24-表油菜素内酯对盐碱胁迫下大豆生育、生理及细胞超微结构的影响

【目的】探讨外源EBR(24-表油菜素内酯)对盐碱复合胁迫下大豆的生长指标、生理特性及超微结构的影响,为改善大豆生长、保障粮食安全、实现农业可持续发展奠定基础。【方法】以大豆品种黑农44号为试材,分别在110 mmol·L~(-1)的盐碱复合胁迫条件下培养3 d和7 d进行取材,研究1.2 mg·L~(-1)外源EBR对大豆株高、根系生长,叶片3种抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)及抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性,相对电导率、超氧阴离子(O_2~-)产生速率、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、游离脯氨酸和叶绿素含量以及叶片和根尖细胞超微结构的影响。【结果】盐碱胁迫处理3 d和7 d时,与对照组相比,3种抗氧化酶(SOD、POD、APX)的活性、游离脯氨酸含量、相对电导率、O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量均升高;各项生长指标、叶绿素含量均降低;叶片细胞结构中叶绿体和线粒体遭到严重破坏;根尖细胞中线粒体、内质网结构破坏较重,液泡破裂。盐碱胁迫条件下,施加外源EBR使大豆的株高、根长和根鲜重分别提高了6.45%、9.60%和19.85%;使大豆叶片SOD、POD、APX的活性显著升高,在3 d和7 d时分别增加了16.92%和9.68%、48.85%和61.44%、19.05%和20.36%;相对电导率、O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA的含量显著降低,分别降低了19.58%和28.26%、28.06%和40.92%、28.62%和31.21%、31.03%和37.17%;脯氨酸和叶绿素含量显著升高,分别升高了3.67%和15.96%、13.34%和16.87%;同时维护了大豆叶片和根尖细胞超微结构的稳定性,延缓了细胞的衰老、解体。【结论】在盐碱胁迫下,施加外源EBR通过提高抗氧化酶活性和脯氨酸及叶绿素含量,降低了活性氧(ROS)的积累,维护了细胞结构的完整,促进了幼苗生长,增强了大豆幼苗耐盐碱胁迫的能力。     

泛素/26S蛋白酶体途径调节非生物胁迫的研究进展

随着环境的恶化和资源的匮乏,非生物胁迫已成为制约植物生长和发育的重要因素,严重影响农作物的产量和农产品的品质。泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26Sproteasome pathway,UPP)通过特异性地降解泛素化修饰的蛋白质,介导了植物生长发育的诸多方面,并在植物应对非生物胁迫过程中起关键的调控作用。该文主要概述了泛素/26S蛋白酶体途径及其调控植物响应非生物胁迫机制的研究进展。     

施氏假单胞菌Na~+/H~+逆向转运蛋白基因nhaA的克隆与表达分析

Na+/H+逆向转运蛋白是生物耐盐的关键因子,能够维持高盐胁迫下生物体的正常生长代谢。利用PCR技术从施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)中克隆质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因nhaA。序列分析表明,该基因全长1167bp,编码388个氨基酸,含有12个跨膜结构域和保守的功能氨基酸残基位点:Asp-133、Asp-163、Asp-164、His-225、Gly-338。与大肠杆菌nhaA基因核苷酸和编码氨基酸序列的同源性分别为99%和99.2%。将该基因与pET-28a构建成原核表达载体pET-nhaA,转化E.coli BL21,经IPTG诱导后获得相对分子量约为41kD的蛋白。平板法和生长曲线法检测表明,重组菌在800mmol/LNaCl胁迫下仍能正常生长,耐盐能力显著提高。以上结果证实克隆到的基因是施氏假单胞菌nhaA基因家族的成员,具有盐胁迫下将Na+逆向转运至胞外的功能,为进一步利用该基因进行作物耐盐改良奠定了基础。该基因的GenBank登录号为EU545468。     

24-表油菜素内酯对镉胁迫下大豆苗期生理特性的影响

为探讨外源EBR缓解大豆幼苗Cd毒害的机理,以大豆品种黑农48为试材,采用营养液水培法,以不同浓度(0.01、0.05、0.1、0.2、0.5mg·L-1)的24-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)处理10mg·L-1Cd胁迫下的大豆幼苗,研究外源EBR对Cd胁迫下大豆幼苗株高及根系生长,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)3种抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量的影响。结果表明,Cd胁迫下,喷施0.01~0.1mg·L-1EBR对大豆各项生长指标的影响较单独Cd胁迫差异不显著;在0.2~0.5mg·L-1EBR范围内喷施0.5mg·L-1EBR明显提高大豆的株高、根长、地下鲜重、地下干重,较单独Cd胁迫分别提高了17.9%、9.5%、33.3%、38.1%。低浓度EBR(0.01mg·L-1和0.05mg·L-1)对3种抗氧化酶活性、叶绿素含量的提高作用及MDA含量的降低作用不显著;在0.1~0.5mg·L-1范围内喷施0.5mg·L-1EBR,Cd胁迫处理2d和8d后POD、CAT、APX活性及叶绿素含量较单独Cd处理升高42.6%和48.1%,20.2%和67.7%,97.3%和64.8%,29.7%和15.6%,MDA含量较单独Cd处理降低19.7%和27.8%。因此,0.1~0.5mg·L-1EBR是较适宜的喷施浓度,0.5mg·L-1EBR是最佳的喷施浓度。适宜浓度的外源EBR能促进Cd胁迫下大豆的生长,提高其抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化的程度和光合系统的损伤,有利于增强植株耐Cd胁迫能力。本研究为阐明EBR缓解Cd胁迫对大豆幼苗伤害的作用机理提供理论依据。     

大豆抗旱性的遗传改良研究

干旱是影响大豆产量重要限制因素,进行大豆抗旱性的遗传改良研究,培育抗旱高产大豆新品种是有效解决干旱胁迫的最有效途径.在调动C3作物大豆内在C4途径来提高光合效率的大豆高光效育种总体思路基础上,提出了大豆抗旱性遗传改良的两条技术路线,即转抗旱内源或外源基因的转基凶育种技术路线和高光效育种及回交转育的技术路线,并指出二者具有异曲同工、殊途同归的效果.同时着重论述了大豆品种抗旱性与丰产性关系,耐光氧化特性与抗旱性关系,植物抗旱相关基因研究概况及QTL标记辅助选择抗旱育种的方法.旨在为大豆抗旱性的遗传改良提供相关理论依据和技术支撑.     

脱杯延迟时间与乳头末端损伤的关系研究

通过缩短脱杯延迟时间来降低收杯流速,从而减少寒冷天气及过度挤乳对乳头造成的伤害,降低泌乳牛乳头末端损伤的发病率。在2个月的时间里,将脱杯延迟的时间由35s向下逐步调整,并最终将其确定为25s,对乳头末端损伤的发病率进行定期统计显示,乳头末端损伤的奶牛发病率由19.9%降至4.8%,乳区发病率由13.8%降至2.5%,即通过缩短脱杯延迟时间来对乳头末端损伤进行缓解治疗,效果显著。     

羊草乙醛脱氢酶基因LcALDH的克隆与表达分析

采用RACE技术从羊草中克隆了乙醛脱氢酶基因LcALDH的cDNA(GenBank登录号EF492045).长为1 712 bp的LcALDH cDNA序列含有编码500个氨基酸的1 503 bp的开放读码框、66 bp的5'非翻译区和144 bp的3'非翻译区.氨基酸序列中含有醛脱氢酶家族绝对保守的谷氨酸活性位点和半...     

菜豆几丁质酶基因的克隆、序列分析及其表达

根据GenBank中收录的菜豆几丁质酶基因mRNA序列设计一对引物,以菜豆品种五常油豆总DNA为模板,通过PCR扩增获得一个约1.1kb的DNA片段Bchi,将其克隆入pUC18载体.测序和序列分析结果表明,该序列全长1088bp,含有一个981bp的完整开放读码框,无内含子,编码327个氨基酸,编码产物在结构上具有Class Ia几丁质酶的结构特征:N-端具有一个26个氨基酸的信号肽,其后是富含8个半胱氨酸、长41个氨基酸的几丁质结合区和由249个氨基酸组成的高度保守的催化区,C-端为由11个氨基酸组成的液泡定位多肽.序列与结构上的同源性分析表明Bchi基因是菜豆Class Ia几丁质酶基因.此序列已在GenBank中注册,登录号为AY357300.以pQE-30为原核表达载体,构建成pQE-Bchi重组表达载体,转化表达受体菌E.coliM15,经IPTG诱导后表达出一个约35kD的蛋白,与推测的Bchi基因编码产物的大小一致,表明Bchi基因在大肠杆菌中能够表达,是一个具有表达功能的基因.     

菜豆几丁质酶基因Bchi的克隆及其在转基因烟草中的表达

本文根据GenBank中公布的菜豆几丁质酶基因cDNA序列设计引物,通过RT-PCR得到一个菜豆几丁质酶基因家族基因Bchi.该基因编码一个327个氨基酸的多肽,其结构包括信号肽、几丁质结合区、铰链区、催化区和液泡定位多肽,属于Class Ia类内切几丁质酶.构建该基因的植物表达载体pMHL7133-Bchi,并通过发根农杆菌R1000介导转化烟草,经PCR和Southern blot鉴定获得了4株转基因烟草株系.几丁质酶活性分析表明,转基因烟草几丁质酶活力明显高于对照.抗真菌实验结果显示,转基因烟草的叶片基本无病斑产生,表明Bchi基因在烟草中高水平的表达显著提高了烟草对真菌病害的抗性.     

转Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(nhaA)大豆植株的获得及耐盐性分析

高盐对作物造成渗透胁迫和离子毒害,是影响作物生长发育的主要非生物胁迫因子之一。Na+/H+逆向转运蛋白能够通过将Na+排出细胞或将其区隔化入液泡中来调节细胞内的离子平衡,是植物耐盐的关键因子。本研究将质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因nhaA构建到植物表达载体pBI121上,通过发根农杆菌介导转化大豆子叶节,获得6株卡那霉素抗性再生植株。对抗性植株进行PCR、Southern blot和RT-PCR鉴定,3株植株呈阳性,平均转化率为0.42%。对阳性植株的耐盐生理指标测定结果显示,盐胁迫后转基因植株的质膜相对电导率显著低于对照植株,叶绿素含量和脯氨酸含量显著高于对照植株。nhaA基因在大豆植株中的表达显著提高了大豆对盐胁迫的耐受性,为大豆耐盐新品种的选育和广泛应用该基因进行其它农作物的耐盐性改良提供了材料和依据。