外源茉莉酸甲酯对UV-B胁迫下颠茄生物碱积累及TAs代谢途径调控的机制探究

以颠茄(Atropa belladonna L.)为材料,采用外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理颠茄幼苗,研究UV-B胁迫下不同浓度外源MeJA在不同处理时间对颠茄托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)含量、TAs合成途径上游产物、信号分子以及关键酶基因表达量的影响,初步探究UV-B胁迫下外源MeJA调控颠茄TAs代谢途径的机制。UV-B胁迫显著降低了颠茄莨菪碱和东莨菪碱的含量,对TAs合成途径前体物质的积累产生抑制作用,不利于TAs合成代谢。经适宜浓度的MeJA处理后,颠茄TAs含量有一定程度的提高,次生代谢途径中前体氨基酸(鸟氨酸和精氨酸)、多胺含量以及腐胺合成关键酶活性也均有不同程度的上升;信号分子NO的浓度随MeJA浓度的升高呈先升后降的趋势,在MeJA浓度为250μmol L^-1时达到最高。对TAs合成途径关键酶基因表达量的检测发现,在外源MeJA的诱导下,颠茄叶片和根部TRI、PPAR、H6H表达量均有不同程度的上调。表明外源MeJA通过诱导颠茄TAs合成上游产物含量的升高,刺激NO的迸发,为TAs合...     

盐胁迫下外源2,4-表油菜素内酯对颠茄氮代谢及TAs代谢的影响

以颠茄(Atropa belladonna L.)幼苗为材料,采用盆栽试验,使用外源2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide, EBR)处理幼苗,研究在100 mmol L~(-1)NaCl胁迫下不同浓度(0.05、0.1、0.2、0.4mgL~(-1))外源EBR在不同处理时间(5、10、15、20d)内对颠茄氮代谢、次生代谢产物含量以及托品烷类生物碱(tropane alkaloids, TAs)合成途径中前体物质含量、关键酶基因表达量的影响,旨在明确外源EBR调控颠茄耐盐性的生理机制。盐胁迫下颠茄氮代谢受到抑制,而施加外源EBR能够有效增强颠茄的氮代谢能力,硝态氮含量显著升高,铵态氮含量降低,游离氨基酸、可溶性蛋白含量以及氮代谢关键酶活性均有不同程度的上升。盐胁迫不利于生物碱的合成和积累,显著降低了TAs途径中前体物质的合成和关键酶基因的表达。外施0.1 mg L~(-1) EBR能够有效提高鸟氨酸、精氨酸、多胺含量以及腐胺合成关键酶活性,并通过上调TAs途径中关键酶基因TR I、H6H的表达量来提高莨菪碱和东莨菪碱的含量。表明适宜浓度的外源EBR能够有效缓解盐胁迫对颠茄生理代谢的破坏,通过提高氮代谢能力、促进TAs的产生和积累,提高颠茄幼苗的耐盐性。     

茉莉酸甲酯对钩藤生物碱合成的影响

钩藤中钩藤碱和异钩藤碱是防治心血管疾病的有效活性成分,研究茉莉酸甲酯(MeJA)对钩藤生物碱合成的影响对高效获取这两种生物碱有重要意义。本研究用不同浓度的MeJA (0, 100, 200, 500, 1 000μmol/L)喷施处理2月龄的钩藤,并检测其生物量、叶绿素含量、生物碱含量和合成途径基因表达量。结果显示,钩藤叶绿素含量随MeJA浓度和处理时间的增加而逐渐降低;200μmol/L的MeJA最适于钩藤的生长和生物碱积累,该浓度处理钩藤的鲜重和干重最高;处理后第6天,钩藤碱(439.772μg/g)和异钩藤碱(1 134.223μg/g)含量达到最高,分别是对照的1.412和1.548倍;STR、TDC和SGD基因表达量受MeJA诱导,分别在4、6和8 h达到对照的1.941、4.001和27.436倍。Me JA虽会抑制钩藤叶绿素合成,但适宜浓度的MeJA处理能有效促进钩藤植株生长和钩藤生物碱的合成,为进一步研究钩藤中生物碱生物合成的分子调控机制提供了理论依据。     

UV-B胁迫下Ca 2+对颠茄生理特性与次生代谢产物的调控研究

有害中波紫外线(Ultraviolet B, UV-B; 280~320 nm)辐射影响植物的生长和发育, Ca ²⁺是植物生长发育所必须的大量元素之一, 外源Ca ²⁺不但可以提高植物抗胁迫能力, 还对次生代谢具有调控作用。以颠茄(Atropa belladonna L.)实生苗为材料, 在UV-B辐射(10 μW cm ^-2)背景下, 研究不同浓度外源Ca ²⁺、不同处理时间对颠茄生理特性、氮代谢、次生代谢产物含量以及托品烷类生物碱代谢途径中3个关键酶基因表达量的影响。结果表明, 随着UV-B辐射时间的延长(4 ~12 d), 对颠茄的光合作用、氮代谢以及生物碱的积累产生抑制作用, 加剧了膜脂氧化程度; 经外源Ca ²⁺处理, 叶片初始荧光(F_o)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量呈下降趋势, 叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、光合色素(总叶绿素、类胡萝卜素)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均呈上升趋势, 说明Ca ²⁺有利于缓解UV-B辐射的抑制, 加强对UV-B胁迫的抗性; 在Ca ²⁺处理下, 叶片中硝态氮含量显著降低, 游离氨基酸、可溶性蛋白含量和氮代谢关键酶(NR、GS、GDH)的活性显著提高, 叶片中莨菪碱含量和东莨菪碱含量显著提高; qRT-PCR分析显示, 在外源Ca ²⁺的诱导下, 托品烷类生物碱合成途径中3个关键酶基因(PMT、TR I、H6H)表达量均有不同程度上调趋势。本研究结果可为田间种植提供理论参考。     

高温胁迫下外源茉莉酸甲酯、钙和水杨酸对蝴蝶兰幼苗耐热性的影响

为了探求外源茉莉酸甲酯、钙和水杨酸对蝴蝶兰耐热性的影响,分别采用最适浓度的3种药液和蒸馏水（对照）喷施蝴蝶兰幼苗叶片,并置于40℃高温胁迫4天,测定了有关生理指标的变化。结果表明：高温胁迫下,与对照处理相比,茉莉酸甲酯、钙处理明显提高了SOD、POD、CAT活性,而水杨酸处理在明显提高了SOD、POD活性的同时,却明显降低了CAT活性;3种处理明显提高了可溶性蛋白质和脯氨酸含量,显著降低了相对电导率和MDA含量。由此认为,茉莉酸甲酯、钙、水杨酸处理能提高蝴蝶兰幼苗的耐热性。根据形态和生理指标的差异性,可得出诱导耐热性强弱的顺序为：茉莉酸甲酯>钙>水杨酸。     

褪黑素和茉莉酸甲酯基质育秧对水稻耐低温胁迫的调控作用

早稻育秧过程中易遭受低温冷害,引起水稻减产。因此,有必要研制耐低温的水稻育秧基质来保障早稻生产。本研究以我们实验室自己研制的发酵基质作为研究对象,外源添加褪黑素和茉莉酸甲酯后,分别在水稻萌发阶段和水稻生长7 d后进行为期3 d的低温处理,然后测定水稻的萌发状况、理化性质和基因表达,从而明确2种不同激素对早稻秧苗耐低温胁迫的调控机制。结果表明,褪黑素和茉莉酸甲酯均显著提高水稻在低温条件下的发芽率和发芽势;两者均能提高水稻在低温条件下的生长,包括提高株高、根长、根条数、干物重、叶龄和养分含量。在低温条件下,褪黑素和茉莉酸甲酯均能通过调节水稻体内抗氧化系统酶的活性和降低水稻体内过氧化氢与丙二醛含量来缓解低温胁迫导致的脂质过氧化损伤。褪黑素和茉莉酸甲酯均能提高低温条件下水稻体内的脯氨酸含量和叶绿素含量,降低脱落酸的含量,而茉莉酸甲酯则单独提高了水稻体内GA₃的含量。褪黑素和茉莉酸甲酯对水稻耐冷基因存在不同的调控作用,在低温条件下,两者均显著上调OsCDPK7和OsLti6b,显著下调OsWRKY45基因的表达,褪黑素单独上调OsFer1基因的表达,茉莉酸甲酯单独上调OsT...     

外源茉莉酸对高温胁迫下的红掌幼苗的影响

研究了外源茉莉酸对高温胁迫下红掌幼苗叶片热致死时间、膜质过氧化以及抗氧化物酶活性的影响。结果表明：1mmol/L的外源JA可以最大限度地提高38℃高温胁迫下的红掌叶片的热致死时间;外施JA可以提高高温胁迫下的红掌叶片的POD活性、SOD活性;降低MDA和O2－-含量;不同时间高温锻炼下可以提高红掌叶片内源JA 浓度。结合以前的试验结果推测： JA可能是通过提高抗氧化物酶活性,降低体内MDA和O2－-含量来缓解高温胁迫对红掌幼苗的生长发育的影响。     

外源茉莉酸对小白菜耐硒性及硒积累的作用研究

本文研究了不同浓度外源茉莉酸(jasmonic acid,JA,浓度为50μmol/L,100μmol/L)对不同浓度硒酸钠(4mg/kg Se⁶⁺,10mg/kg Se⁶⁺)处理下小白菜(Brassica chinensis L.)耐硒性和硒积累量的影响。结果表明,土壤富硒处理显著降低小白菜PSII的光化学反应能力并引起强烈的细胞过氧化反应,显著降低地上部生物量。100μmol/L JA处理显著提高富硒处理土壤小白菜的PSⅡ有效量子产量(F_v’/F_m’)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q_P)、地上部生物量和过氧化氢酶(CAT)活性,并显著降低非光化学猝灭系数(q_N)和丙二醛(MDA)含量,显著提高富硒处理土壤栽培小白菜的地上部硒含量和硒积累量。50μmol/L JA缓解细胞过氧化和光化学反应抑制效果在4mg/kg Se⁶⁺处理下不显著,在10mg/kg Se⁶⁺处理下则显著提高最大光化学效率(Fv/F...     

逆境胁迫下植物活性氧代谢及外源调控机理的研究进展

逆境胁迫可使植物活性氧代谢失衡,导致活性氧过度积累,从而对植物造成氧化伤害。而外源调控可以缓解这种逆境伤害。从逆境胁迫及外源调控对植物活性氧代谢机制的影响角度,总结了近年来国内外关于逆境胁迫及外源调控对植物活性氧自由基代谢、细胞膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性影响的研究进展。在此基础上指出未来全球变化背景下植物活性氧代谢研究应在分子水平上进一步深入,同时应加强关于CO2、O3等温室气体浓度升高对植物活性氧代谢影响的研究。     

砷胁迫下甘蓝型油菜苗期根、下胚轴和鲜重的全基因组关联分析

油菜是修复土壤重金属污染的理想作物,为筛选甘蓝型油菜耐砷性的显著关联单核苷酸多态性位点及相关候选基因,本研究以140份不同来源的甘蓝型油菜自交系为材料,测定和利用油菜60KSNP芯片对正常和砷胁迫条件下的相对根长(RRL)、相对下胚轴长(RHL)和相对鲜重(RFW)进行了全基因组关联分析。结果表明,与RRL、RHL和RFW显著关联的SNP位点分别为15、20和35个,单个SNP位点表型贡献率分别介于13.31%～24.39%、18.04%～33.82%和20.19%～25.06%之间;其中在A02、A07和C02染色体上同时存在与RRL、RHL和RFW显著关联的LD区间。基于油菜基因组信息在LD区间内共筛选到61个可能与砷胁迫相关的候选基因,其中PHT3;3、PHT1;9、GST、OTC5、NRAMP1和ZIP12等与重金属吸收和转运相关。实时荧光定量PCR分析结果表明, PHT3;3和PHT1;9是与甘蓝型油菜砷离子吸收转运相关的重要候选基因。本研究结果对于甘蓝型油菜耐砷胁迫机理的研究、性状的改良具有重要参考价值。     

外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理以及铀富集的影响

为了研究外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理生化以及铀富集能力的影响,笔者以四季豆(Phaseolus vulgaris L.)为材料,通过盆栽控制试验,在含有铀污染的土壤中分别施加0、10、20、30、40、50 mg/kg的硼酸,在温室中种植培养四季豆,待四季豆开花前取样测定其生理指标和铀富集含量。结果表明:(1)随着硼酸浓度的升高,最大光化学效率(FV/Fm)和光合性能指数PIABS以及单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的能力(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)均呈现先升高后下降的趋势;叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸也呈现先上升后下降的趋势;丙二醛(MDA)呈现先下降后升高的趋势;(2)随着外源硼酸浓度的升高,四季豆地上部和地下部铀含量以及植物铀含量都升高。说明了外源施加适宜浓度的硼酸可以提高四季豆对重金属铀的抗性,增加四季豆对铀的富集能力和转移能力。