GsCRCK基因转化农菁1号苜蓿及其耐盐性分析

GsCRCK基因是参与胁迫早期应答的钙/钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK正向调控拟南芥对NaCl和ABA胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因GsCRCK转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁1号苜蓿,获得大量抗性植株。经 PCR和RT-PCR检测证明GsCRCK基因已整合到农菁1号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的2个转基因株系进行耐盐性分析,在300 mmol/L NaCl条件下进行胁迫处理,测定处理0,3,6,9,12,15 d后的质膜透性、丙二醛(MDA)和叶绿素(Chl)含量,以及胁迫15 d时的SOD活性;并统计400 mmol/L NaCl处理15 d时各株系的死亡率。结果显示,300 mmol/L 高盐胁迫15 d后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电导率极显著低于野生型,MDA含量也显著低于野生型,而Chl含量和SOD活性都显著高于野生型;在400 mmol/L NaCl处理下,2个转基因株系的死亡率分别为13.33%和10.00%,明显低于野生型植株(63.33%)。表明GsCRCK基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

转紫花苜蓿MsLEA2基因提高拟南芥耐铝毒性研究

MsLEA2基因是从紫花苜蓿中克隆到的胚胎晚期富集蛋白基因,属于LEA_2家族。以转基因拟南芥T_3代植株的3个株系为材料,从表型、生理和分子生物学三个方面研究铝胁迫下转MsLEA2基因拟南芥的耐铝毒性能。结果表明:铝胁迫下转基因株系的脯氨酸含量高于对照(野生型),丙二醛含量和电导率则低于对照且差异显著(P0.05),CAT、POD和SOD活性显著高于对照。初步证明转MsLEA2基因拟南芥的耐铝毒性能明显高于对照,紫花苜蓿的MsLEA2基因具有提高植物耐铝毒胁迫的能力。     

转BADH基因苜蓿T1代遗传稳定性和抗盐性研究

采用分子生物学检测和不同浓度的NaCl对转BADH基因苜蓿T1代2个株系进行遗传稳定性和抗盐性研究。结果表明,2个株系的T1代PCR阳性植株和阴性植株分离比例都符合孟德尔遗传规律;在0.8%NaCl胁迫下,转基因植株Northern杂交表达量明显增加,BADH酶活性和甜菜碱含量分别比对照植株增加2～4和4～5倍;不同浓度NaCl胁迫下转基因株系脯氨酸和可溶性糖含量、抗氧化酶活性都显著高于对照植株,而电导率和丙二醛含量显著低于对照植株。表明转入的BADH基因可以稳定遗传,转基因苜蓿植株耐盐性明显高于对照。     

6种冷季型草坪草抗旱性比较研究

为了明确6种草坪草(紫羊茅、高羊茅、羊茅、草地早熟禾、大青山早熟禾和少叶早熟禾)的抗旱性强弱顺序,试验在对照(30%~20%)、轻度干旱(20%~15%)、中度干旱(15%~10%)、重度干旱(10%~5%)4个水分胁迫梯度下,对6种冷季型草坪草的可溶性蛋白(SP)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的变化情况进行了测定。结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,6种草坪草的SP和MDA含量均呈现上升趋势,干旱胁迫由中度干旱改为重度干旱时MDA含量趋于下降;而随着干旱胁迫由轻度转至重度,SOD、POD和CAT活性呈现先升高后降低的变化趋势;运用隶属函数对6种草坪草抗旱性进行比较,得出抗旱性强弱次序为紫羊茅少叶早熟禾高羊茅草地早熟禾羊茅大青山早熟禾。     

高羊茅应答盐胁迫的AtSOS途径基因的效应分析

本研究在2015年采用基因工程技术改良高羊茅耐盐性,通过种植转基因耐盐草坪草达到改良土壤改善生态环境的目的。以草坪草成熟种子诱导的胚性愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法将拟南芥AtSOS途径基因AtSOS1、AtSOS2-AtSOS3和AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3分别导入高羊茅爱瑞3号中,经PCR检测、Southern blotting分析和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转不同组合AtSOS基因的高羊茅植株和野生型植株为材料进行盐处理,每次处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺、K⁺离子含量、叶绿素含量,结果显示,盐胁迫下转基因植株的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于对照植株,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量的增加幅度均显著低于对照植株;盐胁迫下转基因和野生型植株叶片中的Na⁺、K⁺含量都增加;盐胁迫下所有植株的株高均呈下降趋势,各株系的叶绿素含量也减少,但是转基因(AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3)植株的叶绿素含量增加。转AtSOS基因的高羊茅通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体内Na⁺的外排,减轻了盐胁迫所导致的伤害,提高了植物的耐盐性。     

紫花苜蓿MsWRKY11基因的克隆及其耐盐功能分析

本研究从紫花苜蓿cDNA中克隆到一个MsWRKY11基因,进化分析表明MsWRKY11与蒺藜苜蓿WRKY11亲缘关系最近.MsWRKY11受NaCl、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)的诱导表达.将PHB-MsWRKY11-Flag表达载体转入紫花苜蓿获得超表达紫花苜蓿.250 mmol·L-1 NaCl处理下,转基因株系的株高和地上生物量,以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和K+/Na+均明显高于野生型,而Na+含量、电导率、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子含量均显著低于野生型.进一步分析发现盐胁迫下耐盐性相关的关键基因MsNHX1、MsSOS3、MsAPX、MsGRX、MsNAC和MsP5CS的表达量受到强烈诱导,转基因紫花苜蓿叶片中6个基因的表达量高于野生型.上述结果表明,MsWRKY11通过调节细胞K+/Na+内稳态和保护过氧化物酶活性,从而降低Na+对细胞膜结构的破坏,提高紫花苜蓿的耐盐能力.     

盐胁迫对两种草坪草抗性生理生化指标影响的研究

不同NaCl胁迫处理对盆栽草地早熟禾和多年生黑麦草生理生化指标的研究表明,随盐胁迫浓度的提高,超氧化物酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶的活性和脯氨酸含量增加,在中等盐浓度时达到最大值,之后随盐浓度的增大酶活性又开始下降;随盐浓度的提高,绿叶相对生长量下降、质膜相对电导率提高;与多年生黑麦草相比,盐胁迫下草地早熟禾的绿叶相对生长量、SOD酶、CAT酶活性和脯氨酸含量均高于后者,质膜相对电导率则低于后者,特别是在中高度盐胁迫时.     

草地早熟禾愈伤组织对NaCl胁迫的生理响应

以草地早熟禾(Poa pratensis)午夜Ⅱ号愈伤组织为材料,研究NaCl胁迫对其生长、细胞膜相对透性、游离脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度NaCl胁迫对午夜Ⅱ号愈伤组织的生长有促进作用,高浓度NaCl胁迫对愈伤组织生长具有抑制作用,且当NaCl浓度高于1.5%时愈伤组织开始出现褐化的现象;随NaCl浓度的升高,其胁迫程度也随之加强,丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量呈现先升高后降低的趋势,游离脯氨酸(Pro)含量和细胞膜相对透性则呈现出一直增加的趋势;过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随NaCl胁迫程度的增加呈先升高后降低的趋势,在NaCl浓度为1.5%时酶活性达到最高。研究结果为草地早熟禾愈伤组织耐盐突变体的筛选奠定了基础。     

高羊茅转基因植株的耐盐性鉴定

以转SOS基因高羊茅和野生型高羊茅为受体材料,分别测定了转基因植株株系6-2、6-3和野生型植株的叶绿素含量、生理生化指标和种植土壤的pH、全盐及碱化度,结果表明:盐碱胁迫下转基因植株的叶绿素、POD、MDA、Pro、SOD均高于野生型植株,CAT低于野生型植株;转基因高羊茅在降低土壤pH、全盐和碱化度方面优于野生型植株;综合表明,与野生型植株相比,转基因植株具有较高的耐盐性.     

过表达桑树色氨酸脱羧酶基因(MnTDC)转基因烟草提高其耐盐性

褪黑素在植物生长、发育、生物与非生物胁迫中发挥重要作用。色氨酸脱羧酶(tryptophan decarboxylase, TDC)是褪黑素生物合成中第一个重要的酶。本研究克隆川桑TDC基因,并将其转入烟草中过表达,探讨MnTDC在盐胁迫下的作用机制。结果表明,成功构建过表达载体pLGNL-MnTDC,并经过农杆菌介导的愈伤组织转化获得3个独立转基因系。GUS染色、基因组PCR鉴定证明MnTDC成功转化到烟草株系中。qRT-PCR结果表明MnTDC在3个转基因烟草株系中的转录水平显著高于野生型(WT)。UPLC-MS/MS结果表明转基因株系显著提高了褪黑素的生物合成量。盐胁迫下,MnTDC过表达烟草与野生株系烟草相比,耐盐性显著增强。转基因烟草株系中的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性均显著高于野生株系烟草,脯氨酸(Pro)等调节渗透压物质的含量和ERD10C等调节渗透压的基因表达量显著高于野生株系烟草,转基因株系中丙二醛(MDA)含量比野生株系烟草低。研究结果表明,MnTDC通过调节烟草细胞中褪黑素的含量进而影响了烟草植株整体的耐盐性。本研究初步揭...     

4种野生早熟禾对土壤酸碱性的生理响应

以甘肃省境内采集的4种野生早熟禾为材料,设8个pH处理(3、4、5、6、7、8、9、10),探讨土壤pH对其生理特性的影响机制以及适宜生长的土壤pH,以期为早熟禾属草坪的养护管理和野生早熟禾的引种驯化提供依据。结果表明,随pH增大,4种野生早熟禾相对膜透性,游离脯氨酸(F-Pro)、可溶性糖(SS)和丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)活性均呈先减小后增大的趋势,可溶性蛋白(SP)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先增大后减小的趋势;草地早熟禾(Poa pratensis)、一年生早熟禾(P.annua)和小药早熟禾(P.micrandra)在pH为7时,硬质早熟禾(P.sphondylodes)在pH为6时受到的伤害最小,是其最适宜生长的pH。     

3种冷季型草坪草对盐胁迫的生理响应

以华北地区常见的3种冷季型草坪草匍匐翦股颖、多年生黑麦草和草地早熟禾为试验材料,每个草种选取了有代表性的2个品种进行NaCl胁迫试验。盐浓度分为0、3、6和9dS/m,经过3周的盐胁迫处理后,通过对细胞膜透性、叶绿素、丙二醛、脯氨酸、以及可溶性蛋白等指标的测定,对草坪草耐盐性进行了综合评判,结果表明,3种冷季型草坪草种的6个品种耐盐性能由强到弱的顺序为:草地早熟禾Midnight草地早熟禾Kenblue匍匐翦股颖A4匍匐翦股颖T1多年生黑麦草Premier多年生黑麦草Accent。     

盐胁迫对NHC牧草叶片保护酶系统，MDA含量及膜透性的影响

以Hoagland培养液培养NHC牧草（NewHy Crested Wheatgrass）,3周后对幼苗进行NaCl和土壤盐胁迫处理。结果表明在300mmol／L土壤盐处理条件下,NHC牧草各生理指标极显著变化,7d后死亡。其他各处理条件下,超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量及膜透性均随处理液浓度的增加而极显著增加。盐胁迫下,NHC牧草通过增加SOD、POD、CAT酶活性提高耐盐性,降低MDA含量及膜透性增加带来的盐伤害。NHC牧草耐盐临界浓度分别为土壤盐200mmol／L,NaCl浓度300mmol／L。同样浓度条件下,土壤盐溶液对NHC牧草的伤害比NaCl溶液更大。     

不同早熟禾品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为鉴定评价早熟禾幼苗抗旱性,将14个早熟禾品种的种子经消毒后播种在塑料花盆中,出苗后间苗,2~3个真叶定株,每盆留生长一致、分布均匀的幼苗15株,定期浇水,以保证幼苗的正常生长。待生长到3~4个真叶时进行干旱处理,依据Michel公式计算不同水势所需的PEG-6000的量,然后加入PEG-6000溶液进行干旱处理,处理的水势梯度为0 MPa(即为对照),-0.3,-0.6,-0.9和-1.2 MPa。处理后每2 d进行称重补水以维持溶液浓度。设干旱处理与对照(正常浇水)两组,对14个早熟禾品种幼苗进行模拟干旱胁迫,4次重复。测定叶绿素(CHL)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,早熟禾幼苗叶片CHL含量呈下降趋势;Pro含量、MDA含量、SOD活性总体呈上升趋势;POD活性总体呈先降再升后降的趋势;利用隶属函数分析得出14个早熟禾品种的抗旱性强弱顺序依次为:3号恩托佩草地早熟禾>10号细叶早熟禾>1号优异草地早熟禾>2号斗士草地早熟禾=9号蓝钻草地早熟禾>7号草地早熟禾>11号草地早熟禾>4号草地早熟禾>5号瓦巴斯草地早熟禾>8号早熟禾=13号肯塔基草地早熟禾>14号草地早熟禾>6号莫诺波利草地早熟禾=12号菲尔津草地早熟禾。     

草地早熟禾幼苗对矿井再生水灌溉的生理响应

以草地早熟禾（Poa pratensis）4个品种（新歌来德、奖品、午夜Ⅱ号、橄榄球Ⅱ号）为材料,采用盆栽法研究矿井中水（二级处理水）、矿井中水与清水2：1混合、矿井中水与清水1：1混合以及清水（三级处理水）对照灌溉条件下草地早熟禾基质盐分的变化,及叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）等生理指标的反应,对4个品种对4种灌溉水的适宜性进行综合评价。结果表明：各材料在矿井中水和2：1混合灌溉条件下基质盐分显著高于清水对照（P<0.05）,POD和CAT活性增幅较大,MDA和Pro含量显著增高。1：1混合灌溉基质盐分与清水对照无显著性差异,各项生理指标增幅相对较小,并保持相对稳定状态。表明奖品和新歌来德在基质盐分的累积和生理指标变化表现出较强的优势。     

干旱胁迫和复水对草地早熟禾3个品种生理特性的影响

为探究干旱和复水对草坪草生理特性的影响,研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)3个品种在干旱胁迫及干旱后复水条件下草坪质量(TQ)、叶片相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。试验结果表明,干旱胁迫引起3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性明显下降和MDA含量明显升高;复水后,3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性和MDA含量不同程度地得以恢复,但3个品种的大部分指标都没能完全恢复到干旱胁迫前水平。Merit的各项指标较其他两个品种在干旱胁迫期间降幅小,复水后各指标恢复相对明显。     

转DREB1A基因草地早熟禾对水分亏缺及旱后复水的生理响应

为探讨转DREB1A基因草地早熟禾(Poa pratensis)对水分亏缺及旱后复水的生理响应,本研究选择了草地早熟禾‘巴润’品种5个转DREB1A基因株系,在光照生长室内培养12周后,进行水分亏缺及旱后复水处理,测定了草坪质量、叶片相对含水量(RWC)、叶绿素、电解质渗漏(EL)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)、抗氧化相关酶活性和总非结构性碳水化合物(TNC)。结果表明,转基因植株适应干旱及旱后复水的能力与抗氧化相关酶活性的增加和TNC的积累有关。     

羊柴种子抗旱抗盐萌发生理研究

利用等渗透胁迫的PEG和NaCl及混合溶液处理羊柴种子,测定种子发芽率、发芽势、活力指数、平均根长,幼苗叶片保护酶SOD、POD、CAT活性和脯氨酸、可溶性蛋白质、MDA含量。结果表明：随着胁迫强度增加,种子萌发能力下降,幼苗生长指标下降;SOD、CAT活性持续增加,脯氨酸、MDA含量上升,POD活性、可溶性蛋白质含量下降。对3种胁迫条件下生长及生理指标的分析表明：羊柴在种子萌发期和幼苗期有较强的抗旱能力和一定的抗盐能力,萌发幼苗对盐、旱胁迫存在交互适应现象。     

盐胁迫下匍匐翦股颖抗氧化酶活性及基因表达机制研究

为研究匍匐翦股颖在盐胁迫下抗氧化酶活性与基因表达的影响机制,模拟盐胁迫条件,用0 mol/L(CK),0.2 mol/L的NaCl溶液对两种不同耐盐性的匍匐翦股颖Penncross和SeasideⅡ进行处理,测定了超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性;用同源克隆的方法克隆了匍匐翦股颖CytSOD,FeSOD,CAT,APX,POD的部分片段,并设计了5个基因的qRT-PC引物,对5个抗氧化酶基因表达量进行了荧光实时定量测定,分析了两种不同耐盐性的匍匐翦股颖在盐胁迫条件下,抗氧化酶活性与基因表达的变化规律。结果表明,盐胁迫对两种不同耐盐性的匍匐翦股颖抗氧化酶活性和基因表达的影响不同,在盐胁迫初期,盐敏感的Penncross SOD活性比耐盐的SeasideⅡ高,盐处理中、后期Penncross SOD活性快速下降,SeasideⅡSOD活性下降慢而且能保持相对稳定,在这一阶段SeasideⅡSOD活性显著高于Penncross;CAT,APX和POD活性随着盐处理的延长,酶活性增加,Penncross CAT和APX活性低于SeasideⅡ,POD活性两者差异不大。盐胁迫下,Penncross CytCu/ZnSOD,CAT、APX 和POD表达量上调,而FeSOD下调;SeasideⅡ5种抗氧化酶基因表达量上调,CytCu/ZnSOD,FeSOD,CAT和APX的表达量显著高于Penncross,而POD表达量差异不大。两种匍匐翦股颖CytCu/ZnSOD、CAT、APX和POD表达量变化与酶的活性变化较一致,而盐敏感的FeSOD的表达量变化与SOD活性变化不一致。     

外源亚精胺调控草地早熟禾幼苗耐盐性的研究

盐胁迫严重危害草坪草的正常生长并且限制其大面积建植,尤其是对耐盐性相对较差的草地早熟禾。本试验以耐盐性不同的2个草地早熟禾品种‘兰肯(Kenblue)’和‘午夜(Midnight)’作为试验材料,采用MS培养基作为培养基质,以200 mmol/L的 NaCl为胁迫条件,施用浓度为1 mmol/L的外源亚精胺(Spd),研究了盐胁迫下外源亚精胺对草地早熟禾幼苗生长及其相关生理指标的影响。结果表明,外源Spd处理能够缓解盐胁迫对草地早熟禾根系和幼苗生长的抑制,提高APX、CAT、POD和SOD的活性以及脯氨酸的含量,减少体内活性氧H₂O₂和O2-·的积聚,降低MDA的含量和细胞膜透性,同时,外源Spd处理还可以加强离子营养平衡能力,降低细胞内Na⁺的含量,增加K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的含量,进而促进细胞内离子的区域化分布,稳定细胞膜结构。因此,从实验结果可以推断外源Spd处理可以提高草地早熟禾幼苗的耐盐性,这为降低盐胁迫对草坪草的伤害以及扩大建植草坪草提供了有利的理论基础。