作物渗透调节及抗渗透胁迫基因工程研究进展

干旱、盐渍和低温等非生物逆境引起的渗透胁迫是抑制作物生长发育和产量形成的重要因素。综述了渗透胁迫对作物的伤害、渗透调节物质以及杭渗透胁迫基因工程的研究进展。初步提出了渗透胁迫的解决方案。     

渗透胁迫下植物脯氨酸积累的研究进展

通过对植物在渗透胁迫下脯氨酸的大量积累情况的阐述，就脯氨酸在植物体中的合成与降解，脯氨酸积累的生物学意义以及与植物抗渗透胁迫的关系等进行综述。     

茄科蔬菜中miRNA响应低温胁迫研究进展

茄科蔬菜是典型的喜温性植物,由于本身无法躲避低温伤害,田间生产中易遭受低温胁迫.Mi-croRNA(miRNA)作为一种小分子RNA,是非蛋白质编码基因产物之一.低温胁迫下miRNA被激活,通过负调控靶基因、降解靶基因、抑制翻译等过程,调控相关基因表达,使植物从生理和分子水平上发生变化以响应低温胁迫.本研究主要从低温胁...     

亚精胺浸种对玉米胚芽鞘抗渗透胁迫能力的影响

亚精胺(spermidine:Spd)浸种后,研究了渗透胁迫下,玉米品种农大108(抗旱性较强)和掖单13(抗旱性较弱)胚芽鞘的长度、相对含水量(relative water content:RWC)、相对电解质渗漏率(relative electrolyte leakage:REL)和鞘内Spd含量的变化.渗透胁迫第4天,抗旱性弱的掖单13玉米胚芽鞘的REL的上升幅度明显大于抗旱性强的农大108,其鞘内Spd含量的升幅则明显小于农大108;而农大108胚芽鞘的长度和RWC的下降幅度明显小于掖单13.Spd浸种处理,则明显抑制掖单13在胁迫条件下其胚芽鞘长度、RWC的下降和REL的增加,促进鞘内Spd含量的增加.这些结果表明,Spd浸种通过提高渗透胁迫下玉米(特别是抗旱性较弱的品种)胚芽鞘中Spd的水平,从而增强玉米胚芽鞘的抗渗透胁迫能力,促进其生长.     

果树渗透调节研究进展

本文评述了果树在水分胁迫下的渗透调节现象、渗透调节物质、影响渗透调节的因子以及渗透调节的局限性，并对目前研究中存在的问题和需要进一步研究的几个方面进行了讨论。     

外源ABA对渗透胁迫下玉米幼苗根系渗透调节的影响

用ABA处理不同抗旱性的两个玉米品种幼苗根系, 测定了根系的水势、渗透势、渗透调节能力及4种渗透调节物质的变化, 结果表明: 渗透胁迫条件下, ABA能提高根系的水势、降低渗透势、增加渗透调节能力, 且对抗旱性强的鲁玉14号的作用大于抗旱性弱的掖单13号. 正常供水条件下, ABA处理对根系水势的提高有一定的作用, 但对渗透势及     

西瓜细胞响应渗透胁迫转录组分析

渗透胁迫对西瓜(Citrullus lanatus)的生长、果实品质和产量产生不利影响。因此,迫切需要利用现代生物学研究手段对西瓜品种进行有效的遗传改良,增强其抗逆性。其中挖掘具有各种抗逆功能的基因和探明其响应渗透胁迫的分子机制是目前非常重要的研究内容。利用RNA-seq技术对二倍体西瓜悬浮细胞在100 mmol/L甘露醇人工模拟渗透胁迫前后进行转录组分析,结果表明,西瓜悬浮细胞在甘露醇处理2 h和4 h时基因表达模式相近,对2 h和4 h共有的1 933条差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)进行GO分析发现,这些差异表达基因在分子功能、生物学过程和细胞组分三个主类中主要集中在代谢过程、催化活性和DNA复制等生物过程;KEGG Pathway分析结果表明,这些差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、谷胱甘肽代谢、苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸的生物合成、苯丙氨酸代谢和次生代谢物的生物合成等通路。与赤霉素、脱落酸、乙烯、茉莉酸及水杨酸五种植物激素信号转导相关的关键转录因子基因家族DELLA-domain protein (DELLA)、ABRE binding factors (ABF)、Ethylene-insensitive 3 (EIN3)、Myelocytomatosis protein 2 (MYC2)和TGACG motif-binding factor (TGA)在渗透处理后均有上调表达,说明这些基因可能在西瓜响应渗透胁迫过程中发挥正向调节功能。随机选取11条DEGs,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对DEGs进行了表达模式验证,发现其与RNA-seq测序结果表达规律一致,证明了RNA-seq结果的可靠性。该研究为进一步探讨西瓜抗渗透胁迫的分子调控机制研究提供了基因资源和理论基础,将有助于进一步研究西瓜的抗逆机制。     

不同品种甜高粱幼苗耐受渗透胁迫能力的研究

以BJ-17、BJ-18、M-00110 3个甜高粱品系为试验材料,对不同浓度乙二醇(PEG)处理下甜高粱幼苗的质膜透性、叶绿素、脯氨酸、丙二醛等生理指标含量变化进行了研究.结果表明:渗透胁迫下甜高粱幼苗的质膜透性增大,叶绿素、脯氨酸、丙二醛等含量升高.3个品系相比,BJ-18耐渗透胁迫的能力最强,BJ-17次之,M-00110最差.为甜高粱抗逆栽培和品种选育提供理论依据.     

渗透胁迫和盐胁迫对荞麦硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性的影响

以盐敏感荞麦品种TQ-0808和耐盐荞麦品种川荞1号为试验材料,采用NaCl和等渗PEG-6000处理,研究渗透胁迫和盐胁迫对不同耐盐性荞麦品种硝酸还原酶(NR)及亚硝酸还原酶(NiR)活性的影响。结果表明,高浓度盐胁迫下盐敏感荞麦品种叶片NR及NiR活性显著降低,而耐盐荞麦品种降低幅度相对较小,且高浓度盐胁迫下盐敏感荞麦品种叶片NR及NiR活性的降低幅度明显大于渗透胁迫的,说明Na⁺毒害效应发挥了主要作用。另外,两个荞麦品种叶片NR活性高低与其叶片硝酸盐含量呈正相关。     

植物抗病毒基因工程研究进展

简要讨论了近年来植物抗病毒基因工程的方法策略,主要有:植物自身的抗病毒基因策略、来源于病毒的抗性基因策略、干扰素、核酶等抗性策略;并分析了其存在问题及发展趋势。     

植物抗病毒基因工程研究进展

简要讨论了近年来植物抗病毒基因工程的方法策略，主要包括：植物自身的抗病毒基因策略、来源于病毒的抗性基因策略,干扰素等抗性策略；并分析了其存在问题和发展趋势。     

茄子组织培养与基因工程研究进展

本文综述了茄子组织培养与基因工程技术所取得的进展,并对茄子基因工程的发展进行了展望。迄今已利用茄子幼苗子叶、胚轴、叶片、胚、茎等外植体获得再生植株,是茄子离体再生研究最多的一个领域。其再生的关键取决于材料基因型、外植体类型、培养基类型等因素,不同基因型材料的再生能力差异很大,也影响再生的途径。原生质体是比较理想的进行遗传操作的受体,所以在其来源、培养液组成和成苗途径方面都有研究。花药和小孢子离体培养可以获得单倍体植株,节省获得纯系的时间,并有利于获得重组家系,为生产商用F1杂种开辟了一条重要途径。通过幼苗外植体器官再生、花粉(花药)培养、原生质体和小孢子培养已成功地建立了茄子受体再生系统。茄子基因工程技术在提高现有品质和创新种质方面发挥了积极的作用,农杆菌介化法是茄子转基因常用方法,已在外植体选择及再生、选择压筛选、农杆菌株系和转化浓度、预培养和共培养时间等影响因子方面做了大量的优化工作。转基因技术主要应用于茄子抗虫和单性结实基因工程方面并分别获得了一系列成果。在其他领域如抗病、抗逆等方面应用还很不足。因此作者认为未来的研究工作应集中于：目的基因的标记与克隆、高效受体再生系统的探索、更有效遗传转化方法的应用、扩大遗传转化范围,以提高实际应用水平。     

渗透胁迫对不同供钾水平烤烟叶片抗旱生理指标的影响

（1河南农业大学农学院,河南郑州 450002;2长沙卷烟厂博士后工作站,湖南长沙 410007）     

渗透胁迫下烟草叶片基因的差异表达研究

为了解干旱胁迫下烟草的抗旱机制,采用拟南芥基因芯片检测了PEG渗透胁迫（－1.2 MPa）48 h后烟草叶片中基因表达的变化。在31 182个基因微矩阵点中,有效差异表达（ratio值≥2或≤0.5）的基因为135个,上调50个,下调85个。其中包括一些具有防御功能的上调表达基因如两个普遍胁迫蛋白（USP）和与渗透调节物质海藻糖合成有关的基因ATTPS11及多个参与复制、转录和翻译等过程的基因MAPKK、bZIP、锌指蛋白、组蛋白His1-3、脱水响应DREB转录因子、WRKY转录因子家族、分子伴侣等,MAPKK具最大上调幅度,为3.94倍（序列号为At1g51660）。而参与光合作用的6个PSⅠ的光捕获复合体中lhca3和PSⅡ的光捕获复合体中核编码基因的lcb1、lcb2、lcb5、lcb6、lcb4.2的基因表达下调。还检测到38个未知基因,它们的差异表达可能跟渗透胁迫诱导有关,是我们下一步研究的重点。通过分析这些特异表达基因,揭示出一些潜在的生物学规律,为研究烟草逆境生理学提供了有价值的信息。     

渗透胁迫对玉米幼苗叶片不同形态多胺含量的影响

用高压液相色谱法，研究了玉米品种农大108（抗旱性较强）和掖单13（抗旱性较弱）幼苗叶片中游离态(free, f)、酸可溶性共价结合态(AS-conjugated)和酸不溶性共价结合态(AIS-bound) 多胺（polyamine, PA）与渗透胁迫的关系。结果发现，渗透胁迫7 d，农大108的fSpd和fSpm的含量显著(P＜0.05)上升，而掖单13的fPut的升幅显著(P＜0.05)。用S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（SAMDC）抑制剂甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理农大108，显著抑制了渗透胁迫诱导的fSpd和fSpm的增加，并且加重了渗透胁迫伤害，用外源Spd处理掖单13，则显著促进了渗透胁迫诱导的fSpd和fSpm的增加，并且减缓了渗透胁迫的伤害。渗透胁迫下，农大108幼苗叶片中AS-conjugated-PA和AIS-bound-PA的上升幅度都显著大于掖单13。用转谷氨酰胺酶（TGase）抑制剂菲咯啉(o-Phen)处理，则抑制了渗透胁迫诱导的AIS-bound-PA含量的上升，并加重了渗透胁迫的伤害。上述结果说明，玉米幼苗叶片中的fSpd、fSpm、AS-conjugated-PA和AIS-bound-PA的升高有利于增强幼苗的抗渗透性。     

土壤水分胁迫下小麦叶片渗透调节与光合作用

在土壤水分胁迫过程中,抗旱性强的小麦品种昌乐5号、北农2号与抗旱性弱的品种济南13,鲁麦5号相比,渗透调节能力高0.41Mpa~0.604Mpa;相对含水量少降7%~8%;叶片水势少降0.40Mpa~0.41MPa。水分胁迫使叶片光合能力下降,抗早性强的品种与抗早性弱的品种相比,其下降的平均百分数为;光合速率前者比后者少降17%~22%;气孔导度     

亚精胺提高大豆幼苗的抗旱性

对亚精胺（spermidine,Spd）在抗旱性不同的大豆品种幼苗中的作用进行了研究。结果表明,抗旱品种豫豆24号在渗透胁迫处理时,其叶片中的Sod含量明显大于不抗旱的豫豆6号。用Spa合成的抑制剂MGBG处理豫豆24号,则导致Spd含量下降和抗性的降低,外源Spd又可逆转MGBG对豫豆24号在渗透胁迫下的伤害。外源Spd可以明显提高豫豆6号的叶片内SN含量,并相应提高其抗性。以上结果表明,SN可以提高大豆幼苗的抗渗透胁迫能力。