植物耐受低温胁迫研究进展

低温是影响植物生长、发育和地理分布的重要因素.在简要介绍低温胁迫对细胞膜和质膜物质影响基础上,综述了CBF/DREB转录因子与低温调控相关的基因及影响低温胁迫的相关因素,阐述了与RNA结合的耐受低温蛋白和耐受低温有关的酶类等对植物抗冻性有关的植物抗冻蛋白;最后介绍了DNA甲基化、MicroRNA、光周期等与抗冷性的关系.     

3个菠萝品种在低温胁迫下的生理反应

以20℃处理为对照,研究了巴厘、台农17号、澳大利亚卡因等3个菠萝品种在15、10和5℃低温胁迫下3天后叶片可溶性糖、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸(AsA)含量的变化,并调查了植株冻害等级。结果表明,低温诱导菠萝体内产生更多的可溶性糖;在低温胁迫下POD活性升高,CAT活性降低,AsA含量减少;巴厘、台农17号寒害级别为1级,澳大利亚卡因为2级。认为菠萝的耐寒性应采用综合指标鉴定。     

蔬菜低温胁迫与抗冷性研究进展

综述了低温胁迫对蔬菜及其他一些作物的生理生化反应的影响,及提高蔬菜作物抗冷性的研究.同时对蔬菜抗冷性研究进行了展望.     

不同厚皮甜瓜品种幼苗对低温胁迫的响应差异研究

以生产栽培中抗冷性不同的厚皮甜瓜品种‘夏蜜’、‘翠雪5号’和‘玉菇’为研究对象,以20℃勾对照温度,分别在4℃、6℃和8℃处低温处理6h,在6℃下低温胁迫2、4-、6h后,分析低温胁迫下幼苗叶片的生理生化指标变化,以期为抗冷性甜瓜品种筛选提供理论依据。研究结果表明,5个不同抗冷性厚皮甜瓜品种随着温度降低和低温处理时间的延长,其电导率不断增大,SOD、POD和CAT活性均上升。抗冷性强的甜瓜品种‘夏蜜’在低温胁迫下电导率低,酶活性较高,而抗冷性弱的品种与此相反。因此,在低温胁迫下,抗冷性强的厚皮甜瓜品种自身膜系统稳定性较强,保护酶类活性较高,从而降低低温胁迫给植株带来的损害。此研究结果可以作为育种过程中大量、快速地进行品种抗冷性筛选的有效辅助手段,大大缩短育种时间和工作量,降低研究成本。     

低温胁迫下甘蓝生理生化研究进展

综述了低温胁迫下甘蓝细胞膜透性、细胞渗透调节物质研究新进展。甘蓝在生长过程中经常受到低温冷害或冻害胁迫,对甘蓝细胞膜透性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、丙二醛、脱落酸、游离脯氨酸等产生了一系列影响,综述细胞渗透物之间、渗透物与膜透性之间的变化规律,同时对甘蓝抗寒性研究进行了展望,以期为甘蓝抗寒品种鉴定提供参考,     

H2O2诱导低温胁迫下草莓苗抗冷性研究

以草莓品种“丰香”为试材,研究了在低温胁迫下叶面喷施低浓度H2O2后草莓相关抗逆性生理指标的特性.结果表明:不同浓度H2O2处理抑制低温胁迫草莓叶细胞电解质渗透率和丙二醛(MDA)含量的增加,增强了草莓叶细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性.     

低温胁迫下西瓜生理生化指标研究进展

目前大多数西瓜栽培品种不耐低温,了解低温胁迫引起的西瓜生理生化变化及测定指标,有助于西瓜育种、育苗和设施栽培的发展。本文综述了西瓜在低温胁迫条件下的生理生化指标研究概况,提出了今后研究和育种的方向,以及实际生产中简单的预防措施,以期为相关研究及实际生产提供参考。     

菠萝AcZFP1的克隆及其在低温胁迫下的功能分析

以‘神湾’菠萝为材料,克隆了1个C2H2型锌指蛋白基因,命名为AcZFP1,其开放阅读框为816bp,编码271个氨基酸,含有2个典型的锌指蛋白结构域。进化树分析表明AcZFP1与水稻Os ZFP252和OsMSR15的亲缘关系最近。基因表达分析发现,AcZFP1受低温、NaCl和聚乙二醇（PEG）干旱等多种逆境胁迫及外源ABA、SA和MeJA的诱导。试验表明,AcZFP1蛋白定位于细胞核中。AcZFP1过表达的拟南芥株系在低温处理后相比野生型对照有更高的成活率和Fv/Fm值,可溶性蛋白含量增加,SOD、POD酶活增强,MDA含量降低,植株的耐寒性显著增强。进一步的qRT-PCR分析显示,AcZFP1可以促进AtRD29A、AtCOR47等4个典型的拟南芥内源冷应答基因的表达,在低温胁迫中发挥正调控作用。     

γ-氨基丁酸对低温胁迫下桃果实多胺代谢的影响

【目的】对桃基因组中的PpGAD和PpPAO进行生物信息学分析,研究外源5 mmol·L-1γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)处理对桃果肉0℃贮藏期间内源多胺(PAs)和GABA含量及其合成代谢关键基因(PpADC、PpODC、PpPAO和PpGAD)表达的影响。【方法】应用Ex PASy进行PpGAD和PpPAO蛋白基本理化性质分析,采用Gene Doc和MEGA软件对桃基因组中的PpGAD和PpPAO进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR对相关基因表达进行q RTPCR检测。【结果】PpGAD属于稳定亲水性蛋白,而PpPAO属于不稳定亲水性蛋白,环状结构均占较高比例。PpGAD和PpPAO均与苹果同源性最高,可能为直系同源蛋白。适宜浓度的GABA处理(5 mmol·L-1)通过上调桃果实中PpADC和PpODC的表达量,促进了腐胺(Put)的合成。外源GABA处理抑制了PpPAO的表达,缓解了果实低温贮藏期间精胺(Spm)和亚精胺(Spd)的降解;同时外源GABA处理上调了PpGAD的表达,促进了内源GABA的合成。【结论】外源5 mmol·L-1GABA处理可维持低温胁迫下桃果实中较高水平的内源多胺和GABA含量,增强了果实抵抗低温胁迫的能力。     

茄子砧木品种对低温胁迫的反应

以常规设施栽培茄子济农2000为对照,研究茄子砧木幼苗在低温胁迫下的生理生化变化及其与抗冷性的关系。结果表明,在昼/夜温度为10℃/1℃下进行处理,处理1d时试材对低温最敏感,冷害指数、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量等迅速增加,而根系活力、可溶性糖含量、叶绿素含量、光合速率等迅速降低。随着低温胁迫时间的延长,根系活力和叶绿素含量持续降低,渗透调节物质基本呈增加的趋势,而光合速率则在短期回升后迅速降低。通过比较发现,试材中赤茄、托鲁巴姆的抗冷性较好,耐病VF次之,台茄抗冷性较差,但仍比济农2000强。     

H2O2与葡萄VvIPK2基因表达及其低温胁迫响应的关系

 以葡萄砧木品种‘F-242’试管苗为材料,克隆了葡萄（Vitis L.）的多磷酸肌醇激酶（inositol polyphosphate kinase,IPK2）基因VvIPK2,并对其进行生物信息学分析;利用实时定量PCR和植物生理学技术,结合药理学实验探究了H2O2在葡萄响应低温胁迫中的作用及其与VvIPK2的关系。结果表明,克隆的VvIPK2其推导的翻译产物（VvIPK2）与数据库中推测的氨基酸序列一致;与栽培亚麻和拟南芥多磷酸肌醇激酶高度同源。在低温胁迫下,叶片VvIPK2表达与H2O2水平均明显升高;外源H2O2能提高VvIPK2表达水平,而H2O2清除剂抗坏血酸（ascorbic acid,AsA）降低VvIPK2表达水平。外施一定浓度的H2O2可提高超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性,上调Cu/Zn SOD基因表达,降低丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量和细胞膜相对透性;但IPK2抑制剂LY-294002对内源H2O2却无明显影响;LY-294002和AsA均能降低SOD活性,下调Cu/Zn SOD基因表达,提高MDA含量和细胞膜相对透性。推测H2O2调节VvIPK2的表达,参与葡萄响应低温胁迫过程。     

外源过氧化氢对干旱胁迫下温室黄瓜叶绿体超微结构和抗氧化酶的影响

 以温室黄瓜品种‘春光2号’为试材, 用100 g·L ^{- 1}聚乙二醇处理模拟干旱胁迫, 研究外源过氧化氢是否通过提高叶片抗氧化酶的活性来减轻干旱胁迫对叶绿体膜的伤害。结果表明: 干旱胁迫处理48 h后, 叶绿体肿胀变圆, 叶绿体膜和类囊体模糊不清。与干旱胁迫前没有经过预处理的幼苗相比, 经外源过氧化氢预处理后再干旱胁迫48 h的幼苗中大部分的叶绿体结构正常, 叶片的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、愈创木酚过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱苷肽还原酶等抗氧化物酶的活性以及抗坏血酸和还原型谷胱苷肽的含量明显增高, 内源过氧化氢含量、超氧阴离子的产生速率和丙二醛的含量则显著降低。所以, 外源过氧化氢预处理能够提高抗氧化物的活性,降低活性氧的积累, 从而缓解干旱对黄瓜叶绿体膜的伤害。     

GA和ABA信号转导关键基因在不同温度处理‘凤丹’牡丹种子中的表达分析

采用超高效液相色谱—串联质谱(UPLC–MS/MS)的方法测定了25℃和4℃处理下‘凤丹’牡丹(Peaonia ostti‘Fengdan’)种子播种后8个时期的激素含量变化,并利用qRT-PCR分析GA_3和ABA信号转导4个关键基因的表达模式。结果表明:25℃处理下种子可以正常萌发,而4℃处理下种子在播种后100 d内未萌发。两种温度处理下种子中GA_3含量均呈现先升高后降低的趋势,但25℃处理播种后17 d(下胚轴萌发期)显著高于4℃处理;在25℃处理种子中ABA含量逐渐降低,而4℃处理下短时间降低后迅速升高,且在播种后7~17 d显著高于25℃处理。推测25℃处理下较高含量的GA_3可以促进种子萌发;而4℃处理下较高含量的ABA抑制种子萌发。qRT-PCR分析表明,PoGID1a和PoGAI的整体表达模式与GA_3含量变化趋势类似,呈现先升高后降低的趋势,但播种前期25℃处理下PoGID1a表达量一直显著高于4℃处理,而PoGAI却显著低于4℃处理(21 d除外);PoGAMYB4在25℃处理下呈升高趋势,在4℃处理下先升高后降低,但播种3 d后25℃处理显著高于4℃处理;PobZIP表达趋势与ABA含量变化相似,4℃处理显著高于25℃处理。故推测牡丹种子萌发受GA和ABA调控,GA通过调控信号转导关键基因PoGAMYB4、PoGID1a和PoGAI促进种子萌发,其中PoGAMYB4和PoGID1a可能受GA正调控,而PoGAI受GA负调控;ABA可能通过正调控PobZIP抑制种子萌发。     

乙烯信号转导与果实成熟衰老的研究进展

 乙烯参与植物的整个生命周期,其生物学效应通过乙烯信号转导途径发挥作用。本文综述了乙烯信号转导途径各级别元件及其编码基因在果实成熟衰老中的研究进展,主要包括相关基因家族成员及其表达调控、成熟衰老相关乙烯信号转导途径元件的鉴别与功能分析、乙烯信号转导在果实成熟衰老进程中的调控机制等,并提出了乙烯信号转导的研究重点与方向。     

三种暖季型草坪草的抗寒性研究

以结缕草、假俭草、钝叶草3种暖季型草坪草为试验材料,采用人工低温处理,对不同处理温度叶片的细胞膜相对电导率、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性进行测定分析。结果表明:随着处理温度的降低,3种暖季型草坪草叶片的细胞膜相对电导率呈上升趋势,细胞膜稳定性表现为结缕草假俭草钝叶草;草坪草叶片的可溶性蛋白含量呈升高趋势;草坪草叶片的SOD、POD活性均呈先升高后降低的趋势;0～-10℃为3种草坪草遭受低温胁迫的敏感区域。3种暖季型草坪草的抗寒性强弱表现为:结缕草假俭草钝叶草。     

低氧胁迫下黄瓜幼苗根系多胺代谢的变化

 利用外源Spd、PAO 抑制剂研究了黄瓜幼苗根系在低氧水培时的生长状况以及内源PAs、H₂O₂ 含量和PAO活性的动态变化。结果表明, 外源PAs对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系的生长有促进作用;低氧处理后3种PAs含量都明显上升, 外源Spd和PAO抑制剂增加了根系中的PAs含量, 降低了根系中H₂O₂ 含量, 减缓了低氧伤害; PAs为低氧胁迫的应激产物, PAO为适应酶类, 其活性随PAs含量的变化而发生变化。     

自然低温胁迫下腰果幼苗抗寒生理指标的研究

以腰果FL30幼苗为试材,测定在自然低温胁迫下相对电导率、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸等生理指标,探索腰果在低温胁迫下的生理响应机制。结果表明:随着低温胁迫时间的延长,腰果叶片的脯氨酸含量持续上升;相对电导率、丙二醛和可溶性糖含量表现出先上升后下降又上升的变化规律,而下降所持续的时间不同。     

低温对茶树叶片膜透性和保护酶活性的影响

对3种不同品种的茶树叶片进行低温处理,测定其MDA含量,电解质渗透率及其保护酶类:SOD、POD、CAT的活性,评价3种不同茶树的抗寒能力。结果表明:不同低温的胁迫,3个茶树叶片的MDA和电解质的渗透率均呈上升的趋势;POD活性变化趋势与SOD的变化趋势基本相同,表现出"先升后降"的趋势;而CAT在该试验的3个品种却表现出活性降低的趋势。应用隶属函数值法综合评价3个茶树品种的抗寒能力依次是:凫早二号农抗早福鼎大白茶种。     

高等植物对低温胁迫的响应研究

从膜系统成分与耐冷性、细胞内的物质与耐冷性、细胞抗氧化能力与耐冷性、低温胁迫信号传导、逆境蛋白与耐冷性和植物耐冷基因工程等6个方面综述了高等植物对低温胁迫响应机制的研究,进一步探讨了植物耐冷性的研究方向和存在的问题.     

茉莉酸甲酯处理对葡萄果实NO 和H2O2 水平及植保素合成的影响

 以10 μmol · L-1 茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate,MeJA）熏蒸处理‘巨峰’葡萄果实6 h,随后转入1 ℃下贮藏28 d。结果表明,MeJA 处理显著抑制了葡萄果实在贮藏期间腐烂率和失重率的上升,促进内源NO 释放量和H2O2 含量在贮藏前期的上升,同时诱导植保素合成相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸–4–羟化酶（C4H）、对香豆酰–CoA 连接酶（4-CL）和白藜芦醇合成酶（RS）活性以及植保素白藜芦醇和白藜芦醇脱氢二聚体含量的上升。由此推测,MeJA 在葡萄果实细胞内发挥了信号传导作用,通过调控下游信号分子H2O2 和NO 的水平来提高植保素合成相关酶活性,从而促进了植保素的积累,提高果实的抗病性,降低了其腐烂率。