防护来提高小麦幼苗根部耐盐性

 水杨酸和一氧化氮在植物研究中都被认为是调控一系列生理过程的重要内源信号分子。采用药理学和生物化学的方法,研究发现外源水杨酸溶液对盐诱导小麦根部组织的氧化伤害具有保护作用。盐处理(150mmol/L)显著提高根部组织的脂质过氧化水平以及抑制根的生长;同时添加100μmol/L的水杨酸(SA)不仅可以有效的降低脂质过氧化水平以及部分增加根的生长,而且激活了包括SOD、POD和APX等抗氧化酶的活性。此外,一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理能得到与上述SA处理相类似的生物学表型。进一步的研究发现,SA的这种生物学功能很可能与NO有关,因为结合采用NO专一性清除剂cPTIO的处理则不同程度地逆转了SA的各种缓解效应。更重要的是,SA能通过模拟SNP的作用来诱导小麦幼苗根部大量释放NO。上述研究表明,SA通过NO信号上调小麦幼苗根部抗氧化防护来提高耐盐性。     

干旱锻炼提高小麦幼苗抗旱性的抗氧化机理研究

采用液体培养法,研究了两种干旱锻炼方法对小麦幼苗抗氧化系统的影响,即:①间断干旱:每天分别干旱1h、2h、3h和4h,连续8d;②连续干旱,于处理第3天连续干旱24h之后复水。结果表明,小麦幼苗水势随干旱锻炼程度增加而逐渐降低,根中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性及羟自由基.(OH)清除力均高于叶。间断干旱1h和2h处理的小麦幼苗SOD活性轻微下降,CAT和POD酶活性增加,羟自由基清除力增强,总抗氧化力升高,总体上表现为植株抗氧化能力增强;间断干旱3h、4h和连续干旱锻炼的小麦幼苗体内的SOD活性增强,但CAT和POD活性下降,羟自由基清除能力及总抗氧化力降低,总体上表现为抗氧化系统受到抑制。说明适度的干旱锻炼使小麦幼苗的抗氧化能力增强,而过度的干旱锻炼则降低小麦幼苗抗氧化能力,提高抗氧化能力可能是干旱锻炼提高作物抗旱性的机制之一。对H2O2和羟自由基清除能力的下降可能是过度锻炼导致损伤的原因,也说明抗氧化系统全面增强才能保护植物免受干旱损伤。     

调控植物生物碱生物合成的转录因子研究进展

生物碱是植物中广泛存在的一种次生代谢产物,在抵御生物胁迫及非生物胁迫中发挥着重要作用。转录因子是调控基因转录翻译,控制基因表达量的一种蛋白质。转录因子通过诱导或抑制生物碱合成相关基因的表达来控制植物中生物碱的含量。目前有关调控SGA、烟碱、TIAs和BIAs生物合成的转录因子已有报道。本研究综述了参与SGA、烟碱、TIAs和BIAs生物合成的转录因子家族类型,转录因子在生物碱生物合成中的调控机制以及生物碱合成涉及的信号传导途径,以期为调控农作物中生物碱含量提供理论依据,培育出抗逆性强、安全和优质的农作物品种。     

水杨酸通过提高抗氧化酶活性及基因表达缓解番茄低钾胁迫

探讨水杨酸(SA)对低钾胁迫下番茄幼苗生理指标及基因表达的影响,为研究SA和低钾胁迫之间的关系奠定重要的理论基础。研究喷施不同浓度(0.10,0.25,0.50,1.00 mmol/L)的SA对低钾胁迫下番茄幼苗氧化酶活性及基因表达的影响。结果表明,在低钾处理下喷施0.25 mmol/L的SA,番茄幼苗中Chl、Pro的含量、CAT、APX、POD、SOD的活性与对照组相比明显增加,MDA含量则明显降低。同时采用荧光定量PCR对幼苗叶片中的APX、CAT、POD与SOD基因表达模式进行分析,发现这4个基因的表达量在处理48,96 h后明显增加。推测在低钾胁迫下喷施0.25mmol/L SA能促进APX、CAT、POD与SOD基因的表达,进而降低活性氧ROS的积累,增强番茄幼苗对低钾胁迫的抗性。     

基于转录组探究外源水杨酸对条锈菌侵染小麦幼苗的缓解效应及差异表达基因分析

为探究外源水杨酸提高小麦条锈病抗性的作用机制,本文将周麦18分为未处理的小麦幼苗(对照)、条锈菌侵染的小麦幼苗(SR)和水杨酸处理条锈菌侵染的小麦幼苗(SA-SR),对处理15 d后的小麦幼苗进行抗病性鉴定、氨基酸含量检测、转录组测序及荧光定量分析鉴定。结果表明:外源水杨酸能够显著降低条锈菌对小麦幼苗的致病力; SR组叶片中氨基酸含量普遍降低,而经过水杨酸预先处理的SA-SR组与Control无显著差异,说明小麦条锈病造成叶片中氨基酸的含量显著降低;通过GO富集分析发现, SR和SA-SR组的差异基因在与光合作用相关的生物过程中富集,涉及的细胞组分包括叶绿体和类囊体等, KEGG通路富集分析显示, SR和SA-SR两个分组均在MAPK信号通路和次生代谢物的生物合成中显著富集,在植物的抗病或抗逆中发挥重要作用。     

外源一氧化氮供体对盐胁迫下小麦幼苗叶片谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响

研究了外源一氧化氮（NO）供体SNP对150 mmol/L NaCl胁迫下小麦幼苗叶片谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响。结果表明，与单独盐胁迫相比，0.1 mmol/L的SNP处理明显提高了小麦幼苗叶片还原型谷胱甘肽（GSH）的含量，略微降低了氧化型谷胱甘肽（GSSG）的含量，明显提高了GSH/GSSG，这可能与其诱导谷胱甘肽还原酶（GR）的活性有部分关     

小麦白粉病菌诱导的TaWRKY34基因的鉴定与分析

WRKY转录因子在植物抗病防卫反应中发挥重要作用。利用cDNA宏阵列(macroarray)和RT-PCR相结合的方法,从小麦全长cDNA文库的WRKY转录因子中筛选出一个应答小麦白粉病菌胁迫的TaWRKY34转录因子,该基因编码464个氨基酸。染色体定位分析表明,该转录因子位于小麦第一同源群染色体的短臂上,并且只在细胞核中表达。其蛋白序列与拟南芥、大麦和葡萄抗病相关WRKY转录因子的亲缘关系较近,与其中的3个WRKY基因具有相似的表达模式。TaWRKY34在Pm16/北京8377抗白粉病近等基因系中,对小麦白粉病菌、水杨酸和茉莉酸诱导的表达模式存在差异。TaWRKY34可能与小麦对白粉菌的抗性有关。     

响应辣椒疫霉菌诱导的CaWRKY转录因子筛选及其信号通路分析

在辣椒基因组中全面鉴定WRKY转录因子并筛选出受辣椒疫霉菌诱导的CaWRKY基因,并分析关键CaWRKY基因参与的信号通路。以CM334和NMCA10399为材料,基于辣椒基因组和RNA-seq数据,并在水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理下通过qRT-PCR技术检测基因表达并分析。全基因组共鉴定出69个CaWRKY基因。接菌后12 h,抗、感材料中分别鉴定出7个和3个差异表达基因;接菌后36 h,分别有13个和22个差异表达基因,表明抗病材料能更快速应答。在筛选出的8个关键CaWRKY基因中,CaWRKY19和CaWRKY65受SA诱导上调表达;CaWRKY50受MeJA诱导上调表达;CaWRKY25受SA诱导上调表达同时受到MeJA抑制下调表达,而CaWRKY49同时受SA和MeJA抑制下调表达,推测CaWRKY19和CaWRKY65通过SA,CaWRKY50通过JA,而CaWRKY25和CaWRKY49则通过SA和JA信号途径参与辣椒抗疫病防御反应。     

水杨酸对废电池胁迫下小麦幼苗渗透调节的影响

研究不同浓度水杨酸(SA)处理对废电池胁迫下小麦幼苗渗透调节物质的影响。结果表明,废电池胁迫下,小麦幼苗体内的可溶性蛋白含量下降,脯氨酸和丙二醛(MDA)含量升高,电导率增大,膜稳定性降低,质膜通透性明显增大,显示出一定的毒害效应;低浓度(≤50 mg/L)的外源SA处理能够明显增强废电池胁迫下小麦幼苗对废电池的抗性,改善多项指标,其中50 mg/L处理效果最好。说明低浓度SA能通过增强小麦的渗透调节能力,减轻废电池胁迫,缓解废电池对小麦幼苗的抑制和毒害作用,高浓度SA(≥50 mg/L)缓解作用降低。     

一氧化氮和亚甲基蓝对盐胁迫抗虫棉根系的抗氧化能力的影响

 通过检测抗氧化酶活性和抗氧化物含量,研究一氧化氮和亚甲基蓝对盐胁迫抗虫棉根系的抗氧化能力的影响。在正常条件和盐胁迫条件下分别用一氧化氮和亚甲基蓝处理抗虫棉幼苗,检测抗坏血酸(ASA)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性、谷胱甘肽(GSH/GSSG)值、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性,并作对比。结果表明：正常生长条件下添加NO能促进棉花幼苗生长,而添加亚甲基蓝(MB)显著抑制抗虫棉幼苗的生长;添加NO显著缓解了盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制,提高了根系的抗氧化能力,盐胁迫下添加NO的同时添加MB可不同程度地降低以上抗氧化物质含量和抗氧化酶活力,解除NO对盐胁迫的促长作用。     

水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响

为了明确水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗的保护机制,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度。选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法,观测并测定小麦幼苗在20%聚乙二醇（PEG）胁迫下经不同浓度水杨酸（SA）处理后的形态及生理指标。结果表明,水分胁迫下,外源SA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低超氧阴离子自由基（O₂ ^—.）、双氧水（H₂O₂）含量,减少丙二醛（MDA）积累,促进小麦幼苗地上部生长。施用SA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,本试验条件下以0.6mmol/L SA的效果最好。     

水杨酸对低温胁迫下甘蔗苗期抗寒性的效应

以‘新台糖22号’（ROC22）为试验材料,采用0.5 mmol/L水杨酸（SA）喷施苗期甘蔗叶片,于7℃进行低温胁迫,研究水杨酸对甘蔗苗期抗寒性的影响。结果表明：SA降低了受低温胁迫的甘蔗苗期叶片的相对电导率和丙二醛（MDA）含量,提高了可溶性糖,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,减缓了叶绿素含量的下降,认为喷施一定浓度的SA可缓解低温对甘蔗幼苗的损伤,进而可提高甘蔗苗期的抗寒性。     

外源水杨酸处理对黄瓜幼苗根系蔗糖代谢相关酶活性的调节作用

为了研究外源水杨酸处理对黄瓜幼苗根系蔗糖代谢相关酶活性的调节作用,采用黄瓜水培试验,并结合根际施用水杨酸(SA)的方法。结果表明：适宜浓度的SA处理促进黄瓜幼苗根系的生长,以0.1 mmol/L SA 处理效果最好;SA 处理后,根系内AI、NI 和SS（分解方向）活性都高于对照;在0.05 mmol/L 和0.1 mmol/L SA 处理后SS（分解方向）活性与对照差异达到极显著性差异水平,而0.5 mmol/L SA处理后效果不明显;AI 和NI 活性与对照差异显著;不同浓度SA处理后,SPS 活性减小,3 个浓度在处理6 天后与对照差异达到极显著水平,其中0.5 mmol/L SA处理效果最明显,到处理第6 天活性为1.81 μmol Sucrose/(g · h) FW,SS 活性与SPS 活性变化具有相似的趋势;不同浓度SA处理后,淀 粉酶活性随着处理时间的延长总体呈先降低后稍有升高的趋势变化,总体低于对照,其中0.05 mmol/LSA处理效果最明显,到处理第6 天活性为2.33 mg/(g· h) FW,与对照达到极显著性差异水平。由上可知,适当浓度的SA处理,其通过调节蔗糖代谢相关酶活性,从而促进黄瓜幼苗根系生长。     

Ca2+ 参与硝普钠对干旱胁迫下小麦叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

外源水杨酸对观赏羽扇豆高温胁迫的生理响应

选用5叶期观赏羽扇豆‘尖塔’品种为试材,喷施200 μmol/L水杨酸后进行30℃~45℃的高温胁迫,观测其叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、丙二醛含量及可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化,以阐明高温胁迫下观赏羽扇豆的防御机理。结果表明：高温胁迫下,外源水杨酸预处理可以提高观赏羽扇豆幼苗叶片中的超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,抑制丙二醛含量的增加,提高渗透物质可溶性蛋白和可溶性糖的浓度。且随着胁迫温度的升高,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量逐渐升高,当温度超过40℃后,开始下降。叶片中过氧化物酶活性对SA处理比较敏感,可作为衡量其耐热性的指标。可见,外源水杨酸可以通过提高植株抗氧化能力和渗透调节物质、保护膜结构和功能来降低高温胁迫对观赏羽扇豆幼苗的伤害。     

水杨酸对渗透胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

分别采用不同浓度的甘露醇和水杨酸处理玉米种子。结果表明:水杨酸处理对玉米种子的发芽率以及苗高、根长、根数、苗鲜重、根鲜重及根冠比都得到提高,说明水杨酸对玉米种子发芽和幼苗生长的有促进作用,可以在一定程度上解除渗透胁迫。     

低温胁迫下袖珍椰子幼苗的某些生理学变化

摘要:在2℃低温胁迫下, 袖珍椰子(Chamaedorea elegans H. Wendl.)幼苗叶片的MDA含量逐渐增加,膜脂过氧化作用逐渐增强。电解质渗出率在3d后增至92.35%, 细胞膜受到不可逆伤害。细胞保护酶SOD、POD和CAT酶活性呈现初期增高,随后下降的趋势,其中CAT酶活性降幅最大。叶片净光合速率随低温胁迫时间延长也呈现下降,5d后,净光合速率为-1.89 μmol CO2 ?cm-2?s-1;蒸腾速率在低温处理4d内变化不大,5d时表现为显著下降。     

Effect of Salt Stress on the Salicylic Acid Synthesis in Young Maize (Zea mays L.) Plants

The effect of salt stress on salicylic acid (SA) synthesis was investigated parallel with the induction of antioxidant enzymes in young maize plants. Two-week-old maize plants grown in hydroponic solution were treated with 50 or 100 m m NaCl for 7 days. Antioxidant enzyme activities, and the SA and o -hydroxy-cinnamic acid (oHCA) levels were measured on the 3rd and 7th day of treatment and after 4 days of recovery. Ascorbate peroxidase activity increased in the leaves, but changes in guaiacol peroxidase activity only could be detected in the roots after 7 days. Glutathione reductase activity increased both in the leaves and in the roots after the 3rd day of 100 m m NaCl treatment. Free SA only increased during recovery in the leaves and roots. In the leaves of plants treated with 100 m m NaCl, a slight increase was observed in the free oHCA level, which rose dramatically after recovery, while in the roots an increase could only be seen after recovery. These results suggest that oHCA may serve not only as a precursor of SA but may also have an antioxidant role during salt stress and recovery.