H2O2对不同大豆品种低温萌发及主要抗氧化酶活性的影响

大豆喜温,对低温敏感,播种后易遭受冷害造成减产.冷害与低温诱发植物活性氧的形成增加并抑制其清除能力有关.但研究表明当环境胁迫诱导活性氧增加的初期,也诱导清除能力的增强,H2O2参与这个过程的诱导.然而外源H2O2处理对大豆种子低温萌发的效应、对抗氧化酶活性的影响以及萌发过程中大豆种子内源H2O2含量的变化还不清楚.以冷敏感型大豆品种沈农8号、沈农9411和耐冷型大豆品种铁丰31、Kottman为材料,用10,20,50,100和200 mmol L-1的H2O2进行浸种处理后,在低温(5℃)下萌发.当外源H2O2浓度低于50 mmol L-1时,各浓度处理都提高发芽率,降低电解质外渗率,提高超氧化物酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性;当H2O2浓度高于50 mmol L-1时,抗氧化酶活性随H2O2浓度的增加而降低,耐冷品种的抗氧化酶活性始终高于冷敏感品种;在萌发过程中,内源H2O2含量随H2O2处理浓度的升高而增加.表明外源H2O2可能通过大豆内源H2O2含量的提高诱导抗氧化酶活性的增强,从而减轻低温伤害,提高在低温下的萌发能力.     

外源抗坏血酸对水稻抗铝生理指标的影响

为探讨外源抗坏血酸(AsA)对水稻的抗铝性能的影响,以'滇优35号'(杂交稻,粳稻)为试验材料,采用溶液培养法研究外源AsA对铝胁迫下水稻根尖H2O2、内源AsA、GSH、可溶性蛋白、脯氨酸含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响.结果显示,与对照相比,铝胁迫导致水稻根尖可溶性蛋白和内源AsA含量减少,而MDA和H2O2...     

MeJA对低温胁迫下冬小麦抗寒生理及关键基因表达量的影响

植物激素作为一种信号分子,在植物响应低温胁迫中起重要作用。本研究以东农冬麦1号为材料,在田间三叶期用0.5、1.0和2.0 mmol·L~(-1) MeJA喷施小麦叶片,在大田自然降温条件下,探讨外源MeJA对其抗寒生理及 TaPDF1.2、 TaCOI1、 TaMYC2基因表达量的影响。结果表明,MeJA处理降低了低温胁迫下东农冬麦1号叶片及分蘖节的相对电导率和MDA含量,提高了脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,提高了抗氧化酶SOD、POD和CAT活性;在不同处理浓度中,1.0 mmol·L~(-1) MeJA效果最好,处理后小麦返青率达91.5%;-10℃时,叶片和分蘖节内积累的保护性物质最多,保护性酶活性最强。东农冬麦1号分蘖节比叶片具有更强的抗寒性。此外,1.0 mmol·L~(-1)外源MeJA处理显著提高了东农冬麦1号叶片及分蘖节中 TaPDF1.2、 TaCOI1、 TaMYC2基因的表达量。     

茉莉酸甲酯对武运粳24和宁粳3号灌浆早期高温胁迫生理特性的影响

以武运粳24和宁粳3号两个常规粳稻品种为材料,采用桶栽方式,研究高温条件下外源茉莉酸甲酯(MeJA)在灌浆早期对水稻生理特性及产量的影响。结果显示,喷施外源MeJA可以提高植株体内可溶性糖的积累量,维持膜的渗透平衡;外源MeJA通过增加叶片的气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),降低水稻的叶温及穗温;MeJA通过减轻高温对光合系统的损害,进而提高PSⅡ的最大光量子产量(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光合电子传递速率(ETR)及分配给光化学反应的光能(P_r)比例,并最终提高净光合速率(P_n)。高温条件下,武运粳24中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性降低,而宁粳3号中的SOD、POD酶活性在高温后期则高于常温处理,而喷施MeJA能提高两品种SOD和POD两种酶在高温处理后期的活性,并降低丙二醛(MDA)的后期积累量,维持膜稳定性。综上所述,在高温条件下,MeJA可以有效降低水稻植株温度,有效缓解高温胁迫对植株生理生化过程的伤害,并通过提高千粒重和结实率减轻高温导致的产量损失。     

多胺诱导大豆子叶节愈伤组织形成丛生芽的机理研究

以栽培大豆幼苗子叶节愈伤组织为材料,研究多胺氧化降解产物H2O2在大豆子叶节愈伤组织丛生芽形成中的作用。结果表明:浓度为0.5 mmol·L-1时3种外源多胺(Put,Spm和Spd)都能显著促进大豆子叶节愈伤组织分化形成丛生芽,其中Spd的作用最显著,Put和Spm作用次之,而亚精胺合酶抑制剂-环己胺(CHA)对大豆子叶节丛生芽的形成有较强的抑制作用。与此对应的是,外源多胺处理促进了子叶节外植体的二胺氧化酶(Cu AO)活性和H2O2含量水平。有趣的是,用多胺氧化酶抑制剂-氨基胍(AG)和H2O2清除剂DMTU分别处理,也可显著抑制多胺对大豆子叶节愈伤组织分化形成丛生芽的促进作用;AG和DMTU在丛生芽分化上的作用,可能与AG处理导致外植体Cu AO活性和H2O2水平的降低,以及与DMTU清除H2O2的作用有关。研究结果暗示多胺降解产物H2O2可能参与多胺对大豆子叶节愈伤组织丛生芽的诱导。     

H2O2参与大豆根尖铝毒调节的研究

以浙春3号大豆为材料,研究100 μmol·L-1 Al3+处理下,外源H2O2对大豆铝毒的缓解效应以及可能的生理生化调节机理.结果表明:0.1 mmol·L-1 H2O2显著降低根尖Al含量,减轻了根尖活性氧(ROS)的积累及质膜通透性,增强了SOD和CAT活性,并且该缓解作用可以被150 U·mL-1过氧化氢酶(C...     

外源信号物质诱导人参抗人参锈腐病的作用研究

探讨外源水杨酸(SA)茉莉酸甲酯(MeJA)诱导人参抗锈腐病的效果,以期通过施入外源物质来提高人参植株的抗性.测定了0～800mg·L-1不同浓度SA和MeJA溶液对人参锈腐病菌的影响,利用筛选的浓度(200 mg· L-1)处理二年生人参移栽苗,接种人参锈腐菌,调查人参锈腐病的发病率和病害严重度.结果表明,浓度为200 mg· L-1的SA和MeJA溶液对人参锈腐病菌无直接毒害作用,而经SA和MeJA处理的人参植株锈腐病发病率和病害严重度显著降低,SA的诱抗效果优于MeJA.     

外源MeJA对盐胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响

采用盆栽试验,以玉米品种CT505为材料,研究外源茉莉酸甲酯(MeJA)对盐(NaCl)胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,与对照相比,150 mmol/L的NaCl处理降低了玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,减少了可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的积累,促进了丙二醛(MDA)含量和质膜透性的增加。添加1.0μmol/L MeJA在一定程度上可以缓解盐胁迫对玉米幼苗的损伤,与盐胁迫处理相比,玉米幼苗的SOD、POD和CAT活性分别增加了41.33%、26.09%和80.14%,可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量分别上升了58.62%、12.20%和40.21%,相对电导率和MDA含量分别下降了9.29%和20.43%。外源MeJA能够提高盐胁迫下玉米幼苗的光合性能,与盐胁迫处理相比,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著增加,胞间二氧化碳浓度(Ci)下降,SOD3、POD3、CAT1这3种抗氧化酶基因表达量显著增加,表明外源茉莉酸甲酯能够有效缓解玉米的盐胁迫损伤。     

结荚期喷施壳聚糖对臭氧胁迫下大豆活性氧代谢系统的影响

为揭示外源壳聚糖对O3胁迫下农作物活性氧代谢系统的影响机理,以大豆(Glycine max)为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)研究了结荚期喷施CTS对O3胁迫下大豆叶片活性氧自由基产生速率、含量,膜脂过氧化程度,抗氧化酶活性,抗氧化物质含量及大豆籽粒产量的影响.结果表明:在整个生育期内,与对照相比,高浓度O3处理下,大豆叶片O2-. 产生速率、H2O2含量升高, MDA含量、相对电导率增大,SOD、CAT、POD活性下降,ASA、GSH含量及大豆籽粒产量降低,对大豆表现为伤害效应.结荚期喷施外源CTS后,经O3胁迫的大豆叶片O29-.产生速率、H2O2含量降低,MDA含量、相对电导率减小,SOD、CAT、POD活性升高,ASA、GSH含量以及大豆籽粒产量增加,表明外源CTS一定程度上缓解了O3胁迫对大豆的伤害,但这种缓解作用是有限的.     

赤霉素(GA_3)与茉莉酸甲酯(MeJA)对雾培马铃薯内源激素与生长发育的影响

试验以品种为主区,激素处理为副区进行裂区设计,研究了赤霉素(GA3)与茉莉酸甲酯(MeJA)对雾培马铃薯内源激素与生长发育的影响。结果表明:外源GA3处理增加了3个马铃薯品种叶片内源IAA和JA的含量,降低了中晚熟品种高原7号的内源ABA含量。外源MeJA对马铃薯块茎均有一定诱导作用,但结合GA3处理其诱导结薯的能力会减弱。     

低温胁迫下不同浓度ABA对4个油棕新品种幼苗生理特性的影响

探讨低温胁迫下不同品种油棕幼苗ABA合成酶基因NCED3表达特性及不同浓度ABA对其幼苗生长和生理的影响,为提高不同品种油棕幼苗抗寒能力提供理论依据。以油棕新品种Ni、C×N、B×E、D×N为材料,对其进行低温胁迫处理（15、10、5 ℃,5 d）,利用实时荧光定量PCR（qPCR）检测4种油棕幼苗的NCED3基因表达特性;然后,10 ℃低温胁迫下对4种油棕幼苗外施不同浓度ABA（50~300 μmol/L ABA）,测定其可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶（POD）活性等生理指标。结果表明,低温胁迫可触发4种油棕幼苗ABA合成酶基因NCED3的过量表达,外施50~300 μmol/L ABA均降低幼苗质膜透性和SOD酶活性,抑制MDA和H₂O₂含量上升,缓解低温胁迫引起的膜脂过氧化,提高可溶性蛋白、可溶性糖含量和POD活性,进而提高油棕幼苗抗寒性。4个品种中,B×E材料的耐寒能力较强。     

香蕉中 8 个 WRKY 转录因子的克隆及表达分析

WRKY 转录因子在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用。为了解香蕉 WRKY 转录因子的功能,本研究 在香蕉根系中克隆了 8 个 WRKY 家族基因,与香蕉基因组数据库比对后,将其分别命名为 MaWRKY2、MaWRKY21、 MaWRKY44、MaWRKY47、MaWRKY125、MaWRKY136、MaWRKY139 和 MaWRKY147。序列分析和遗传进化树结果表 明,MaWRKY2 和 MaWRKY47 属于第 I 类家族,其余 6 个属于第 II 类家族。对 8 个基因在香蕉的根、球茎、假茎、 叶、花和果中的表达进行分析,结果表明,这 8 个基因在所有的器官中均表达,说明这些基因在香蕉的生长发育过程 中起作用。对 8 个基因在盐、低温、干旱、水杨酸、茉莉酸、ABA、乙烯和香蕉尖孢镰刀菌生理 4 号小种胁迫处理的 香蕉苗根系中的表达进行分析,结果表明 8 个基因对这些胁迫均有响应,说明香蕉中的这 8 个 WRKY 基因参与了生物 胁迫、非生物胁迫和激素信号途径。     

逆境信号下木薯MeMYC2转录因子表达及功能分析

MYC2是茉莉酸信号途径中的关键节点基因,在植物生长发育及逆境信号响应过程中发挥重要作用。本研究基于木薯基因组数据库序列,以木薯‘cv. 60444’品种为材料,采用RT-PCR方法同源克隆得到MYC2基因（数据库No. Manes.17G016000）,命名为MeMYC2.1。MeMYC2.1基因开放阅读框（ORF）全长2055 bp,无内含子,氨基酸序列中包含典型的bHLH保守结构域;序列比对分析发现MeMYC2与蓖麻MYC2具有较高同源性。外源施加植物激素水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、过氧化氢（H₂O₂）以及低温胁迫下,木薯叶片中MeMYC2.1的表达被显著诱导。进一步克隆获得MeMYC2.1基因上游1500 bp启动子序列,利用在线数据库PlantCare分析发现,MeMYC2.1启动子序列中不仅含有响应茉莉酸的顺式元件CGTCA/TGACG,还含有低温响应元件LTR及ABA响应元件ABRE。以上研究结果表明,MeMYC2.1可能是植物激素茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）响应低温物胁迫分子网络中的一个节点基因,对其功能的深入研究将有助于探讨JAs在植物低温胁迫应答中的作用机制。     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1（FoSTIP1）基因的克隆及表达分析

本研究克隆了尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4, Foc4）转录因子FoSkn7一个候选的下游基因,结果表明该基因cDNA编码序列全长1737 nt,编码一个含578个氨基酸残基的蛋白质。对其编码的蛋白进行了结构域和进化分析,结果表明该蛋白质含有胁迫诱导蛋白（stress-in-ducible protein-1, STI1）结构域和多个三角形4肽重复序列结构域（tetratricopeptide repeat, TPR）。该蛋白质与尖孢镰刀菌番茄专化型的磷酸化应激诱导蛋白1（STIP1）亲缘关系最近,因此初步将其确定为Foc4的磷酸化应激诱导蛋白并命名为FoSTIP1。采用相对荧光定量PCR方法分析了该基因在野生型B2菌株入侵香蕉苗根部及在外源H₂O₂诱导情况下的表达变化,也分析了FoSKN7基因缺失突变体中该基因在外源H₂O₂诱导情况下的表达。结果表明在入侵香蕉苗根部及在外源H₂O₂诱导情况下,B2菌株中的FoSTIP1表达均有上调,而FoSKN7基因缺失突变体中FoSTIP1即使有H₂O₂诱导,其表达也远低于B2菌株中的FoSTIP1。推测FoSTIP1可能是FoSkn7的靶基因并参与了Foc4抗外源氧化胁迫。     

基于气相离子迁移谱的热处理对催熟香蕉的挥发性物质分析

以香蕉果实为试验材料,利用热激、低温和催熟处理采后香蕉果实,采用气相离子迁移谱检测香蕉的挥发性物质,研究热处理对催熟香蕉果实挥发性物质的影响。结果表明:与对照相比,7 ℃ 6 d+催熟3 d和H+7 ℃ 6 d+催熟3 d 2个处理均明显降低了糠醇、苯甲醛、4-甲基苯酚、己酸乙酯、二甲基二氧杂环酮、1-戊醇、己二酮、3-甲基丁酸、2-甲氧基苯酚、2-己醇、丁酸乙酯等组分的含量;相反,这2个处理均明显增加了丙醇、乙酸丙酯、戊酮-2,3-二酮、二甲基二硫、2,3-丁二醇、甲基吡嗪、3-甲基丁酸乙酯、α-蒎烯、1-辛烯-3-醇、二甘醇二甲醚、E-2-辛烯醛、E,Z-2,6-壬醛、顺式-3-己烯醇、辛酸、庚烷-2-酮等组分的含量。另外,H+7 ℃ 6 d+催熟3 d处理明显增加了羟基丙酮、3-甲基-3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁醇等组分的含量。与7 ℃ 6 d+催熟3 d相比,H+7 ℃ 6 d+催熟3 d处理明显降低了三乙胺、苯酚、2-戊酮、2-戊基呋喃、癸醛、E-2-辛烯醛、甲硫基丙醛、2-己醇、2,3,5-三甲基吡嗪等组分的含量,导致这些组分含量与对照基本一致。进一步研究发现,热处理能明显降低7 ℃冷藏香蕉果实的冷害指数,减轻香蕉果实的冷害症状。热处理诱导催熟香蕉果实上述挥发性物质的变化,可能与热处理诱导香蕉果实产生抗冷性的过程密切相关。     

弱干旱下H2O2稳态调控大豆抗旱性的信号作用研究

研究弱干旱胁迫下H₂O₂稳态调控大豆抗旱性的信号作用,为大豆抗旱栽培提供理论依据。以大豆科丰1号为材料,用0.5%和5%的PEG-6000模拟不同程度的干旱,测定干旱胁迫下大豆叶片中相对含水量、膜脂过氧化程度、活性氧水平、抗氧化酶活性以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化剂含量及相关酶活性。结果表明：干旱胁迫增加了大豆叶片中活性氧的含量,促进了叶片膜脂过氧化,降低了叶片相对含水量;弱干旱胁迫下叶片H₂O₂积累并在抗氧化酶和抗氧化剂的共同作用下形成持续的稳态,产生信号作用,诱导植株在更强干旱胁迫下抗氧化酶活性以及AsA含量的进一步提高,显著降低了丙二醛和H₂O₂含量,提高了抗旱性,维持了叶片相对含水量的稳定。该信号作用同时具备时效性,会随着弱胁迫时间的延长而减弱。     

‘云香’水仙NtNAC1基因的克隆及功能分析

本研究利用RT-PCR技术从‘云香’水仙的根中克隆得到了NtNAC1基因,并通过qRT-PCR技术分析了该基因的时空表达模式以及在逆境和逆境相关激素处理下的表达变化,结合分析过表达该基因的转基因烟草植株的表现等解析了该基因的功能。结果显示:NtNAC1基因全长1083 bp,其ORF为918 bp,编码306个氨基酸,N端含有NAM保守结构域,聚分在SNAC1亚组,与香蕉MusaSNAC1、小麦TaNAC47亲缘关系较近。实时荧光定量分析显示,NtNAC1的表达水平随花器官花瓣和副冠的发育呈先上升后下降趋势,始花期达到峰值;NtNAC1在根和叶中高表达,受ABA、MeJA、SA、H_2O_2、NaCl、PEG诱导上调,推测该基因可能参与‘云香’水仙花器官的形态建成及响应非生物胁迫。进一步构建表达载体转化烟草,获得9株转基因植株。在高盐和干旱胁迫处理下,转基因植株根系发达、长势更好、存活率高,表明水仙NtNAC1过表达能提高烟草对高盐、干旱的耐受性,在抗逆中起正向调控作用,可作为提高水仙抗性的优良遗传基因资源。     

巴西橡胶树氰丙氨酸合成酶基因HbCAS的克隆与表达分析

氰丙氨酸合成酶（β-cyanoalanine synthase,β-CAS）是植物氰化物解毒的关键酶,在调节植物生长发育及逆境胁迫中扮演重要角色。本研究从巴西橡胶树中克隆氰丙氨酸合成酶基因HbCAS,并对其进行分析。结果表明：HbCAS基因开放阅读框长为1113 bp,编码370个氨基酸,其理论分子量为40.15 kDa,等电点为8.90,属于色氨酸合成酶超家族。实时荧光定量PCR分析结果显示,HbCAS基因在橡胶树各种组织中均有表达,其中在胶乳中的表达量最高。同健康树相比,HbCAS基因在死皮树中的表达显著下调。过氧化氢及乙烯利、茉莉酸甲酯、水杨酸及脱落酸等多种激素均能调控HbCAS基因的表达。同时,HbCAS基因的表达也受干旱、低温、甲基紫精、高盐等多种非生物胁迫调节。本研究结果揭示HbCAS基因可能在橡胶树死皮发生、活性氧信号、激素调节及多种非生物胁迫应答中起重要作用。     

茶黄素激活Nrf2/HO-1通路保护血管内皮细胞氧化应激损伤

为探讨茶黄素（Theaflavin,TF）对过氧化氢（H₂O₂）诱导的血管内皮细胞氧化应激损伤的保护效应及作用机制,将人脐静脉血管内皮细胞HUVEC分为对照组、损伤组（0.2 mmol·L^-1 H₂O₂处理）和TF预处理组（2.0、5.0、10.0 μmol·L^-1 TF和0.2 mmol·L^-1 H₂O₂处理）。损伤组和TF组均以H₂O₂处理24 h,其中TF组先以不同浓度TF预处理2 h,对照组均以定量溶剂处理。以MTT法测定细胞活力,DCFH-DA探针测定活性氧（ROS）水平,流式细胞术检测细胞凋亡,Western blot测定蛋白表达水平,相应试剂盒测定乳酸脱氢酶（LDH）、一氧化氮（NO）、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化氢酶（GSH-Px）活性。结果显示,与对照组相比,损伤组细胞活力显著降低,LDH释放量增加,NO水平降低,胞内ROS水平升高,MDA增加,抗氧化酶活力降低,细胞凋亡升高;TF预处理能够显著提高细胞活力,降低LDH水平,维持NO水平,降低胞内ROS水平及MDA的产生,提高抗氧化酶活力,并抑制细胞凋亡;进一步研究显示,TF能够激活Nrf2/HO-1通路,且Nrf2抑制剂会显著降低TF的内皮细胞保护效应。可见,TF能够有效抑制H₂O₂诱导的血管内皮细胞氧化应激损伤,其机制至少部分是通过激活Nrf2/HO-1通路实现的。