植物响应盐碱胁迫的机制

土壤盐碱化对农林业生产和发展的影响日渐严重,已经成为全球范围内所面临的重大环境问题。研究盐碱胁迫的危害以及植物对盐碱胁迫的响应机制,有助于挖掘植物耐盐碱基因,选育耐盐碱品种,改良盐碱地,提高农作物的产量,扩大园林植物的栽培应用。盐、碱实际上是两种不同的非生物胁迫,碱胁迫在盐胁迫的基础上还增加了高pH胁迫,其危害程度较盐胁迫更深。本综述分析了土壤盐渍化现状,盐碱胁迫对植物产生的渗透胁迫、离子毒害、高pH伤害、活性氧胁迫等危害,从渗透调节物质的合成、离子的吸收转运与pH调节、增强抗氧化酶活性及内源激素响应等方面阐述了植物耐盐碱的生理机制;从盐碱胁迫的信号转导、转录因子调控响应及抗盐碱相关基因的表达等方面梳理了植物耐盐碱的分子机制。最后对植物适应盐碱胁迫的研究方向及多组学联合分析在全面研究植物抗盐碱机制中的应用作出了展望。     

花生耐盐碱响应机制及缓解措施的研究进展

花生是中国重要的油料作物,其单产和总产居世界首位。新疆盐碱地耕地面积占全疆总耕地的30.12%,盐碱地严重制约了新疆农作物发展水平。本文概括了盐碱胁迫对花生种子萌发的影响、盐碱胁迫对花生生长及生理特性的影响、花生对盐碱胁迫的响应机制,提出了缓解盐碱胁迫的相应措施,总结了花生耐盐碱响应机制及缓解措施的研究进展,最后指出了未来新疆盐碱地区花生的发展方向,并提出了应注重土壤改良剂研发及应用的建议,同时也为该地区选育和筛选耐盐碱花生种质以及品种提供了参考。     

燕麦对盐碱胁迫的响应机制及缓解措施研究进展

土壤盐碱化的日益严峻,直接制约着农牧业的健康发展,培育耐盐碱作物或饲草是解决这一矛盾的有效途径。燕麦是重要的粮饲兼用作物,具有一定的耐盐碱性。研究燕麦的耐盐碱机制,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义。文章从种子萌发、光合特性、抗氧化酶系统、渗透调节物质、离子吸收分布和分子机制等角度综述了燕麦对盐碱胁迫的响应机制,并概述了目前缓解燕麦盐碱胁迫的可行措施,展望了未来的研究趋势。     

混合盐碱胁迫对高粱农艺性状及生理指标的影响

通过测定耐盐碱性不同的3个高粱品种在混合盐碱胁迫下的农艺性状和相关生理指标,研究高粱全生育期农艺性状及生理指标对混合盐碱胁迫的响应,结果显示:高粱在整个生育时期随着盐碱胁迫的加强,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量基本呈下降趋势,胞间CO_2浓度则呈上升趋势。盐碱胁迫使高粱提前成熟,降低了各个高粱品种的株高、茎粗、穗重、千粒重等各项农艺指标值,不同品种对胁迫的响应存在差异。     

谷子品种（系）萌发期耐盐碱性鉴定及评价

为鉴定谷子品种（系）的耐盐碱性,以24个谷子品种（系）为试验材料,设置0、40、80、120和160mmol/L5个盐碱梯度,通过对响应盐碱胁迫的8个主要指标进行多重比较、相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、聚类分析、灰色关联度分析及回归分析等了解谷子萌发期对盐碱胁迫的响应并筛选出强耐盐碱性材料。结果表明,耐盐碱性谷子鉴定的最适宜盐碱浓度为80mmol/L。根据综合耐盐碱系数（CDC值）、耐盐碱性度量值（D值）及加权关联度（WDC值）对谷子耐盐碱性进行排序,其中耐盐碱性最强的5个品种（系）为泰谷004、豫谷18、龙谷25、冀谷168和K148。通过聚类分析将供试材料分为4类,分别包含9、10、3和2个品种（系）。灰色关联度及逐步回归分析表明,相对发芽势、相对发芽率、相对根长和相对芽长4个指标可以作为谷子品种耐盐碱性鉴定的综合指标。本研究为谷子盐碱机制的深入研究提供理论依据,为耐盐碱新品种的选育提供重要材料基础。     

混合盐碱胁迫对谷子萌发、幼芽生长的影响及耐盐碱品种筛选

探索了谷子萌发、生长对混合盐碱胁迫的反应,初步筛选耐盐碱材料,旨在为谷子耐盐碱机制研究和耐盐碱新品种培育提供基础材料和依据。结果表明:浓度≥60mmol/L盐碱胁迫下,谷子种子发芽率较对照显著降低;芽长、根长、发芽指数、活力指数大体均随着盐碱浓度的增大而减小,浓度≥60mmol/L盐碱胁迫下与对照差异达到极显著水平,且品种间各指标差异较大;谷子芽期耐盐碱性鉴定的适宜浓度为60~100mmol/L。从20份谷子材料中初步筛选出苗期耐盐碱材料3个,中耐材料6个,敏感材料8个,高度敏感材料3个。耐盐碱的9324-8-3、坝谷214和晋谷23号3份材料中9324-8-3耐盐碱程度最高,盐碱害指数为22.38%。     

油茶对胁迫因子的响应机制研究进展

油茶为中国特有油料植物,是世界四大木本油料植物之一。国内外学者在油茶对胁迫因子响应机制上开展了大量研究,文章总结了近年来油茶胁迫因子的研究成果。研究发现,胁迫因子对油茶的形态结构、生理生化产生一定的影响,但油茶自身也可对胁迫因子产生协同响应以缓解不利影响,且不同油茶品种间的抗性存在一定的差异。在现有研究的基础上,建议未来油茶胁迫因子的研究可着眼于：油茶不同发育阶段的差异、不同地区油茶品种间的抗性差异、多因子协同耦合机制及模拟不同因子间的变动趋势、油茶胁迫因子调控基因机制等。     

水稻耐碱突变体ACR78在苏打盐碱胁迫下的生理响应

利用盆栽方法,研究了盐碱胁迫条件下水稻耐碱突变体(ACR78)灌浆期的耐盐碱生理特性,并与野生型(农大10号)进行了比较分析.结果表明,盐碱胁迫下ACR78体内积累了大量可溶性糖(根部除外),质膜透性受损较轻,但脯氨酸含量变化不大;在盐碱胁迫下ACR78的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素以及水分利用效率(WUE)均高于野生型,而蒸腾速率(Tr)低于野生型.说明ACR78突变体耐盐碱性优于野生型具有一定的生理基础.     

花生耐盐碱品种的筛选及评价

为培育和筛选耐盐碱花生品种,扩大盐碱地利用面积,以50个花生品种为材料,利用盆栽方式设置0,0.4%,0.8%,1.2%等4个盐碱梯度,进行耐盐碱品种筛选。结果表明,在萌发期0.8%盐碱胁迫下,50个品种种子在耐盐碱特性上分化明显,有8个品种的发芽率和发苗势仍保持在90%,85%以上。对苗期各生理指标评价结果显示,根部指标和地上部性状在低浓度(0.4%)盐碱胁迫下变化不大,但在中(0.8%)、高(1.2%)浓度胁迫下呈现不同程度下降趋势,降低幅度分别为22%～54%,30%～56%。此外,叶绿素指标随着盐碱浓度升高呈上升趋势,上升幅度为12%～13%。采用优异指数对花生综合评价结果显示,在0.4%,0.8%,1.2%浓度的盐碱胁迫下,分别有23,5,0个品种表现为优异。从相关性上分析,萌发期和苗期的耐盐碱胁迫之间无显著相关性,表明萌发期和苗期抗性分属不同的耐盐碱机制。以上研究结果得出结论：在盆栽条件下,中等浓度(0.8%)盐碱适合用于花生耐盐碱能力的筛选;根据综合优异指数,筛选获得5份耐盐碱花生品种,分别是：冀花572、唐3432、冀农花31、易花16和豫花191,为耐盐碱花生品种推广...     

盐碱胁迫对2个葡萄品种光合及荧光特征的影响(英文)

土壤盐碱胁迫是限制作物生产力的世界性问题。很多研究关注盐分胁迫或者碱胁迫单因子对作物的影响,盐碱混合胁迫的研究较少。本研究按照研究区自然土壤盐碱主要成分和组成比例(NaCl、Na2SO4、Na2CO3质量混合比例为1∶0.5∶0.5),设置了不同浓度的盐碱处理(0,100,200,400 mmol/L),模拟无胁迫、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫。试验材料为2个葡萄品种克瑞生和摩尔多瓦的3年生实生苗。研究结果表明,轻度盐碱处理能在一定程度上改善2个品种的光合能力。高浓度盐碱胁迫条件下,两品种的净光合速率和气孔导度数值均比对照提高,光合-光响应曲线趋势表现一致。对于克瑞生,光合速率的提高得益于气孔导度和蒸腾速率的提高,但是较低的PSⅡ光化学效率降低了这种惠益。对于摩尔多瓦,较高的PSⅡ光化学效率帮助了其保持较为稳定的净光合速率。2个品种显示了对盐碱胁迫的不同适应性机制。     

过表达FtbZIP5提高苦荞毛状根黄酮积累及其耐盐性

bZIP转录因子不仅在植物盐胁迫网络中起着重要的作用,还可调节植物类黄酮的积累。在苦荞品种川荞1号中克隆了1个具有转录激活活性的bZIP家族基因FtbZIP5。FtbZIP5基因能被NaCl和脱落酸（ABA）诱导表达,在茎和叶中的表达高于根中。对过表达FtbZIP5基因毛状根的总黄酮含量进行检测,结果显示,总黄酮含量在过表达株系中显著高于野生株系。同时检测其类黄酮合成途径中关键酶基因的表达量,其中黄烷酮-3-羟化酶基因（F3H）的表达量较高。可推测该过表达毛状根株系中总黄酮的积累与F3H的表达有关。在NaCl（100mmol/L）胁迫下,各株系的总黄酮积累受到抑制,过表达株系的含量减少至0.63mg/g。并且,在这种压力下,F3H的表达水平仍然高于对照。植株在受到胁迫后,对照株系的过氧化氢酶（CAT）活性显著低于过表达株系。随着野生型植株受到胁迫的增强丙二醛（MDA）含量增加,但过表达株系的含量趋于稳定。以上结果表明,在过表达FtbZIP5毛状根中,总黄酮的积累可能是通过关键酶基因F3H的上调表达来调节的。并且FtbZIP5可提高苦荞毛状根耐盐性。通过解析FtbZIP5对苦荞毛状根中总黄酮积累及植株耐盐性的影响,为荞麦耐盐性和解析其耐盐机制研究奠定基础。     

工业大麻抗逆生理及分子机制研究进展

工业大麻(Cannabis sativa L.)是一种抗逆性较强的高附加值经济作物.往往种植在盐碱、山坡地等土壤环境条件相对比较恶劣的地块以充分利用土地资源.在生长过程中可能会受到盐碱、干旱、涝害、低温、高温、营养缺乏和重金属污染等逆境胁迫.为了确保产量和品质,在种植过程中一方面要根据其表型变化及时采取应对策略减少损失...     

甜菜M14品系BvM14-Dof3.4基因的克隆及响应盐胁迫表达分析

为进一步研究BvM14-Dof3.4基因响应盐胁迫的功能,以甜菜M14品系根为材料,通过PCR技术获得BvM14-Dof3.4基因cDNA全长序列并进行生物信息学以及盐胁迫应答分析。结果表明：该基因最大ORF为408 bp,编码135个氨基酸,蛋白分子量为12646.63 Da,理论等电点为4.68,为亲水性蛋白;BvM14-Dof3.4蛋白质二级结构和三级结构主要由延伸链和无规卷曲组成;BvM14-Dof3.4蛋白氨基酸序列与NCBI数据库中甜菜(Beta vulgaris)的氨基酸序列相似度为99.26%;系统进化分析表明BvM14-Dof3.4蛋白与菠菜(Spinacia oleracea)Dof3.4蛋白亲缘性较高。结合实验室前期盐胁迫下甜菜M14品系根的转录组数据分析,BvM14-Dof3.4基因参与甜菜M14品系应答盐胁迫过程,在200 mmol/L NaCl处理下上调2.05倍,在400 mmol/L NaCl处理下上调1.41倍。实验成功获得BvM14-Dof3.4基因cDNA全长,并确定该基因响应盐胁迫,该结果对挖掘甜菜M14品系优质基因和提高栽培甜菜抗逆性等方面具有重要意义,为后续进一步开展BvM14-Dof3.4基因响应盐胁迫功能研究提供参考。     

OsWD40过表达水稻根系响应盐胁迫的转录组分析

盐胁迫是影响水稻产量的主要因素之一,开展水稻耐盐机制的研究十分必要。为了揭示OsWD40基因参与耐盐的分子机制,以日本晴和OsWD40过表达水稻株系为材料,用浓度为200mmol/L的NaCl分别处理0、12、24和48h,对其根系进行转录组测序分析。结果显示,比较日本晴和OsWD40过表达株系在盐胁迫相同时间（ST0与NT0、ST12与NT12、ST24与NT24、ST48与NT48）的基因表达量,分别检测到1950、1646、3499和1522个差异表达基因。其中,盐胁迫处理24h的差异表达基因多于0、12和48h处理。对4个比较组的差异表达基因分别进行GO功能富集分析和KEGG代谢通路分析,发现差异表达基因主要富集在盐胁迫响应、脱落酸响应和转录调控等GO条目中,富集的重要代谢通路主要是植物激素信号转导,植物MAPK信号传导途径和苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成相关的次生代谢途径等。同时,转录因子家族基因,如WRKY、MYB和bHLH等,在各比较组中呈现差异表达。由此推测,苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成等植物次生代谢途径在OsWD40过表达水稻根系响应盐胁迫中发挥着重要作用,而且OsWD40可能介导响应脱落酸的基因转录调控,激活下游盐胁迫相关基因的表达。     

转录因子BvM14-GAI耐盐功能研究

转录因子在植物应答逆境胁迫过程中发挥着重要作用,GAI蛋白是植物转录因子家族的重要一员,对其研究主要集中在光响应机制领域,而该蛋白响应耐盐机制研究报道较少。实验室前期已经获得甜菜 M14品系盐胁迫转录组中上调表达基因BvM14-GAI的cDNA全长,本研究试图阐明该基因参与盐胁迫的功能。通过构建该基因植物表达载体,利用农杆菌介导花序浸染法转化拟南芥野生型和GAI基因突变株,检测150 mmol/L NaCl胁迫下异源表达和异源互补拟南芥植株的表型和生理生化指标。0 mmol/L NaCl处理时,以拟南芥野生型和GAI基因突变株为对照,异源表达和异源互补植株的根长、鲜重和干重均显著低于对照,说明BvM14-GAI基因为生长负调控因子;150 mmol/L NaCl胁迫处理后的根长、鲜重、干重及K⁺/Na⁺差异不显著,但甜菜碱、SOD和POD酶活性的含量显著增加,表明转录因子BvM14-GAI通过增强渗透调节和抗氧化酶系统提高异源表达和异源互补拟南芥植株的耐盐功能。研究结果不仅拓展了植物GAI基因响应非生物胁迫的功能,而且对阐明甜菜M14品系耐盐分子机制和培育耐盐作物品系具有一定研究价值。     

大蒜几丁质酶基因AsCHI1的鉴定及其对盐胁迫的响应

本研究旨在研究大蒜几丁质酶基因的序列特征及其对盐胁迫的响应,鉴定其抗逆功能.以大蒜品种'苍山四六瓣'为研究材料,通过RT-PCR技术分离得到AsCHI1基因.采用BioXM 2.6、ProtParam、DNAMAN、SignalP 5.0、SOPMA、SWISS-MODEL、NCBI和MEGA5等软件分析核苷酸及其编码...     

甜菜抗非生物胁迫研究进展

本研究主要从旱涝、盐碱、高低温以及土壤重金属污染4方面综述了非生物胁迫对甜菜生长发育、生理生化及分子水平的影响。研究发现甜菜在非生物胁迫下净光合速率下降,渗透调节物质浓度改变,活性氧代谢物质含量产生变化,生长发育受到影响;甜菜抗水分胁迫基因包括PSC5、PSCR、2-cysprx、NADK、cprx1、AVP1、Bv-txas等,MYB转录因子和NAC转录因子也在非生物胁迫中起重要作用;甜菜M14品系具有抗旱、耐盐等优良特性。WRKY家族转录因子、BvM14-Tpx、BvM14-CCoAOMT等基因、过氧化酶BvpAPX及各类盐应答蛋白质在抵抗盐胁迫中起促进作用;甜菜抗高低温研究较少,研究表明低温胁迫产生了甜菜抽薹基因的差异表达,甜菜SbSEC14基因在逆境条件下起到信号传导的功能;甜菜抗重金属胁迫研究进展近些年发展迅速,BvGS、BvMTP11、BvHIPP24、BvGST基因陆续被克隆。本研究提出今后应进一步加强甜菜抗非生物胁迫机制及应用的挖掘与创新;充分挖掘野生种中DREB基因,通过转基因技术培育抗逆性强的甜菜品种（系）;在单一逆境研究基础上,进一步开展多逆境条件下的抗逆研究;在生产上应用外源调控物、抗氧化剂、硅等抵御非生物胁迫对甜菜的生长发育影响。     

根腐病菌侵染对黄芪苯丙烷途径关键酶活性的影响

以蒙古黄芪-根腐病菌（Fusarium solani和F. acuminatum）为互作体系,测定苯丙烷途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)及4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)活性的变化,以期获得黄芪抗根腐病菌侵染机制的信息,为抗病育种工作提供参考。试验采用幼苗浸根法接种病菌,分光光度法测定3种酶的动态变化。结果表明,F. solani侵染黄芪后,PAL和C4H活性与对照相比明显升高,并在7、21天出现2个酶活高峰;4CL活性则随着时间的延长持续上升,7、21天时也显著高于对照。F. acuminatum侵染黄芪后,PAL、C4H和4CL的活性均在21天显著高于对照。可见2种病原菌在侵染黄芪过程中,苯丙烷途径的关键酶被不同程度地激活,但2种病菌激活各酶的时间和规律有所差异,表明黄芪对这2种病菌的抗性机制明显不同。