植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成

目的系统鉴定和分析小麦纤维素合成酶(CesA)基因家族成员,为进一步阐明小麦CesA基因家族的生物学功能奠定理论基础。方法利用生物信息学方法在小麦全基因组上系统鉴定小麦CesA (TaCesA)基因家族的成员。对小麦CesA基因的系统发育、染色体位置和转录组进行分析。预测TaCesAs基因结构、保守基序、顺式元件、蛋白质特征和亚细胞定位,并对小麦及其亚基因组供体中CesAs同源基因进行比对。结果共鉴定出21个TaCesA基因,分为3组(a、b和c)。基因结构分析发现TaCesA含有多个内含子,但部分基因非翻译区(UTR)结构存在缺失。TaCesA基因与其亚基因组供体关系保守。TaCesAs的上游包含45个与生物胁迫/非生物胁迫、生长发育和植物激素相关的元件,预示这些基因可能参与响应小麦的生物学功能。表达谱结果显示：TaCesA基因在缺磷、高温、低温、干旱、条锈病、白粉病和赤霉病等逆境胁迫中均有响应。结论小麦CesA基因具有保守的基因结构和蛋白结构,且在小麦抵御非生物和生物胁迫中起着重要作用。     

干旱胁迫对赤皮青冈幼苗光合光响应特性的影响

为阐明赤皮青冈(Cyclobalanopsis gilva)对干旱胁迫的光合响应与适应机制,以3个种源地赤皮青冈一年生幼苗为试验材料,盆栽模拟4个土壤水分梯度,测定幼苗在干旱胁迫下的光合光响应过程。结果表明,不同程度干旱胁迫下,3个种源地赤皮青冈幼苗的光响应曲线变化趋势基本一致。采用非直角双曲线模型对赤皮青冈的光响应曲线进行模拟,决定系数均在0.95以上,3个种源地赤皮青冈的光响应曲线特征参数最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQE)和暗呼吸速率(Rd)均呈现降低的趋势。湖南洞口赤皮青冈在轻度和中度干旱下表现出一定的适应性和耐干旱能力,说明3个种源中湖南洞口种源对干旱胁迫的适应性较强。     

玉米CesA家族的系统鉴定及功能研究

【目的】系统鉴定玉米纤维素合成酶(CesA)家族成员,明确其进化关系及基因功能。【方法】采用系统生物学方法,在全基因组水平上对玉米CesA家族成员进行鉴定,进一步结合基因结构变化对CesA家族成员的进化关系进行系统阐述;通过RNA测序和核糖体图谱,系统分析玉米CesA家族成员响应干旱胁迫的表达模式,并从基因复制角度分析该家族基因的扩增方式,同时基于构建的转录调控网络,对玉米CesA基因的功能进行初步探索。【结果】鉴定出16个玉米CesA家族成员,分为7个子家族,其中有3个是新发现的成员;CesA家族成员在玉米发育过程中对干旱胁迫的响应有明显的组织特异性和发育时期特异性,干旱胁迫对玉米种子发育过程的影响较对植株生长过程的影响大;CesA家族成员在合成纤维素过程中相互协同作用,成员间存在功能冗余。【结论】系统鉴定出了16个玉米CesA家族成员,进一步明确了其彼此之间的功能协作及其在种子发育和植株生长过程中对干旱胁迫的响应程度。     

干旱胁迫下菊芋蔗糖磷酸合成酶及转化酶活性变化规律研究

为研究干旱胁迫下不同菊芋品种不同部位的蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖转化酶(INV)的活性变化规律,采用PEG模拟与人工控水胁迫的方式对青芋1号、青芋2号两个菊芋品种进行研究.结果表明:(1)青芋1号和青芋2号在10％、20％PEG胁迫下,茎中SPS活性均较对照高,而30％PEG胁迫下茎中SPS活性较对照低,INV活性均表现较低;而不同浓度PEG胁迫处理的叶片中,SPS活性均较对照高,INV活性表现仍然较低.(2)青芋1号和青芋2号茎、叶中的SPS活性在不同控水强度胁迫前期均较对照高;青芋1号INV活性在中度控水35 d时活性较低、蔗糖合成增加,青芋2号INV活性在所有控水条件下7d后均下降,故适宜的控水强度及控水时间可以提高青芋1号和青芋2号茎、叶中的蔗糖含量.     

干旱胁迫对马缨杜鹃生长和光合生理特征的影响

【目的】探明干旱胁迫下马缨杜鹃生长指标和光合特性的变化规律,为马缨杜鹃资源的开发利用和抗旱新品种的选育提供依据。【方法】以2年生马缨杜鹃幼苗为研究对象,采用盆栽控水法结合单因素方差分析及回归分析研究不同土壤含水量[80%～100%(CK),60%～80%(FC₆₀)、40%～60%(FC₄₀)、30%～40%(FC₃₀)、20%～30%(FC₂₀)和10%～20%(FC₁₀)]对马缨杜鹃幼苗株高、地径、叶片生长指标(芽长、新叶数、单叶面积和叶片相对含水量等)和光合指标(叶绿素a、叶绿素b和净光合速率等)的影响,确定不同指标的关键土壤含水量阈值,揭示其抗旱能力和适应机制。【结果】干旱胁迫下株高相对生长量为25.68%～49.86%,各处理均低于CK,呈先降后升再降趋势;FC₆₀显著高于FC₄₀、FC₂₀和FC₁₀,FC₄₀显著低于FC₃₀,FC     

干旱胁迫对杜仲截干苗生长和光合特性的影响

树木对干旱胁迫的响应方式和机制是树种生态适应性对策的重要特征,对掌握树种生态习性采取合理的栽培技术措施具有重要意义。为阐明土壤干旱对杜仲苗期生长和光合特性的影响,以3年生杜仲截干苗为研究对象,采用盆栽称重法控制土壤含水量,研究充分供水、中度干旱和重度干旱3种不同土壤供水条件对杜仲枝条和根系生长、叶片光合特性的影响。结果表明:1）随着干旱程度的增加杜仲新枝和新根的生物量显著降低,新枝生长量与对照相比减少了30%和50%,新根生长量减少了14.1%和22.6%。2）干旱胁迫对叶片气孔密度和叶脉密度影响显著,气孔密度与对照相比分别增加19.4%和38.2%,叶脉密度增加8.5%和16%。3）叶片的光合能力随着胁迫程度的增加而降低,净光合速率下降了17.9%和33.1%,蒸腾速率下降了24.8%和45.7%,最大净光合速率下降了24.4%和43.1%。4）非光化学淬灭系数增加了77.8%和142%。因此,干旱胁迫抑制了杜仲的生长,新枝和新根生长量显著降低,使其适应干旱环境的自我调节能力显著增强;同时叶通过降低气孔传导性减少蒸腾耗水,增加光能热耗散避免光系统受到损伤,以适应干旱缺水的环境。     

干旱胁迫和盐胁迫对海岛棉种子活力的影响

研究干旱胁迫和盐胁迫对海岛棉种子萌发活力的影响,筛选出2个适应于新疆种植的海岛棉优势品种.使用水培法,对20份海岛棉种子(系)在NaCl胁迫和PEG-6000(聚乙二醇6000)胁迫下种子的发芽率、发芽势、根长、芽长、湿重、干重、电导率、SOD酶活性、POD酶活性和可溶性蛋白10个生理指标进行测定;分析其海岛棉种子品种...     

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系水分和光合生理的影响

【Objective】An indica near-isogenic rice lines were treated with drought stress at flowering stage to study water and photosynthetic physiology changes of flag leaf. By analyzing the relationships among agronomic phenotype characters, water and photosynthetic physiology changes and fertility of rice, the authors try to accumulate data for drought tolerance evaluation of rice.【Method】The rice materials were suffered with drought stress begin from heading of main shoot for 15 days, water and photosynthetic physiology parameters were measured after treatment.【Result】The results showed that the indica near-isogenic rice represented various drought tolerance, and there was no correlation between drought tolerance and agronomic phenotype characters, neither with physiological activities of rice under well watered condition. However, under drought stress at flowering stage, the correlation coefficient between drought resistance indexes and changes of water content of flag leaf, water potential of flag leaf, stomatal conductance of flag leaf were 0.614**, 0.514** and 0.541**, respectively. This indicates that rice drought tolerance has a correlation with changes of water content, water potential and stomatal conductance. In addition, except the correlation coefficient between drought resistance indexes and changes of Fv/Fm of flag leaf (0.470*), there was no correlation between rice drought tolerance and photosynthetic physiology.【Conclusion】In summery, the changes of water physiology parameters could be used as indicators for screening rice with drought tolerance.     

干旱胁迫对玉米叶片的影响

综述水分胁迫对玉米叶片形态结构和生理生化性能的影响,并进行展望。     

遮光对长春花叶片长春碱含量和相关合成基因表达的影响

分别在红色滤光膜遮光处理和正常日光灯照条件下,研究长春花(Catharanthus roseus)无菌幼苗叶片中叶绿素含量和生物碱含量以及生物碱合成相关基因的表达变化。结果表明:与对照相比,叶片中叶绿素含量在前30d先升高,然后明显降低(P0.05),叶绿素a/b比率低于对照;文多灵(vindoline,VIN)和长春质碱(catharanthine,CAT)的含量稍高于对照后下降,VIN和CAT耦合的重要抗癌产物长春碱(vinblastine,VBL)的含量逐渐高于对照,在处理第15天达到最高为(0.0280±0.0051)mg/g;遮光处理有利于VBL合成路径相关基因(Tdc、Str、Dat和D4h)的表达,表明植物在适应遮光胁迫过程中发挥着积极的调控作用。     

干旱胁迫对长春花光合特性及可溶性糖的影响

为了探讨干旱胁迫对长春花的生长繁殖、光合特性及可溶性糖的影响,测定不同土壤湿度下的长春花幼苗叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、糖含量等生理指标及叶片数、株高、花数等形态指标。结果表明:轻度干旱胁迫下(土壤体积相对含水量55%～60%),其生理及形态方面均没有发生明显的变化;重度干旱胁迫下(土壤体积相对含水量30%～35%),长春花的营养生长及生殖生长均受到明显的抑制,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著下降的同时,水分利用率明显升高,这表明长春花具有强抗旱性;中度干旱下(土壤体积相对含水量40%～45%)使长春花由营养生长向生殖生长过渡,蔗糖的积累起到了促进作用。中度和重度干旱胁迫下,可溶性糖含量大量积累提高了植株的渗透势,其中蔗糖和葡萄糖为主要的渗透调节物质。     

拟南芥和水稻CesA基因家族的生物信息学分析

以拟南芥和水稻21个纤维素合成酶基因(CesA)为研究对象,对其基因结构、保守结构域、蛋白质跨膜结构、亚细胞定位、基因表达等进行综合分析。结果显示,Ces A基因长度在3.5~6.5 kb,有7~13个内含子(OsCesA10除外)。Ces A基因编码的蛋白质保守性较强,含有该基因家族的保守结构域Ring finger(OsCesA10、OsCesA11除外)和Cellulose synthase。水稻和拟南芥的CesA蛋白跨膜螺旋数量为6个或8个(OsCesA10除外)。蛋白质亚细胞定位结果表明,21条Ces A蛋白全部定位在质膜上。大部分At Ces A基因在植株的幼根、幼叶和愈伤组织中均有表达,而大部分OsCesA基因仅在幼根或幼叶中表达。     

干旱-高温交叉逆境对小麦叶片蛋白质表达的影响

采用溶液培养、PEG处理等方法,研究干旱、高温单一逆境以及干旱-高温和高温-干旱交叉逆境下小麦叶片蛋白质含量和组分的变化,同时探究外源 Ca²⁺和 Ca²⁺螯合剂 EGTA 对交叉逆境下小麦叶片诱导蛋白表达的影响,以探讨Ca²⁺信使系统及逆境蛋白表达与交叉适应的关系。结果表明,逆境胁迫会引起小麦叶片可溶性蛋白含量的升高,且交叉逆境下可溶性蛋白含量高于单一逆境胁迫;对小麦叶片全蛋白进行 SDS-PAGE分析发现,逆境胁迫诱导产生新的蛋白质,其中最为显著的是分子质量为34.3 ku 和 24.0 ku 的两种新蛋白,且交叉逆境下两种逆境蛋白的百分含量明也显高于单一逆境,特别是干旱-高温交叉胁迫表达量最高。用不同浓度的Ca²⁺（CaCl₂）处理小麦幼苗,均可提高两种逆境蛋白的表达量;而EGTA对两种逆境蛋白的表达产生抑制作用。逆境下可溶性蛋白质（包括新的逆境蛋白）的表达是植物对不同逆境交叉适应的生理基础之一。可见,Ca²⁺作为胞内信使参与植物的逆境信号传递过程。     

不同光照条件下长春花的光合作用和叶绿素荧光动力学特征

【目的】探讨不同光强下长春花的光合生理特性,为长春花的种植提供理论指导。【方法】采用遮荫处理模拟不同的生境光强（100%、42.5%和12.5%自然光）,测定不同光强条件下生长的长春花叶片的比叶重（LMA）、光合色素含量、最大净光合速率(Pmax)、叶绿素荧光参数等光合生理指标,并对叶绿体的超微结构进行观察。【结果】随生境光强的减弱,最大净光合速率Pmax下降,12.5%光强下的Pmax是全光强下的71.4%。其它光合指标也发生适应性调整,相对正常光照,弱光下叶绿素含量上升,LMA、Chla/Chlb、Car/Chl、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）下降。自然光照条件下叶绿体中的类囊体片层结构垛叠紧密,数量较多,随光强减弱,叶绿体基粒逐渐变大,基粒片层发育较差、并且数量逐渐减少。Fv/Fm,qP、NPQ及实际光量子效率ΦPSⅡ等随光强下降也都呈下降趋势。【结论】不同光强下生长的长春花叶片的光合作用和叶绿素荧光动力学特征存在很大差异。弱光条件下,尤其是12.5%光强重度弱光胁迫下,长春花叶片的光合作用受到严重影响,主要表现在ΦPSⅡ、qP和NPQ的下降,从而导致光合机构发育不良和光合能力的下降,影响其正常生长。     

干旱与NaHCO3胁迫下柽柳基因表达的比较

用cDNA微阵列技术比较了NaHCO3及干旱胁迫下柽柳基因的表达异同。柽柳分别采用0.4mol/L的NaHCO3和干旱处理约30h后取材,分离总RNA,选用Cy3和Cy5进行标记,并与载有柽柳基因的cDNA微阵列杂交,比较了柽柳干旱胁迫的基因表达谱和NaHCO3胁迫的基因表达谱。结果显示,2种胁迫下,有14条基因共同下调表达,31条基因共同上调表达,说明柽柳的抗旱耐盐性状相似性较高。有1个基因在干旱胁迫下为上调表达,在NaHCO3胁迫下为下调表达。同时,和Lea蛋白、脱水诱导蛋白RD22同源的基因在干旱胁迫下表达量升高明显,但NaHCO3胁迫表达量上升不明显;NaHCO3胁迫使与SMDC基因和水通道蛋白同源的基因表达量明显上升,而干旱胁迫其表达量无明显升高,提示了柽柳的抗旱、耐盐性状也存在明显的差异。     

黄龙病菌感染对长春花 SOD 和 POD 活性的影响

【目的】比较黄龙病菌感染对长春花叶、茎、根 3 个组织中超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化物酶（POD） 活性的影响。【方法】采用分光光度计法测定黄龙病菌感染后长春花叶、茎、根 3 个组织中 SOD 和 POD 的活性。 【结果】染病长春花中 SOD 活性随感染时间的增加,逐渐下降,活性最低时,叶、茎和根 SOD 活性分别只有健 康对照的 61%、55% 和 47%。3 个组织间 SOD 活性总体表现为叶 > 茎 > 根。染病长春花中 POD 活性随感染时间 的增加呈现先上升后下降的趋势,叶、茎和根 POD 活性最高出现在嫁接后 30、35、35 d,活性分别为健康对照 的 205%、254% 和 194%,根中 POD 活性总体较叶、茎部高。【结论】黄龙病菌感染对长春花各组织中 SOD 和 POD 酶的活性均有较大影响,SOD 和 POD 活性的增加对长春花抵抗 CaLas 侵染起重要作用。     

干旱胁迫对烤烟叶片脯氨酸和可溶性蛋白质含量的影响

[目的]明确不同强度干旱胁迫对烟草脯氨酸和可溶性蛋白质含量的影响。[方法]以烤烟品种K326为材料,研究了4种强度干旱胁迫下烤烟脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化。[结果]脯氨酸含量随胁迫时间延长而增加,且与胁迫程度呈正相关;可溶性蛋白质含量先增加后降低,降低幅度与胁迫程度相关。[结论]长期干旱胁迫对脯氨酸和可溶性蛋白质含量的影响最大,其次是伏旱处理。     

干旱和低磷胁迫对大豆叶保护酶活性的影响

采用水培和盆栽试验法,测定不同程度干旱水平下,不同磷素营养基因型大豆叶片中MDA含量、SOD、CAT和POD活性。结果表明,干旱胁迫能显著增强MDA含量,导致细胞膜伤害加剧。SOD、POD与CAT协同作用,具有减缓MDA积累的作用。干旱胁迫下,磷素能有效地增强SOD、POD和CAT活性,减少MDA积累。     

干旱胁迫对烟叶膜脂过氧化特性的影响

以烤烟品种ＮＣ８９为材料，研究了干旱胁迫对烟叶膜脂过氧化及其保护酶活性的影响。结果表明，在干旱胁迫下烟叶中超氧物歧化酶活性先上升后下降，过氧化珠酶活性持续上升，过氧化氢酶活性一直下降，丙二醛含量和细胞膜相对透性逐渐增加。