镉胁迫对续断菊与玉米间作体系中植物叶片抗氧化酶活性的影响

为探讨续断菊/玉米间作种植模式对Cd污染的响应机制,通过盆栽实验,研究了不同质量分数的Cd(0,50,100,200 mg/kg)对玉米与续断菊间作体系下植物叶片可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化酶(T-AOC)活性的影响.结果表明:在0和50 mg/kg Cd胁迫条件下,间作玉米和续断菊叶片可溶性蛋白含量降低了8.1%~34.1%,当Cd处理质量分数为100和200 mg/kg时,间作玉米叶片和续断菊叶片可溶性蛋白显著比单作增加了34%~69.1%;间作玉米叶片MDA含量较单作增加了6.1%~ 64.6%,续断菊叶片MDA含量较单作降低了9.7%~ 58.7%;在不同Cd 质量分数处理下,无论是单作还是间作,玉米和续断菊叶片中SOD、POD、CAT和T-AOC活性均随Cd质量分数的增加而增加,仅Cd 质量分数达到200 mg/kg时CAT活性有所下降;同一Cd 质量分数处理下,间作玉米叶片SOD、POD(200 mg/kg除外)、CAT和T-AOC活性均较单作降低,分别较低了15.1%~48.3%、2.8%~ 24.7%、5.2%~42.3% 和20.7%~31.9%;间作续断菊叶片T-AOC较单作增加了11.2%~26.4%.总体上,在一定质量分数的Cd胁迫下,玉米和续断菊叶中的MDA含量及抗氧化酶活性均有所提高以维持正常生长,表明抗氧化酶在清除Cd毒害产生的活性氧自由基和提高Cd 耐性中有重要作用.     

镧对铜胁迫下玉米幼苗叶片抗氧化系统的影响

为探讨La促进作物生长、增强抗逆性的生理基础,以玉米(Zea maysL.)幼苗叶片为材料,研究了Cu2+胁迫下La3+对玉米幼苗抗氧化系统的影响.结果表明:0.5 mmol/L Cu2+处理促进了脯氨酸(Pro)、可溶性糖和丙二醛(MDA)的积累,显著提高了细胞质膜透性(RMP)及POD和CAT的活性;随着La3+浓度的升高,Pro、可溶性糖和MDA含量先下降后上升,保护酶POD和CAT活性呈下降-上升-下降趋势.说明适宜浓度的La3+降低了细胞内Cu2+胁迫诱导的膜脂过氧化产物和渗透物质的积累,延缓膜透性的增加,缓解了活性氧自由基的产生,从而缓解Cu2+对玉米幼苗的伤害,La3+最佳作用浓度为80 mg/L,La3+浓度160 mg/L及以上则与Cu2+协同作用加剧对玉米幼苗的伤害.     

Introduction of herbicide resistant gene （bar） into maize （Zea mays L.） via pollen tube pathway

The pollen tube pathway method of transformation has been reported to be successful in most crops,but less successfu in maize.DNA can be transferred by cutting the stigma following pollination and applying the DNA solution in a suitable period DNA presumably reaches the ovary by flowing down the pollen tube and then integrates into the just fertilized but undivided zygotic cells.To provide the molecular evidence for this procedure,the plasmids pGBIRC carrying a CaMV35S promoter-PPT acetyle transferase(bar)gene-nos terminator gene fusion construct were used.Total 3 276 seeds were produced from the ears treated with DNA.It was found that 35 seedlings were GUS assay positive,but less intense than that of the positive controls,of which 17 were PCR amplification positive.But,only 13 of the seeds from the plants treated with DNA containing the bar gene were found to be resistant compared with the negative control.Less than 1.07% of progeny seedlings tested expressed a herbicide positive reaction and polymerase chain reaction(PCR)with seedling DNA did detect the bar gene.Morphological variation was observed in six plants.We succeed in obtain PPT-resistant maize inbred lines via pollen tube pathway.     

不同品种玉米耐盐性的比较

分别用不同浓度的NaCl溶液处理两个品种的玉米幼苗,两周后测定丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量以及过氧化物酶（POD）活性等生理指标。结果表明：在NaCl处理下,农大108的MDA含量低于沈单10号,Pro含量、POD活性高于沈单10号。说明农大108的耐盐性较强。     

玉米雄穗分枝性状的数量遗传分析

以2个株型不同的玉米自交系自330和PH4CV构成的6世代群体为材料,目测计数玉米不同群体雄穗分枝数量。通过P1、P2、F1、F2、B1和B2共6个世代联合分析法,以玉米雄穗分枝数为性状,研究控制玉米雄穗分枝性状的基因遗传分离规律。结果表明:该性状在F2分离世代群体呈双峰分布,B1和B2群体分离世代呈多峰分布,说明玉米雄穗分枝性状遗传为多基因数量性状控制,且符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(即C模型)。显性效应起主要作用,多基因遗传力较高,在74.83%～80.42%之间,若选择雄穗分枝较少的自交系必须从基础材料入手。这一研究结果为玉米雄穗分枝选择提供方法和理论依据。     

外源水杨酸对锰污染红壤中玉米的生长与抗氧化酶活性的调节作用

采用盆栽实验方法研究了外源水杨酸(SA)对锰污染红壤中玉米的生长、脂质过氧化程度、活性氧水平以及抗氧化酶活性的影响.结果表明,过量锰明显降低玉米植株干重,显著提高了茎叶和根中锰的含量.SA促进锰胁迫下玉米的生长,但对植株中锰的含量与分布无影响.过量锰处理下,玉米叶片超氧阴离子(O-2)和过氧化氢积累显著增加,脂质过氧化、电解质渗透率和脯氨酸含量显著升高;而SA和过量锰复合处理下,这些指标则显著降低.过量锰诱导超氧化物歧化酶(SOD,EC 1.15.1.1)、过氧化物酶(POD,EC 1.11.1.7)活性升高,抑制过氧化氢酶(CAT,EC 1.11.1.6)和抗坏血酸过氧化物酶(APX,1.11.1.11)活性;SA处理促进锰胁迫下SOD和POD活性进一步升高,减小CAT和APX活性下降的程度.这些结果提示,SA调节抗氧化酶活性,保护组织细胞免遭氧化损伤,是SA缓解过量锰对玉米毒害作用的重要生理原因.     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法.研究了土壤中不同浓度重金属铅(Pb,0-800 mg·kg~(-1))、镉(Cd,0-50 mg·kg~(-1))单一及其复合处理对玉米(Zea mays L.)生长及土壤微生物(细菌、放线菌、真菌)数量的影响.结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响.重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb(<300mg·kg~(-1))、Cd(≤10mg·kg~(-1))单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度(Pb≥800mg·kg~(-1)、Cd≥50mg·kg~(-1))则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量.玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著.     

农杆菌介导bar基因转化玉米幼胚的研究

通过农杆菌介导法,采用抗除草剂基因(bar)转化3个玉米自交系的幼胚,并对遗传转化影响因素进行优化。结果表明,2,4-D浓度为2 mg·L-1时,胚性愈伤组织诱导率较高;农杆菌最佳的侵染时间为20 min;乙酰丁香酮(AS)明显提高了幼胚的GUS瞬时表达频率,适宜浓度为200μmol·L-1;温和选择方法适于幼胚转化,不定芽诱导培养基、芽伸长培养基和生根培养基中潮霉素的浓度分别为8、6、2 mg.L-1;获得7株PCR检测以及除草剂抗性试验阳性植株。     

Cloning and Characterization of Putative Hd6 Ortholog Associated with Zea mays L.Photoperiod Sensitivity

The photoperiod response of fowering is critical to the survival and successful reproduction in crops.The Hd6 gene,encoding a protein similar to the Arabidopsis α-subunit of CASEIN KINASE2α(CK2α)has been reported to affect flowering time through the photoperiodic pathway in rice.In this study,the maize ortholog,ZmHd6,has been cloned and its role in the photoperiodic pathway was investigated.ZmHd6 encodes 332 amino acids with six distinct domains: two CK2 active domains,a nuclear localization signal sequence,a N terminal domain,an ATP binding site,and an active site of serine/threonine protein kinase.ZmHd6 was constitutively expressed in the leaves and shoot apical meristem(SAM)with the highest expression in SAMs of plants with seven leaves under long and short day conditions.Delayed flowering time under long day(LD)conditions were observed in ZmHd6 overexpression transgenic Arabidopsis plants compared to the wild type.In transgenic Arabidopsis plants,ZmHd6 was expressed in a circadian oscillatory pattern,TOC1 peak expression was delayed,new G1,CO,and FT expressions reached to peak after 3 h while entering illumination period and oscillatory expression patterns of CO and FT were created during the dark phase.These results suggested that ZmHd6 might negatively regulate flowering time under LD conditions by delaying TOC1 peak expression and disrupting CO and FT expression in transgenic Arabidopsis plants.     

焦化废水胁迫对玉米幼苗生长和抗氧化系统的影响

针对焦化废水污染现状,采用水培试验,研究了不同体积浓度焦化废水对玉米幼苗生长、生物量、抗氧化酶活性及非酶类抗氧化物质含量的影响,以期为焦化废水的毒性检测及生物监控指标的确定提供理论依据。结果表明,焦化废水经过A2/O工艺处理后,仍然能够显著抑制玉米幼苗的生长和生物量,且该抑制作用表现为对处理浓度和作用时间的双重依赖,处理浓度增大或作用时间延长对玉米幼苗生长和生物量的抑制作用增强;同时,经焦化废水处理后,染毒组玉米幼苗抗坏血酸(AsA)含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性明显增高,而谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性却降低。这一结果提示,焦化废水经过处理后,CODCr、BOD5、NH3-N、挥发酚、氰化物、硫化物、油等物理化学指标大幅降低,但其生态风险依然存在。     

番茄玉米间作对番茄叶片光合特性的影响

[目的]探讨番茄(Lycopersicon esculentum)玉米(Zea mays L.)间作条件下的番茄叶片光合特性。[方法]以6629、金矮红、豫星3浓度,与单作相比,差异均达到了极显著水平。不同番茄品种变化幅度不同,其中6629受影响较小,金矮红和豫星受影响较大。[结论]个番茄品种和甜糯八号、田蜜二号2个玉米品种为试验材料,将番茄与玉米进行间作,利用Li-6400便携式光合仪在自然光照条件下,测定番茄叶片的净光合速率、气孔导度等参数。[结果]番茄玉米间作降低了番茄叶片的净光合速率和气孔导度,增大了其叶片胞间CO2该研究可为番茄栽培管理提供理论依据。     

铬胁迫对不同玉米品种种子萌发生理生态的影响

研究了铬(Cr3 )胁迫对6个玉米品种种子萌发初期的生理生态特征。结果表明:随着Cr3 处理浓度的加大玉米种子萌发率逐渐降低,幼苗株高、根长、鲜物质量和干物质量均逐渐降低;脯氨酸、吸收Cr3 量和丙二醛含量逐渐上升,超氧化物歧化酶S(OD)活性、过氧化物酶P(OD)活性和过氧化氢酶C(AT)活性则逐渐增加,叶绿素含量减少,叶绿素ab/值逐渐减小。但抗坏血酸含量在各品种间变化较大。不同玉米品种对Cr3 毒害的反应不同,品种间存在差异。     

氯磺隆和苯磺隆对玉米乙酰乳酸合成酶抑制作用的研究

 用玉米沙培主根长度法测定了玉米品种农大 3138和农大 10 8对氯磺隆和苯磺隆的相对敏感性。结果表明 ,农大 3138耐药能力比农大 10 8强 ,氯磺隆对玉米生长的影响比苯磺隆大。有关玉米离体乙酰乳酸合成酶(ALS)的研究结果表明 ,氯磺隆和苯磺隆对两种玉米离体ALS酶具有强烈的抑制作用 ,是玉米ALS酶的非竞争性抑制剂 ,氯磺隆对两种玉米ALS酶的抑制作用强于苯磺隆。低浓度的氯磺隆和苯磺隆对活体ALS酶无抑制作用 ,高浓度下才抑制活体ALS酶的活性。     

Screening Methods for Waterlogging Tolerance at Maize （Zea mays L.） Seedling Stage

Waterlogging strongly affects agronomic performance of maize （Zea mays L.）. In order to investigate the suitable selection criteria of waterflooding tolerant genotypes, and identify the most susceptible stage and the best continuous treatment time to waterlogging, 20 common maize inbred lines were subjected to successive artificial waterflooding at seedling stage, and waterlogging tolerance coefficient （WTC） was used to screen waterflooding tolerant genotypes. In addition, peroxidase （POD） activities and malondialdehyde （MDA） contents were measured for 6 of 20 lines. The results showed that the second leaf stage （V2） was the most susceptible stage, and 6 d after waterflooding was the best continuous treatment time. Dry weight （DW） of both shoots and roots of all lines were significantly reduced at 6 d time-point of waterlogging, compared to control. POD activities and MDA contents were negatively and significantly correlated, and the correlation coefficient was -0.9686 （P 〈 0.0001）. According to the results, WTC of shoot DW can be used for practical screening as a suitable index, which is significantly different from control and waterlogged plants happened 6 d earlier. Furthermore, leaf chlorosis, MDA content and POD activities could also be used as reference index for material screening. The implications of the results for waterlogging-tolerant material screening and waterlogging-tolerant breeding have been discussed in maize.     

玉米低磷胁迫研究现状

玉米是世界第二大粮食作物,同时也是我国第一大农作物。磷是玉米生长发育所必需的元素之一,充当生物膜和核酸的重要组成元素,缺磷将严重影响玉米的生长发育。综述了缺磷对玉米苗期性状、根系、生理生化特性及产量等方面的影响。     

玉米低磷胁迫研究现状

玉米是世界第二大粮食作物，同时也是我国第一大农作物。磷是玉米生长发育所必需的元素之一，充当生物膜和核酸的重要组成元素，缺磷将严重影响玉米的生长发育。综述了缺磷对玉米苗期性状、根系、生理生化特性及产量等方面的影响。     

氯化钙在提高玉米抗盐性方面的作用

试验用0.5%的氯化钙(CaCl2)溶液浸种,在Na2CO3胁迫下,对玉米的干物重、叶绿素含量、细胞膜透性、根系活力、脯氨酸含量和水势的保护性作用进行研究。结果显示,用CaCl2浸种的玉米在胁迫下的叶绿素含量、细胞膜透性和根系活力的变化程度均小于水浸种,脯氨酸含量、干物重高于水浸种,水势低于水浸种。结果表明,CaCl2浸种提高了三叶期玉米的抗盐能力。     

Mutator诱导的玉米白化突变体插入位点的遗传分析及代谢途径的构建

【目的】利用Mutator(Mu)诱变群体获得、验证叶色白化突变体的Mu因子插入位点;解析玉米叶色变异相关基因及其代谢网络。【方法】以含有活性MuDR转座子的W22∷Mu为父本,与玉米自交系综31(Z31)杂交产生的M2和M3家系群体为材料,经表型性状的遗传分析和Mu插入位点的分离获得白化突变体,经生物信息学方法解析白化突变体产生的相关基因,同时构建产生白化突变代谢网络。【结果】对870个M2家系的16000余单株和M3种植的36个家系近700单株进行考察,获得了遗传稳定的白化突变体41株。经Mu-TAIL-PCR分析获得35条Mu因子插入序列;对靶位点序列分析,获得的14个靶位点可能与叶绿素合成及光合作用有关;利用其中6个靶位点构建了5条玉米叶色突变产生白化的叶绿素代谢网络途径。【结论】初步证实了Mu转座子插入的27个靶位点与叶色白化突变体的关联;建立了6个靶位点的玉米叶色突变产生白化的叶绿素代谢网络途径。     

玉米植株再生体系建立及其主要影响因素的优化

研究选取11个东北地区主栽玉米品种的自交系,以幼胚为外植体诱导愈伤组织,应用正交实验设计方法探讨了2,4-D、BA、L-脯氨酸、水解酪蛋白4个因素及不同浓度组合对II型愈伤组织诱导的影响。结果表明,MS培养基中添加4mg·L-12,4-D、0.5mg·L-1BA、750mg·L-1L-脯氨酸和250mg·L-1水解酪蛋白时,II型愈伤组织诱导率最高,为49.66%。2,4-D是诱导II型愈伤组织的关键因素。优化了不定芽分化培养基和生根培养基,探讨了3个基因型愈伤组织的不定芽分化率及平均外植体出芽数,甜1品种都为最高,分别为93.14%和1.35%。初步确定了蛭石附加1/8MS营养液为再生植株移栽的最佳条件。     

NaCl对玉米萌芽期生长及生理胁迫的效应

用不同浓度的NaCl溶液处理玉米自交系无名-5及杂交种垦玉7进行发芽试验,研究了它们在盐胁迫条件下,发芽势、芽长、根长、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明,随NaCl溶液浓度的增加:(1)两品种玉米生长均受到严重抑制,发芽势降低,芽和根的长度均呈减小的趋势,总体来看,杂交种垦玉7的发芽势、芽和根的长势均好于自交系无名-5;(2)两品种玉米体内Pro含量均增加,且在NaCl浓度超过150mmol/L时,杂交种垦玉7体内Pro含量增加的幅度明显大于自交系无名-5,而使垦玉7对盐的适应能力强于无名-5;(3)两品种的CAT活性变化幅度均不大,但无名-5的CAT活性在各NaCl浓度条件下均高于垦玉7,这可能是由品种间本身差异造成的,而与品种的耐盐性无直接关系。而杂交种垦玉7的SOD活性增加幅度却明显大于无名-5,说明垦玉7在盐胁迫下可能主要通过体内的SOD来清除活性氧自由基从而缓解盐害,使其耐盐性优于无名-5。