表达以调控桑树的生长发育及抗逆性。转录组数据表明:重度干旱胁迫处理后‘湖桑32’有5677个差异表达基因显著多于‘德果1号’(5575)，且差异显著基因(DEGs)主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、果糖和甘露糖代谢、碳代谢等通路中，推测‘湖桑32’的抗旱性与渗透调节物质的合成有关。同时，挑选11个基因进行qRT-PCR验证，其中11个DEGs的表达趋势与对应的RNA-Seq数据一致。研究也发现调控MKK4/5和WRKY22表达的相关基因LOC21384958和LOC21396104，在弱抗旱桑‘德果1号’中分别上调表达0.72(P<0.05)和2.16(P<0.05)，而...     

接种AM真菌对甘草根围细菌多样性的影响

为揭示大田中丛枝菌根(AM)真菌对植物根围细菌群落的影响，本研究以甘草(Glycyrrhiza uralensis)为对象，设置接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)、接种根内球囊霉(Glomus intraradices)和不接种对照(CK) 3个处理进行田间试验，采用高通量测序技术分析不同接种处理之间细菌群落多样性、结构、功能和形成差异的驱动因子。研究结果表明，接种AM真菌(Gi和Gm)显著改变了土壤养分含量，接种后速效磷含量和pH显著高于CK处理(P <0.05)。3个处理的优势细菌门均为变形菌门(Proteobacteria, 33.17%)、酸杆菌门(Acidobacteria, 14.83%)和放线菌门(Actinobacteria,8.73%),Gi处理中酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度显著低于Gm和CK (P <0.05)。通过PICRUSt2功能预测发现Gi、Gm和CK处理甘草根围功能细菌群均为氨基酸代谢、辅酶维生素代谢和糖类物质代谢，但Gi处理中糖类物质代谢、脂质代谢和聚糖生物合成代谢细菌功能群落显著小于Gm和CK。冗余分析(RDA)发现，速效磷(A...     

猕猴桃溃疡病拮抗菌的抑菌物质分离及鉴定

对前期筛选得到的猕猴桃溃疡病病原菌丁香假单胞菌亚种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae,PSA)拮抗菌进行了鉴定和抗菌物质分离及分析。用革兰氏染色鉴别菌株；将硫酸铵沉淀溶液进行牛津杯抑菌试验，观察抑菌圈的大小；利用Tricine-SDS-PAGE电泳分析硫酸铵沉淀的抑菌物质；然后溶解沉淀进行去离子水透析脱盐，超滤浓缩后用葡聚糖凝胶柱进行分子筛凝胶过滤层析，最后采用高效液相色谱分析其分子量大小。结果发现：可判断有效抑制PSA生长的假单胞菌菌落形态特征为圆形菌落、乳白色、光滑、凸起、边缘整齐、不透明、不运动，为革兰氏阴性菌，菌体呈短杆状；其抑菌物质为细菌素，在40%和60%硫酸铵饱和度下提取效果最明显，抑菌作用最好，细菌素分子量大小为7 k Da左右。为研发细菌素产品提供了新思路，为防治猕猴桃溃疡病提供了理论基础和应用指导。