Ca2+/CaM对玉米干旱信息传递的介导作用研究

以钙离子（Ca2+）螯合剂EGTA、钙通道阻断剂异博啶(Vp)和CaM拮抗剂(TFP)处理玉米幼苗,对干旱胁迫下根、茎、叶及其木质部汁液ABA含量和pH变化及气孔导度、蒸腾速率进行了测定。结果表明,2 mmol/L EGTA和100 µmol/L Vp分别处理至植株出现萎蔫,均使玉米根、茎和叶的ABA总量降低,但木质部ABA含量增加、pH升高,同时,     

CaM对渗透胁迫下小麦幼苗ABA合成的介导作用研究

ABA作为干旱信号物质在植物抗逆生理反应过程中起着至关重要的作用,揭示ABA合成及其信号转导机制对于探明植物干旱信息的感受机制尤为重要。通过外使CaM拮抗剂TFP、ABA以及分根试验,研究了渗透胁迫下小麦幼苗根系和叶片中ABA和CaM含量和时间的变化。渗透胁迫均促进根系和叶片ABA和CaM含量不同程度地提高,根系ABA含量峰值出现的时间早于叶片,而CaM峰值出现的时间晚于叶片。但根系和叶片ABA峰值均不晚于CaM。不同浓度TFP和ABA处理都能提高根系和叶片ABA和CaM含量,与渗透胁迫相比,ABA呈现先升高后降低趋势,且最大值出现的时间类似,但CaM呈持续上升趋势。TFP处理抑制根系CaM含量增加,而对叶片有促进效应。ABA处理呈现浓度效应。与全根胁迫相比,分根胁迫对胁迫根系ABA含量影响不明显,但与正常对照相比,显著提高了未胁迫部分根系ABA含量,但二者峰值出现的时间分别滞后6和18 h;叶片ABA和CaM含量也相应提高,且最大值滞后12 h。CaM可能未参与渗透胁迫下ABA的合成过程,渗透胁迫引起ABA合成后,调控胞内CaM水平。     

渗透胁迫下ABA及Ca2+/CaM信使系统对玉米幼苗根系63.5 kD热稳定蛋白的调控作用

以玉米(Zea mays)鲁单50幼苗为实验材料,采用等渗的离子胁迫（0.8% NaCl －0.6 MPa）和非离子胁迫（20% PEG）模拟渗透胁迫处理,从受胁迫的玉米幼苗根系中分离出63.5 kD热稳定蛋白。用ABA、Ca2+、Ca2+螯合剂EGTA、CaM抑制剂TFP处理幼苗,96 h后取材进行SDS-PAGE电泳。结果表明,该蛋白既可被渗透胁迫也可被ABA诱导产生,且     

渗透胁迫下外源试剂对玉米幼苗微粒体膜Ca^2＋-ATPase活性的影响

以钙离子鳌合剂EGTA、钙通道阻断剂vp、钙调素拮抗剂TFP和ABA分别处理玉米幼苗,对渗透胁迫下根系和叶片质膜、液泡膜、线粒体膜以及总微膜Ca2 -A11)ase活性进行了测定.结果表明,正常条件下,叶片和根系微膜系统总Ca2 -ATPase活性随光照时间延长出现一个峰值.总体比较,渗透胁迫下三种膜上Ca2 -ATPase活性相当,而且均随渗透胁迫发生不同程度的变化.就微膜系统总酶活变化而言,叶片高于根系,渗透胁迫降低叶片酶活;而渗透胁迫对根系酶活性影响不大.分解列三种膜上,渗透胁迫对叶片酶活的提高均表现为正效应,根系上.对线粒体膜和液泡膜酶活提高表现为正效应,而对质膜酶活表现为显著抑制.外源试剂处理发现,ABA和EGTA在叶片上均可逆转PEG降低总酶活的效应,且在处理6 h时使得酶活性显著超过正常水平;而根系上表现不一:其中,vp对质膜上PEG提高酶活效应抑制作用较大.且显著提高线粒体膜酶活;ABA显著提高液泡膜上酶活性;TFP处理在胁迫前期基本表现为促进作用,而6 h之后大都表现为抑制效应.说明:渗透胁迫下,玉米叶片质膜、液泡膜以及线粒体膜均参与了胞质钙离子稳态的调控过程,外源试剂处理对Ca2 -ATPase具不同程度的调节作用,叶片和根系Ca2 -ATPase对外源试剂响应存在差异性.     

外源ABA对干旱胁迫下玉米叶片光合能力及气孔开度的影响

为探究旱胁迫下外源ABA对玉米品种叶片光合作用以及气孔开度的影响情况,以玉米品种‘郑单988’为研究对象,采用PEG、ABA、ABA+PEG不同处理对不同时间节点下玉米苗期叶片光合作用、气孔张开程度和叶绿素含量变化进行研究。发现不同处理下3 个时间节点光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均低于对照,而气孔闭合数目均高于对照;ABA+PEG处理的4 个指标均处于PEG和ABA处理之间。说明干旱胁迫下玉米为了维持自身的生长发育,通过关闭气孔减少水分蒸腾;外施ABA可增加干旱胁迫下气孔的关闭数目和叶绿素含量,减少水分流失的同时提高旱胁迫下植株的光合速率,最终提高植株的抗旱能力。     

ABA和NO在印度梨形孢提高玉米苗期抗旱性的作用

为明确脱落酸(ABA)和一氧化氮(NO)在印度梨形孢调控玉米耐旱性中的作用,本研究采用15%的聚乙二醇(PEG)对接种及未接种印度梨形孢的玉米幼苗进行模拟干旱胁迫,比较分析两者在受干旱胁迫后ABA含量、NO含量以及NO处理后程序性细胞死亡(PCD)相关基因表达水平的差异。分析表明:接种印度梨形孢能明显缓解PEG模拟干旱胁迫对玉米生长的抑制作用。在干旱条件下,印度梨形孢接种处理的玉米叶片中的ABA含量高于未接种处理玉米叶片。接种印度梨形孢能显著诱导玉米叶片中ABA合成关键基因ZEP的表达,与叶片中ABA含量的积累情况类似。在干旱胁迫条件下,接种印度梨形孢的玉米叶片中NO含量高于未接种处理的玉米叶片。在NO供体硝普钠(SNP)处理5 d后,ZEP基因的表达量在根和叶片中显著增加。在SNP处理3 d和5 d后,玉米叶片中抗病相关基因Rp1-D21上调表达,而在根中Rp1-D21基因的表达被抑制。接种印度梨形孢能诱导Rp1-D21基因在玉米根和叶中的表达。Bax-I基因在接种印度梨形孢的玉米叶片和根系中相较于未接种的植株更早且更剧烈地被诱导表达。研究表明,印度梨形孢通过调节ABA、NO以及程序性细胞死亡相关基因的表达来提高玉米的抗旱能力。     

干旱胁迫下外源ABA对鼓粒期大豆产量及氮代谢关键酶活性的影响

通过研究鼓粒期外源脱落酸(ABA)在干旱胁迫条件下与氮素同化关键酶的关系,为大豆产量在实际生产中提供理论依据。采用2种不同类型的大豆为材料,在15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件下,于鼓粒期进行干旱胁迫处理(PEG)和干旱胁迫+喷施脱落酸处理(PEG+ABA),研究外源ABA在干旱胁迫下对大豆硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的调控效应。试验结果表明,从鼓粒始期到鼓粒末期,在正常供水(CK)情况下,供试2个品种大豆叶片中NR和GS活性急剧降低,GOGAT活性呈先下降再上升趋势。与对照相比,PEG处理均降低叶片中NR、GS、GOGAT活性,在鼓粒后21天与CK、PEG+ABA处理产生显著差异,导致大豆籽粒产量较低。PEG+ABA处理叶片NR、GS和GOGAT活性高于PEG处理,差异显著;在鼓粒后28天和35天,其活性大小急剧上升,有利于大豆籽粒产量的形成。由此说明,外源ABA可以缓解逆境胁迫带来的伤害,同时可以促进氮代谢反应,从而控制叶片的衰老速度,提高籽粒产量。     

干旱胁迫下CaM与小麦胚芽鞘和幼根生长的关系

在聚乙二醇(PEG)-6000（20%）诱导的干旱胁迫下,小麦(Triticum aestivum L. cv. 4185)胚芽鞘及根系的生长受到抑制。胁迫初期,胚芽鞘及根系CaM水平迅速下降,之后随胁迫程度加重而逐渐积累。一定浓度（≥50 µmol/L）的CaM拮抗剂三氟拉嗪（TFP）和氯丙嗪（CPZ）均抑制小麦胚芽鞘及根系的生长,提高过氧化物酶（POD）活     

干旱胁迫下外源冠菌素对玉米幼苗生长和内源激素含量的影响

采用PEG-6000模拟干旱研究植物生长调节物质冠菌素(COR)在干旱条件下对玉米幼苗生长及内源激素系统的影响,结果表明:干旱处理8d,与PEG处理相比,COR PEG处理显著提高玉米幼苗的株高、根长、根条数和根冠比;在正常情况下,COR能诱导茉莉酸甲酯(MeJA)的增加;干旱条件下COR处理的幼苗叶片和根中ABA和MeJA的同时显著升高;COR处理的玉米幼苗叶片和根中GA3含量在干旱第2天和第3天与MeJA含量同时显著增加;干旱胁迫第2天,COR处理中的IAA和ZR含量在叶片同时降低,而在根中则同时升高,至干旱第3天,其ZR含量在叶中降低,而在根中则增加.初步认为,干旱胁迫下,冠菌素可通过调节玉米幼苗体内的激素系统平衡以诱导其形态改变,并增强其抵抗逆境的能力.     

ABA诱导玉米初生根根尖细胞胞质Ca~(2+)浓度变化

以玉米初生根根尖为材料,在成功制备原生质体的基础上,通过数字共聚焦显微技术,对外源ABA和钙通道试剂处理后玉米根尖细胞胞质Ca2+的荧光及其浓度变化进行了研究。结果显示,10 min内,随着ABA处理时间的延长,Ca2+荧光强度和浓度都增加。表明Ca2+参与了初生根干旱信息的信号传递过程。分别以钙离子螯合剂EGTA、钙通道阻断剂Vp和钙调素拮抗剂TFP与ABA共同处理玉米根部,以进一步探讨Ca2+的来源。结果表明:EGTA和Vp均能显著抑制ABA诱导的根尖细胞胞质Ca2+浓度的增加,说明ABA诱导的初生根根尖细胞胞质Ca2+浓度的增加主要源于胞外,少部分来自于胞内钙库的释放;TFP能使Ca2+荧光产生变化,但浓度上下起伏,表明胞外钙调素也参与了根系干旱信号ABA的信息传递过程,但具体机制有待深入研究。     

水分胁迫下钙、钙调素对小麦幼苗生长及过氧化物酶同工酶的影响

以丰抗 8号冬小麦幼苗为材料 ,研究了水分胁迫下Ca2 和钙调素 (CaM )对叶片和根系过氧化物酶 (POD)同工酶的影响。结果表明 ,Ca2 /CaM作为第二信使参与了干旱信号的传导 ,同时提高了POD同工酶活性、增强了小麦幼苗适应旱胁迫的能力 ,并存在明显的剂量效应。在多种逆境信使系统中 ,POD同工酶基因可能优先感受Ca2 /CaM信使系统传导的干旱信号。小麦幼苗不同器官之间存在着干旱信号相互传递。与叶片相比 ,根系POD同工酶基因感受干旱信号的能力更强     

不同的抑制剂处理对水分胁迫诱导的冬小麦幼苗ABA累积的影响

研究了不同放线菌素Ｄ（ＡＭＤ）及环己亚胺（ＣＨＭ）处理方法对水分胁迫诱导的冬小麦幼苗内源脱落酸（ＡＢＡ）累积的影响。结果表明，在水分胁迫下，植物体根及叶片中ＡＢＡ随着水分胁迫时间的延长而增加，根ＡＢＡ增加早于叶片ＡＢＡ增加。在ＡＭＤ和ＣＨＭ与ＰＥＧ的３种处理后，ＡＭＤ和ＣＨＭ与ＰＥＧ同时处理根对于由胁迫诱导的根及叶片中ＡＢＡ增加具有明显的抑制作用。     

不同浓度NaCl对两个玉米品种Na+、K+、Ca2+含量的影响

比较不同耐盐性品种在NaCl胁迫下的离子含量的差异,为耐盐玉米的筛选提供理论依据。玉米耐盐品种‘郑单958’和盐敏感品种‘齐单1号’在含0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% NaCl的砂子中生长,分别测定根、茎和叶片中Na+、K+、Ca2+含量。NaCl胁迫下,Na+、K+、Ca2+含量在两个玉米品种间、NaCl浓度间差异均达到极显著水平。NaCl胁迫下,两个玉米品种根茎叶中Na+含量均增加,根中Na+含量增加的幅度大于茎和叶,‘郑单958’根中的Na+含量高于‘齐单1号’;K+、Ca2+含量随NaCl浓度的升高而降低。高盐胁迫下,‘郑单958’根中K+含量降低的幅度大于‘齐单1号’,而茎中K+含量降低的幅度小于‘齐单1号’;‘郑单958’茎和叶片中Ca2+含量降低的幅度小于‘齐单1号’。两个玉米品种在离子含量间表现出的差异非常明显,Na+、K+、Ca2+含量可以作为玉米耐盐性鉴定和筛选指标。     

The Involvement of Cytokinin and Abscisic Acid Levels in Roots in the Regulation of Photosynthesis Function in Flag Leaves during Grain Filling in Super High-yielding Rice (Oryza sativa)

A few rice cultivars with super high‐yielding potential have successfully been released. However, little is known about the physiological mechanisms underlying the formation of super high yield in rice. Here, we report changes of cytokinin (zeatin + zeatin riboside, ZR) and abscisic acid (ABA) contents in roots and leaves during grain filling and their relation to declining photosynthesis function of leaves in super high‐yielding rice cv. Xieyou 9308 and standard rice cv. Shanyou 63, as a control. ZR contents in roots and leaves decreased in a time‐dependent manner, while their ABA contents were relatively stable at earlier grain filling stage and rapidly increased at later grain filling stage in both cultivars. A rapid decrease in ZR content and a rapid increase in ABA content were observed earlier in roots than in leaves for both cultivars. Declining instantaneous photosynthesis rate (IAPS) of leaves in both cultivars coincided with decreasing ZR contents and increasing ABA contents in both roots and leaves. Leaves with 6‐benzyl aminopurine (6‐BA) treatment exhibited increased IAPS and extended active photosynthesis duration (APD), and the result was reversed in leaves with ABA treatment. A rapid decrease in ZR contents and a rapid increase in ABA contents of roots and leaves in Xieyou 9308 obviously lagged behind those in Shanyou 63. These results suggest that decreased ZR content and increased ABA content in roots cause the decline of photosynthetic function during grain filling stage. The highly efficient photosynthetic function of Xieyou 9308 is due to the delayed change of ZR and ABA contents in its roots.     

Behaviour of Sugar-beet Plants (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris var. altissima [Doell]) under Conditions of Changing Water Supply: Abscisic Acid as Indicator

Moderate drought stress increases the root-to-shoot ratio in sugar-beet plants. The question arises whether abscisic acid occurs in these plants and whether it plays a role in their adaptation to limited water supply. Thus, after identification by GC/MS, the content of free ABA and its alkaline hydrolysable conjugates was determined by capillary GLC in sugar-beet plants of pot and field experiments with differentiated water supply. It was shown that leaves had a higher content of free ABA than tap roots. Within the leaf apparatus the young organs contained more ABA than the fully developed leaves. Moderate drought stress increased both free and alkaline hydrolysable ABA contents in leaves of intact plants, whereas the ABA content of tap roots was not demonstrably influenced. In contrast, severe and rapid osmotic stress treatment of detached leaves by dipping the petioles in mannitol solutions increased the free ABA content at the expense of the hydrolysable conjugates. This suggests an ABA release by the latter. Therefore, sugar-beet plants seem to have two mechanisms for increasing the free ABA content under drought stress conditions: the gradual synthesis of ABA including its conjugates and the release of free ABA from ABA conjugates.     

盐和水分胁迫对不同荞麦品种生理特性的影响

以甜荞（平荞2号）和苦荞（黔苦2号）为实验材料,研究NaCl和等渗PEG对荞麦根系活力、质膜透性、MDA含量及净光合速率的影响。低盐度处理时两种荞麦根系活力明显增强,苦荞增加幅度较大,甜荞根部和叶片质膜透性及MDA含量明显增加,苦荞叶片净光合速率明显增加;高盐度处理时两种荞麦根系活力仍保持较高的水平,甜荞根部和叶片质膜透性及MDA含量增加幅度明显大于苦荞,甜荞叶片净光合速率明显下降且下降幅度明显大于等渗PEG处理,而苦荞叶片净光合速率与对照无明显差异。说明质膜透性、MDA含量和净光合速率是荞麦抗逆性敏感生理指标,苦荞的耐胁迫性大于甜荞。