不同施肥水平下黍子根系对干旱胁迫的反应

不同施肥水平下黍子根系对干旱胁迫的生物学响应研究表明，无论施肥与否，拔节期或抽穗期干旱胁迫均会使黍子根重、根长、根活力、次生根数、根系SOD活性及株高与地上部干重明显降低，MDA含量明显增高；水分胁迫解除后，黍子根系增长迅速，表现出明显的补偿效应和根系对水分反应敏感的特点，但干旱造成的不利影响在后期未能完全补偿。抽穗期干旱胁迫对黍子的影响大于拔节期，这是由于拔节期胁迫后恢复水分供应，根系有较长的时间与空间进行补偿的结果。通过施肥改善土壤肥力，可以肥促根、以肥调水、提高土壤水分利用效率和增加产量，在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。     

干旱胁迫下不同小豆品种根系生长规律研究

采用盆栽人工控水的方法,研究不同小豆品种根系对干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫抑制了小豆根系的生长,随着干旱胁迫的加剧,小豆的最大根长呈先增加后减少的趋势,根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积呈减小的趋势,根冠比呈增加的趋势;不同品种小豆对干旱胁迫的响应存在差异,抗旱型品种的根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积随干旱胁迫的加剧下降幅度小,根冠比显著加大。重度干旱胁迫下,品种间最大根长、根重、根体积、株高、茎粗、叶面积和根冠比差异在整个生育期间达显著水平。抗旱型品种冀红8937的根系更为发达,根冠比较高,中度干旱胁迫下,最大根长的增加幅度较大,随着干旱胁迫的加剧,其根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积下降幅度较小,根冠比显著增加。     

干旱胁迫下磷营养对不同作物苗期根系导水率的影响

通过控制灌水量（正常供水、中度及重度干旱胁迫）的盆栽试验，采用压力室法测定了玉米、小麦和大麦苗期的根系导水率变化,研究了在磷素控制下，旱后复水过程中根系导水率恢复能力。结果表明,不同水分状况下，根系的导水率无磷处理明显小于有磷处理，且随干旱程度的加重，下降加剧；复水过程中，前者的恢复能力显著弱于后者，     

干旱胁迫对不同年代谷子苗期根系表型的影响

作为种植于中国西北干旱和半干旱区域重要的粮食作物,谷子具有较高的营养价值。但近年来干旱频发,导致谷子品种退化、品质下降。因根系是运输有机质的重要器官,对植物生长发育的全过程至关重要,选取3个不同年代的6个谷子品种为研究对象,采用土培法人工模拟干旱环境（出苗10天后一组停止浇水至收获;另一组正常浇水,70%±5%FWC）,探究品种更替过程中干旱胁迫对谷子苗期根系表型的影响机理。结果表明,不同年代谷子幼苗根系对干旱胁迫的响应机制存在差异,随年代推进,谷子根系干质量、根长、根表面积和根体积呈先降后升趋势。自20世纪70年代以来,1970s—1980s和2000s—2010s谷子在干旱环境中的生长速率分别显著提升了18.1%和30.1%(P<0.05),根冠比有降低趋势并稳定在0.21左右,根条数稳定在9～10条。干旱胁迫下,1960s—1970s谷子的生物量总干重、根宽度、根总长、根表面积和根体积分别显著降低37.6%、47.9%、36.8%、40.1%和30.6%(P<0.05),根密度无显著差异(P>0.05);1970s—1980s谷子的总干重、根宽度和根条数分别显著...     

不同品种糜子幼苗根系对干旱胁迫的生物学响应

采用盆栽的方法,以6个糜子品种(农-021;农-034;农-092;品-011;品-029;品-076)作为试验材料,研究了干旱胁迫下不同品种糜子根系的形态学与生理学特征。结果表明:干旱胁迫下糜子的株高、叶面积、地上重、根重、总根长、根活力及根系SOD活性均明显降低,不同品种间的变化趋势相似,但变化幅度明显不同。中度干旱胁迫下,上述指标最小的下降幅度分别为13.39%、18.33%、8.11%、9.99%、20.92%、10.18%、32.83%;而最大的下降幅度分别为22.67%、38.22%、24.15%、28.87%、41.07%、28.89%、44.97%。同一含水量条件下不同供试品种间根系的形态与生理学特征及同一糜子品种在不同供水条件下的根系形态与生理学特征均存在着明显的差异,表明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的。根重、总根长、根活力、Pro含量及根系SOD活性变化在材料间存在显著差异,在一定程度上反映了糜子品种的抗旱性强弱,可作为糜子苗期鉴定抗逆性强弱筛选的生理指标。在供试的6个品种中,农-021对干旱环境的适应性最强。     

干旱胁迫下三种抗旱葡萄砧木NAC基因表达分析

NAC转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在响应外界胁迫方面具有重要作用,广泛参与植物生长发育的调控和激活非生物胁迫基因的调控。目前对葡萄砧木响应干旱等非生物胁迫机理的研究较少。为了研究葡萄砧木NAC基因在干旱胁迫下的表达情况,本研究以葡萄砧木1103P、110R和5BB为材料,通过进行实时荧光定量(RT-qPCR)分析,研究在干旱胁迫下不同葡萄砧木中7个NAC基因的表达量。研究表明,在干旱胁迫第10和15天时,VvNAC8、VvNAC17、VvNAC18、VvNAC26和VvNAC40基因在砧木110R中表达上调,VvNAC8、VvNAC18和VvNAC56基因在砧木1103P中表达上调,VvNAC18、VvNAC37和VvNAC40基因在砧木5BB中表达上调。结果表明,7个候选基因均与葡萄砧木抗旱性有关,这为揭示葡萄砧木NAC基因响应干旱胁迫的分子机理提供理论依据。     

干旱胁迫对冬小麦根系生长及营养代谢的影响

研究了不同程度土壤持续干旱对冬小麦根系生长及营养代谢的影响。结果表明,干旱胁迫使小麦次生根发育迟缓,数量减少,根系发硬,根尖萎缩,拔节至扬花阶段对发根潜能的影响最大。根系干物质积累量减少,峰值延后;根系中氮、磷积累量下降,分配比例在生殖胁迫有较多的氮、磷损失;根系中的含量下降,Ｃ／Ｎ失调。维持根系对氮、磷良好吸收、分配、运转和Ｃ／Ｎ协调的土壤含水量不能低于６０％。     

干旱胁迫下玉米根系活力和膜透性的变化

研究了干旱胁迫下盆栽玉米叶片含水量，根系活力和质膜透透性的变化，结果表明：干旱胁迫下，玉米叶片相对含水量下降，叶片及根系质膜透性上升，根系活力下降，并且，下部幼根的质膜透性比上部老根上升快，同时其活力下降也快于上部老根。     

干旱胁迫对春大豆根系保护酶活性的影响

大豆是需水较多的作物,明确阶段性干旱对大豆根系主要生理特性的影响,对于进行更好的水分管理具有重要的理论和实践意义。试验于2013年5月-10月以春大豆为材料,采用盆栽方法,测定V3期、R4期和R5期干旱条件下根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,进行统计分析。结果表明,在干旱胁迫条件下大豆根系保护酶活性显著增加,其中SOD、CAT活性中度干旱处理重度干旱处理适宜水分处理,POD活性重度干旱处理中度干旱处理适宜水分处理,其差异均达到显著水平;重度干旱处理SOD(除R5期外)、POD、CAT活性黑农57显著大于绥农26,适宜水分条件下品种间没有明显差异。     

灰飞虱胁迫下水稻防卫相关基因的表达

灰飞虱是我国水稻生产上的一种重要害虫。运用荧光定量PCR方法及特异性引物,对不同时间(12、24、36、48和72 h)灰飞虱胁迫下抗虫和感虫水稻品种中主要防卫途径的相关基因进行转录水平上定量分析。灰飞虱取食后,与水杨酸合成途径相关的基因PAL、NPR1、EDS1和PAD4在抗灰飞虱品种Mudgo中的表达水平均高于在感虫水稻Kittake中。接虫12 h后,PAL基因表达量达到未接虫时的6.914倍;在Mudgo中,PAL基因相对表达量上升更快,在24、48和72 h分别是Kittake中的42.848、70.743和69.193倍。NPR1基因在灰飞虱为害12、36和72 h后,在Mudgo中的表达量分别是Kittake中的4.690、6.231和4.112倍。与茉莉酸合成相关的基因LOX和AOS2,在灰飞虱为害36 h后,在Kittake中的表达水平显著高于Mudgo中。乙烯信号途径中的受体基因EIN2在Kittake中的表达量也高于Mudgo中。结果表明,灰飞虱取食激活了抗虫水稻Mudgo中依赖水杨酸介导的抗性途径,同时诱导感虫水稻Kittake产生了依赖茉莉酸/乙烯途径的防卫反应,PAL和NPR1基因的表达在调节Mudgo抗灰飞虱中具有重要作用。     

水稻双组分系统基因干旱胁迫表达谱分析

利用全基因组表达芯片,系统分析干旱胁迫条件下水稻双组分信号系统(two component system,TCS)相关基因在其不同发育阶段、不同组织以及抗旱能力不同的株系中的表达谱变化特征.结果表明,双组分信号系统基因在干旱胁迫环境下的表达具明显的时空特异性,表现为不同组织的TCS基因干旱胁迫表达谱差异较大,而同一组织内表达谱相似,其中生殖生长期(幼穗分化期和孕穗期)两个叶片材料中TCS基因表达谱最为接近;与细胞分裂素信号传导负向调控相关的A型应答调控器在旱胁迫下表达下调,而与CK信号传导正向调控相关的B型应答调控器呈现明显上调趋势,推测与干旱胁迫下CK信号传导增强有关,同时乙烯受体基因在干旱胁迫环境下的表达下调,从激素间相互关系的角度更好地印证了上述推测;与拟南芥细胞分裂素受体基因(AHK2、AHK3和AHK5)序列相似的磷酸感应激酶基因HK5和HK3在干旱胁迫下表达上调,与拟南芥中不依赖细胞分裂素的AHK5序列接近的HK6则表达下调,进一步验证上述推测;干旱胁迫下抗旱能力不同的水稻株系其TCS基因表达谱没有明显差异,推测TCS基因差异表达可能源于对干旱胁迫反应,而其表达对抗旱能力的增强还有待进一步研究.     

水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素。针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因( OsPAL 、 OsCHS 、 OsCHI 、 OsF3H 、 OsF3′H 、 OsDFR 、 OsANS 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT )在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定。结果表明:1) OsPAL 、 OsCHS 在水稻的茎、叶和种子中表达, OsCHI 在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性。2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7~28 d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高, OsCHS 在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7~28 d的前中期表达量较低,后期急剧降低。表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用。3) OsPAL 、 OsCHS 表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关, OsF3H 表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关, OsPAL 表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关, OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关。研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7~28 d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因。 OsPAL 、 OsCHS 是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因, OsF3H 在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色, OsPAL 、 OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用。     

全基因组分析PEG胁迫下水稻根系转录因子表达变化

转录因子在植物抗逆境中起重要的调节作用。本文使用Affymetrix水稻60K芯片全基因组研究PEG胁迫时2个耐旱性不同的水稻品种的转录因子及转录因子家族的变化,结果表明,在PEG胁迫下,耐旱品种湘丰早119根系共有95个转录因子转录本与对照处理比较表达发生变化(24个为转录水平下调表达, 71个为转录水平上调表达);干旱敏感品种爱华5号根系有129个转录因子转录本表达发生变化(转录水平上调的转录因子转录本60个,转录水平下调的转录因子转录本69个);2个品种PEG胁迫响应转录因子隶属的转录因子家族都为30个,但各转录因子所属的30个家族并不完全相同;PEG胁迫逆境中,PEG胁迫响应转录因子转录本表现出品种特异性,湘丰早119有72个为特异响应转录本,爱华5号有106个特异响应的转录因子转录本;2个品种在干旱胁迫下响应的转录因子有23个为重叠转录本,其中有16个在转录水平上调表达,7个在转录水平下调表达;2个品种的PEG胁迫响应转录因子基因在染色体上的分布不同,重叠转录因子基因主要位于第2染色体0.432~26.139 Mb和第5染色体0.076~20.597 Mb之间。     

牡丹PsSPL3基因的克隆和表达特性分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)转录因子在植物多个生理过程中发挥重要的生理功能,为了研究其在牡丹花芽休眠进程中的作用机理,采用RACE方法,从牡丹花芽中克隆得到了一个SPL基因。该基因全长cDNA 1 057 bp,完整开放阅读框为549 bp,编码182个氨基酸,Blast分析表明,编码的氨基酸序列中具有SBP-box基因家族所特有的SBP-box保守结构域。与拟南芥已知SPLs蛋白构建进化树结果表明,牡丹SPL蛋白与At SPL3聚为一支,该基因被命名为PsSPL3。生物软件预测PsSPL3蛋白分子量为20.349 4 kDa,理论等电点为9.62。同源性分析了牡丹PsSPL3与其他已知植物的SPL3,相似性为47.98%~69.46%,其中与白桦的SPL3蛋白相似性最高,为69.46%。实时定量PCR分析PsSPL3基因在初花期牡丹不同组织中和花芽休眠过程中的表达水平,结果表明,PsSPL3基因在不同组织中表达差异较大,其中在根中转录水平最高,在茎和花瓣中次之;PsSPL3基因在休眠进程中的转录水平呈先上升后下降趋势,其中低温处理14 d时,PsSPL3基因的表达量达到最高。低温7 d结合外源施加GA3的牡丹花芽中PsSPL3基因的表达量显著增加,推测PsSPL3基因的转录受GA3诱导来促进牡丹花芽内休眠解除的进程。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa7候选基因的实时荧光定量表达分析

水稻白叶枯病抗性基因Xa7精细定位的区域包括三个与抗性相关的候选基因。为研究这三个候选基因在水稻抗性反应中的作用,本研究利用水稻白叶枯黄单胞菌SCB4-1(Ⅳ型菌)接种分别在20℃、26℃和32℃条件下栽培的感病品种IR24及其含有Xa7基因的近等基因系IRBB7,采集接种前0d(对照),及接种后0.5d、1d、2d、3d、4d、5d和6d的叶片,通过实时荧光定量PCR技术,研究在不同温度条件下Xa7三个候选基因(CG-XA7-1、CG-XA7-2、CG-XA7-3)在IRBB7和IR24中的表达情况。研究结果表明,在20℃条件下,CG-XA7-1和CG-XA7-2在IRBB7的表达量比IR24的低,CG-XA7-3的个别时间点在IRBB7的表达量比IR24的高,但并不显著;在26℃和32℃条件下,三个候选基因在IRBB7的表达量比IR24的高。对于抗病品种IRBB7,三个候选基因在26℃时的相对表达量比在20℃和32℃的高;对于感病品种IR24,三个候选基因在20℃时的相对表达量比在26℃和32℃的高。根据白叶枯病的发生适宜气温为25～30℃,而20℃以下和33℃以上该病发生受抑制的特点,测试的三个候选基因的表达量与水稻白叶枯病抗性有较高的相关性,可能在白叶枯病抗性反应中发挥一定的作用。     

干旱胁迫对小麦根系活力和可溶性糖含量的影响

本试验测定了北方冬麦区主推的22个冬小麦品种的根系活力以及根系可溶性糖含量,并测定了各品种的抗旱性,尝试寻找根系活力和根系可溶性糖含量与作物抗旱性之间的关系。试验结果显示:22个供试品种中,抗旱指数较高的品种有长6878、长4378、保麦9号、河农825、中旱110等;灌浆中期旱胁迫条件下的根系可溶性糖含量与作物抗旱性呈负相关,推测抗旱性强的品种在旱胁迫条件下将根部形成的可溶性糖运输至穗部灌浆,弥补由于干旱造成的光合产物量的不足。     

花后高温下水稻可溶性淀粉合酶同工型基因的表达模式

利用人工气候箱设高温(32℃)和适温(22℃)两个温度处理,结合实时荧光定量PCR技术,对水稻胚乳中可溶性淀粉合酶(SSS)8个主要同工型基因的表达特征及其温度响应进行了检测分析。结果表明,水稻SSS各同工型基因对花后高温胁迫的响应表达模式明显不同,SSSIIb、SSSIIc、SSSIIIb和SSSIVa等同工型基因呈上调表达模式,而SSSIIa、SSSIIIa等则呈下调表达模式;SSSI和SSSIIIa是水稻SSSs基因在胚乳中表达的主要形式,而其他6种同工型基因的相对表达量均较低;与SSSI、SSIIc、SSSIIIb和SSSIVb相比,水稻胚乳中SSSIIb、SSSIIIa和SSSIVa等同工型基因对高温胁迫的响应表达更敏感。     

应用荧光定量PCR对细粒棘球绦虫miRNAs在虫体不同发育阶段表达量的研究

为确定通过Solexa高通量测序鉴定出的大量细粒棘球绦虫miRNAs序列在不同生活史阶段的表达量。采用SYBR染料法和Race试剂盒相结合的荧光定量方法对原头节和生发层阶段的miRNAs表达进行了检测分析。结果表明：两阶段miRNAs表达差异较大,其中mir-71、mir-7、mir-1和mir-19在生发层阶段表达量较高,而let-7则在原头节阶段表达较高。说明这些miRNAs可能在细粒棘球绦虫发育阶段的基因转录调控中起着重要作用。