NO参与Spd诱导白三叶抗氧化酶活性及其基因表达

以‘拉丁诺’白三叶为试材,采用药理学实验,探讨一氧化氮(NO)信号在外源亚精胺(Spd)诱导抗氧化酶活性及其基因表达中的作用。研究结果显示,20 μmol/L的外源Spd可显著提高白三叶叶片硝酸还原酶(NR)和一氧化氮合酶(NOS)活性,诱导白三叶离体叶片NO积累,并且具有时间效应,在处理第2 h达到最大值;50 μmol/L NO清除剂牛血红蛋白(Hb)、5 mmol/L 硝酸还原酶(NR)抑制剂偏钒酸钠(NaVO₃)以及200 μmol/L一氧化氮合酶(NOS)抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐(L-NAME)处理均可不同程度地逆转Spd诱导的NO含量的升高。外源Spd亦可提高白三叶叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及其基因的相对表达量,而Hb、NaVO₃和L-NAME不同程度地抑制了Spd诱导的SOD、POD、CAT、APX酶活性及其基因表达。以上结果表明:Spd可能通过激活硝酸还原酶和一氧化氮合酶途径诱导产生NO,且NO信号参与了Spd调控白三叶叶片抗氧化酶活性及其基因表达。     

亚精胺对PEG渗透胁迫下白三叶种子萌发及幼苗抗旱效应的影响

以‘拉丁诺’白三叶(Trifolium repens cv.Ladino)为试材,研究不同浓度PEG-6000(聚乙二醇-6000)渗透胁迫下亚精胺(spermidine,Spd)对白三叶种子萌发和幼苗抗旱的影响。结果表明,20μmol·L-1 Spd浸种能够显著(P0.05)提高10%和15%PEG-6000渗透胁迫下白三叶种子的萌发率和萌发指数,显著促进15%PEG-6000渗透胁迫下胚根的伸长生长和幼苗的单株鲜重,但对单株干重影响很小;20%PEG-6000渗透胁迫下,外源添加20μmol·L-1 Spd能不同程度地提高白三叶幼苗叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性,降低电解质渗透率(EL)和丙二醛(MDA)含量,有效缓解叶片相对含水量(RWC)下降。表明渗透胁迫下Spd能有效促进白三叶种子的萌发,增强幼苗抗氧化能力,从而减轻渗透胁迫对白三叶幼苗的过氧化伤害,提高植株的耐旱性。     

一氧化氮参与调节PEG渗透胁迫下白三叶抗氧化酶活性及其基因表达

以 ‘拉丁诺’ 白三叶为材料,采用药理学实验,研究15%PEG-6000渗透胁迫下,离体叶片内源NO荧光产生及NO含量动态变化,NO清除剂及合成抑制剂对白三叶叶片抗氧化酶活性及其基因表达量的影响以及外源NO供体(SNP)对渗透胁迫的缓解效应。渗透胁迫可诱导白三叶叶片NO荧光产生,NO含量升高,提高抗氧化酶活性,上调抗氧化酶基因表达水平,而Hb、NR、NaVO₃和L-NAME则显著抑制了胁迫诱导的NO含量、抗氧化酶活性及其基因表达水平的提升;外源根施50 μmol/L SNP促进了胁迫下叶片抗氧化酶活性的提高,并有效减缓了相对含水量的下降,抑制电解质渗透率(EL)和MDA含量的升高。以上结果表明,NO是白三叶响应渗透胁迫的重要信号分子,并可能通过调控氧化酶基因表达和提高抗氧化酶活性,以减轻渗透胁迫对白三叶幼苗的过氧化伤害。     

Na＋对水分胁迫下白三叶抗氧化防御和有机渗透调节物质的影响

以“拉丁诺”（Ladino）白三叶为供试材料,研究NaCl对PEG（聚乙二醇6000）水分胁迫下白三叶幼苗叶片相对含水量、根系活力、叶绿素含量、活性氧成分、膜相对透性和膜脂过氧化、抗氧化防御及有机渗透调节物质积累的影响。外源NaCl能显著提高水分胁迫下叶片相对含水量和根系活力,有效降低叶绿素的分解;通过增强水分胁迫下叶片SOD、POD和CAT活性及抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH cycle）关键酶活性,维持了细胞内显著较低的活性氧、电解质渗透率和MDA含量,缓解了胁迫对细胞造成的氧化性伤害;50 mmol／L NaCl对正常水分条件下白三叶的生长也具有一定的促进作用;但外源NaCl预处理使水分胁迫下白三叶叶片内可溶性糖和游离脯氨酸含量显著降低。说明NaCl显著提高白三叶的抗旱性与增强胁迫下白三叶抗氧化防御系统密切相关,并非促进了植物体内有机渗透调节物质的积累,而可能像其他旱生植物一样是通过富集Na＋提高其渗透调节能力来发挥作用。     

水分胁迫对白三叶物质分配和根系生长的影响

通过抗旱性能不同的2个品种的栽培对照试验,研究了水分胁迫对白三叶Triflium repen干物质分配、碳水化合物积累、脯氨酸含量和根系分布的影响.结果表明:土壤水分变化首先影响到生物量在植物不同器官的分配,即累积性的CO2净同化产物的分配,白三叶能够通过提高匍匐茎、根系的干物质分配比例来回避干旱.同时,在干旱胁迫发生时,植株内可溶性糖含量和脯氨酸含量都大幅度增加,根系生长状况发生改变.然而,不同品种又表现出不同的特性,抗旱品种通过增加可溶性糖、脯氨酸含量提高渗透势及增加深根数量的能力显著大于抗旱性差的品种.     

外源脯氨酸对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草幼苗生长和抗氧化酶相关基因表达的影响

本试验以西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）为研究对象,采用盆栽试验,研究叶面喷施外源脯氨酸（10 mM）对低温胁迫（4℃）下垂穗披碱草幼苗生长及抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：低温胁迫下脯氨酸处理能够显著提高垂穗披碱草幼苗的根长、地上和地下鲜重、地上和地下干重,与低温胁迫相比分别增加27.11%,48.80%,48.83%,51.74%,38.87%;外源脯氨酸增加了低温胁迫下内源脯氨酸和可溶性糖的积累,分别增加42.96%和22.98%（P<0.05）;而且脯氨酸处理提高了APX、CAT、ChICu/ZnSOD、CytCu/ZnSOD基因的表达水平以及过氧化物酶（Peroxidase,POD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）活性,降低了丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和相对电导率水平（P<0.05）。综上所述,脯氨酸能够增强低温胁迫下垂穗披碱草幼苗的渗透调节能力及抗氧化酶活性,维持细胞膜的稳定性,缓解其生长抑制,从而提高垂穗披碱草的抗寒性。     

盐胁迫下匍匐翦股颖抗氧化酶活性及基因表达机制研究

为研究匍匐翦股颖在盐胁迫下抗氧化酶活性与基因表达的影响机制,模拟盐胁迫条件,用0 mol/L(CK),0.2 mol/L的NaCl溶液对两种不同耐盐性的匍匐翦股颖Penncross和SeasideⅡ进行处理,测定了超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性;用同源克隆的方法克隆了匍匐翦股颖CytSOD,FeSOD,CAT,APX,POD的部分片段,并设计了5个基因的qRT-PC引物,对5个抗氧化酶基因表达量进行了荧光实时定量测定,分析了两种不同耐盐性的匍匐翦股颖在盐胁迫条件下,抗氧化酶活性与基因表达的变化规律。结果表明,盐胁迫对两种不同耐盐性的匍匐翦股颖抗氧化酶活性和基因表达的影响不同,在盐胁迫初期,盐敏感的Penncross SOD活性比耐盐的SeasideⅡ高,盐处理中、后期Penncross SOD活性快速下降,SeasideⅡSOD活性下降慢而且能保持相对稳定,在这一阶段SeasideⅡSOD活性显著高于Penncross;CAT,APX和POD活性随着盐处理的延长,酶活性增加,Penncross CAT和APX活性低于SeasideⅡ,POD活性两者差异不大。盐胁迫下,Penncross CytCu/ZnSOD,CAT、APX 和POD表达量上调,而FeSOD下调;SeasideⅡ5种抗氧化酶基因表达量上调,CytCu/ZnSOD,FeSOD,CAT和APX的表达量显著高于Penncross,而POD表达量差异不大。两种匍匐翦股颖CytCu/ZnSOD、CAT、APX和POD表达量变化与酶的活性变化较一致,而盐敏感的FeSOD的表达量变化与SOD活性变化不一致。     

一氧化氮对水分胁迫下小麦叶片活性氧代谢及膜脂过氧化的影响

着重探讨了在水分胁迫条件下,一氧化氮对小麦叶片膜脂过氧化的影响。试验结果表明,低浓度的NO能够提高小麦叶片中抗氧化酶的活性,消除自由基,从而缓解水分胁迫造成的细胞膜脂过氧化损伤,而高浓度的一氧化氮降低了抗氧化酶的活性,使自由基的产生量增加,从而加重了膜的损伤。     

土壤水分胁迫对小麦脯氨酸含量的影响

本研究以小麦为试验材料,利用盆栽方式设置4个不同水分处理,测定小麦在水分胁迫下的脯氨酸含量。实验证明小麦叶片脯氨酸的含量受到了水分胁迫的影响,随着干旱胁迫时间的延长,叶片的脯氨酸含量随着土壤含水量的降低出现增加的现象。     

白三叶种质资源形态变异与地理起源的关系

分析了原产于1.02°~55.8° N,87.12° E~8.9° W,海拔2～2 804 m,分属于29个国家的68份白三叶（Trifolium repens）种质资源的形态特征变异及其与地理起源的关系。结果表明,1）供试白三叶叶片大小变异最大,其次是单位面积花序数和株高,而生殖枝高度和每花序小花数变异较小;2）Mantel检验表明,株高、单位面积花序数、每花序小花数3个性状变化存在显著（P＜0.05）的空间关联性,而生殖枝高度和叶面积与空间的相关性不显著;3）聚类分析显示,白三叶形态变异与地理起源呈较密切的相关性,而不同起源的白三叶亦出现了相似的遗传分化,原产欧洲的白三叶形态朝不同方向的进化趋势明显。     

白三叶在庆阳市苹果园生态系统中的重要作用

随着人们物质生活水平的不断提高和绿色环保食品的迅速发展,苹果Malus pumila 生产逐渐由数量型向质量型、环保型产品转变.通过对三叶草Trifolium repens 的生长特性、营养价值、生态效益和经济效益等方面的初步探讨,论证了白三叶是苹果园生草覆盖的理想草种.大力推广果园种植白三叶,是增加果农收入和发展畜牧业的良好措施.     

IAA改善PEG处理下白三叶幼苗叶片抗氧化保护和渗透调节能力

以‘Pixie’白三叶(Trifolium repens cv.‘Pixie’)为试材,通过PEG(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫,研究植物生长素(IAA)对白三叶幼苗抗旱性的影响。结果表明,1μmol·L~(-1) IAA能够显著(P0.05)提高15%PEG(-0.3 MPa)干旱胁迫下白三叶幼苗的抗旱性;外源IAA不同程度地提高了白三叶幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,以及还原型ASA和GSH的含量,降低相对电导率、丙二醛、超氧阴离子和过氧化氢含量,有效缓解了叶片膜质损伤和氧胁迫伤害;外源IAA亦可显著提高白三叶叶片总氨基酸和游离脯氨酸含量,有效降低了渗透势,提高叶片相对含水量。相似地,干旱条件下外源1μmol·L~(-1) IAA提高了离体叶片相对含水量并有效缓解了膜质损伤,但60μmol·L~(-1)极性运输抑制剂(NPA)以及60μmol·L~(-1)合成抑制剂(L-AOPP)不同程度地加剧了叶片失水和膜质损伤。以上结果表明:1μmol·L~(-1)IAA通过提高干旱胁迫下白三叶抗氧化保护能力和渗透调节能力,改善了白三叶幼苗的抗旱性。     

白三叶TrSAMDC1克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)在植物抵御逆境胁迫中发挥着重要作用。通过分子生物学技术克隆得到一个全长为1559 bp的白三叶S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因,并命名为TrSAMDC1。对该序列进行生物信息学分析表明:TrSAMDC1开放阅读框长度为1077 bp,编码358个氨基酸;预测其编码的蛋白为不稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构,无信号肽,二级结构的主要构件为无规则卷曲,三级结构为同源二聚体,可能定位于细胞质中;系统进化树表明TrSAMDC1与其他豆科植物SAMDC亲缘关系很近,在进化上高度保守。分析该基因在重金属镉(CdSO₄)、低温(4 ℃)、高温(35 ℃)、干旱(PEG-6000)和盐(NaCl)等非生物胁迫以及100 μmol·L^-1脱落酸(ABA)和1 mmol·L^-1生长素(IAA)等激素处理下的表达模式发现TrSAMDC1的表达具有组织器官和时空特异性:所有处理都能显著上调叶片的相对表达量,并且在大多数处理12 h后达到峰值。而根系表达量虽较对照有差异,但对各种处理的敏感程度显著低于叶片。推测该基因能在调节植物的生长发育以及植物应对非生物胁迫尤其是高温和重金属镉胁迫中发挥重要作用,以上结果为进一步研究该基因奠定了基础。