低温条件下一氧化氮参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制作用

[目的]验证NO是否参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程,为植物在长期低温下生长的分子机制研究奠定基础。[方法]用可渗透细胞膜的NO特异性探针DAF-FMDA染色法测定4℃低温处理下,野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）和NahG突变体根中内源NO含量的变化。[结果]长期低温4℃处理可诱导植物中NO含量增加,并随时间的延长而升高;低温能够诱导野生型和NahG突变体中NO的产生,但体内水杨酸含量低的NahG突变体中NO含量明显低于比野生型。[结论]低温条件下NO参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程。     

低温条件下一氧化氮参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制作用

[目的]验证NO是否参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程,为植物在长期低温下生长的分子机制研究奠定基础。[方法]用可渗透细胞膜的NO特异性探针DAF-FM DA染色法测定4℃低温处理下,野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）和NahG突变体根中内源NO含量的变化。[结果]长期低温4℃处理可诱导植物中NO含量增加,并随时间的延长而升高;低温能够诱导野生型和NahG突变体中NO的产生,但体内水杨酸含量低的NahG突变体中NO含量明显低于比野生型。[结论]低温条件下NO参与了水杨酸对拟南芥生长的抑制过程。     

拟南芥响应NO突变体的筛选及遗传分析

从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得的拟南芥突变体库中筛选对一氧化氮(NO)胁迫敏感的突变体,以期为研究信号分子NO在植物中的分子调控机制提供遗传材料。从EMS诱变获得的拟南芥突变体库中筛选得到1株对NO敏感的突变体nsm1(nitric oxide sensitive mutant 1),在正常生长条件下,突变体nsm1与野生型拟南芥的表型并没有明显区别,但是对NO胁迫的敏感性明显高于野生型拟南芥,在50μmol/L SNP(NO供体)处理下,野生型拟南芥的相对根长(与在正常生长的根长比值)为50.8%,而突变体nsm1的相对根长为22.4%。进一步研究发现,突变体nsm1对甘露醇模拟的干旱胁迫敏感,在100 mmol/L甘露醇处理下,野生型拟南芥的相对根长为83.4%,而突变体nsm1的相对根长仅为45.7%,这可能与突变体nsm1的失水率、水势、气孔导度和蒸腾速率高于野生型拟南芥有关。遗传学分析表明,该突变体为单基因隐性突变。     

敲除DWF4基因提高拟南芥对低温胁迫的抗性

以拟南芥类固醇类C22α-羟化酶基因DWF4的T-DNA插入缺失突变体dwf4为研究材料,通过观察突变体在低温胁迫条件下的表型,检测dwf4突变体和野生型在低温胁迫条件下的相对电导率、叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、抗冷基因表达量和过氧化物酶基因表达量的区别,探讨了该基因在抗低温胁迫反应过程中的功能。结果表明,敲除DWF4基因能够提高拟南芥对低温胁迫的抗性。dwf4突变体的抗低温胁迫能力一方面源于在低温胁迫下,与野生型相比,dwf4突变体中相对较低的电导率和较高的叶绿素含量,以及更多渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的积累,另一方面源于低温胁迫条件下dwf4突变体中低温胁迫响应的下游基因RD29A及COR47的高表达。结果还表明尽管dwf4突变体中过氧化物含量增加,但是过氧化物酶基因Prx22与Prx698的高表达对过氧化物的毒害起到了很好的抑制作用。说明在拟南芥中DWF4负调控拟南芥对低温胁迫的反应过程。     

H2S和NO在大白菜抵抗高温胁迫中的作用

结合药理学和植物生理生化的方法,通过外源施加供体或清除剂,并观察幼苗生长的变化,意在研究H_2S和NO两种气体信号分子在大白菜抵抗高温胁迫中的生理作用及相互影响。实验结果表明:高温胁迫明显抑制大白菜幼苗的生长,导致植株叶片明显萎蔫卷曲。胁迫条件下,植株可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量以及相对电导率均显著升高,内源H_2S和NO含量明显上升,外源生理浓度H_2S和NO处理可明显缓解高温胁迫对幼苗生长的影响,并且两种信号分子存在相互作用,外源H_2S缓解内源NO含量的上升,而外源NO对内源H_2S含量变化并没有显著影响。综上,气体信号分子H_2S和NO交叉互作参与大白菜抵御高温胁迫。     

硝酸还原酶介导的一氧化氮对植物铝胁迫耐受性的增强作用

以拟南芥野生型、一氧化氮(NO)产生途径相关突变体Atnoa1(NO合成酶缺失突变体)和nialnia2(硝酸还原酶缺失突变体)为材料,研究铝毒害对拟南芥野生型、Atnoa1和nialnia2的影响。试验结果显示,不同浓度(0~200μmol/L)Al Cl3处理抑制了拟南芥中根的生长,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的抑制趋势,而nialnia2突变体中根生长的抑制程度更严重。进一步的结果显示,Al Cl3处理增加了拟南芥中丙二醛和活性氧(H2O2和O-2·)含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中丙二醛和活性氧含量增加幅度更大;此外,Al Cl3处理显著增加了拟南芥中还原型抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)的含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中As A和GH含量增加幅度最小。这些结果表明,硝酸还原酶途径介导的NO在增强植物抗铝毒害过程中起着重要的作用。     

一种筛选拟南芥低铁响应突变体的有效方法

铁是植物必需的一种微量营养元素。农作物的产量及品质经常因土壤缺铁而降低。研究植物在低铁条件下生长发育及对铁缺乏响应的分子机制,有助于揭示植物铁营养的遗传基础,有利于改良和培育耐低铁的农作物。笔者根据野生型拟南芥在低铁条件下的生长和生理表型确定了遗传筛选突变体的指标,并建立了筛选拟南芥与缺铁信号及信号转导相关突变体的方法。利用这种方法,笔者筛选出11株突变体并克隆了一个可能与植物耐低铁胁迫相关的基因,证明该方法适用于鉴别铁营养相关的重要基因以及分子遗传学的研究。     

外源NO缓解花生盐胁迫的效果及机理

为研究外源一氧化氮(NO)对盐胁迫下花生幼苗生长的影响,以‘山花11号’为供试材料,采用液体培养试验,测定外源NO供体硝普钠(SNP)250 μmol/L对正常生长(0 mmol/L NaCl,CK)和盐胁迫(100 mmol/L NaCl,T1和150 mmol/L NaCl,T2)处理的花生幼苗生长及生理指标。结果表明,正常生长条件下添加SNP,花生内源NO浓度升高对幼苗生长产生轻微毒害作用;盐胁迫下添加SNP能有效增强花生幼苗耐盐性,且外源NO对花生幼苗盐胁迫的缓解作用受外界盐浓度影响,花生遭受较高盐浓度胁迫时NO缓解膜脂过氧化损伤的效率更高,耐盐性更强;在本试验的浓度范围内,外源NO对150 mmol/L NaCl胁迫下的花生幼苗缓解效应更优。与T2处理相比,T5处理下的花生,叶片和根系的内源NO含量分别增加41.83%和35.45%。NO能显著提高花生体内抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,叶片的SOD活性、POD活性、CAT活性和APX活性分别提升9.84%、64.82%、91.84%和26.09%,游离脯氨酸含量提升60.73%;降低体内丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的含量,使叶片电解质外渗率降低17.61%,有效减轻膜脂过氧化损伤;增加花生幼苗株高、鲜重、干重及叶绿素总含量,提高根系活力,有效缓解盐胁迫对花生幼苗生长的抑制作用。因此,正常条件下添加SNP不利于花生生长;但盐胁迫下添加SNP能显著提高花生苗期耐盐性,且外源NO缓解较高浓度盐胁迫对花生生长影响的效果更优。     

水杨酸和乙烯信号转导对镉胁迫下拟南芥生长发育情况研究

本文以Columbia野生型拟南芥和npr1-1/ein2-1水杨酸、乙烯信号转导阻断双重突变体两种基因型拟南芥为实验材料,探讨在硝酸镉的胁迫作用下,水杨酸和乙烯信号转导对拟南芥生长发育情况研究的影响。结果表明,水杨酸信号转导阻断与乙烯信号转导阻断双重基因的相互作用在下可以缓解镉胁迫抑制拟南芥的生长形态的现象,中对植物干重影响不大,对叶绿素含量的下降有抑制作用。     

外源一氧化氮对微囊藻毒素诱导青菜氧化胁迫的缓解

为了探讨一氧化氮(NO)参与调控微囊藻毒素(MC)诱导植物损伤的机理,以青菜(Brassica rapa)幼苗为材料,研究了外源NO对MC胁迫下青菜幼苗的生长、体内活性氧(ROS)累积、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响及可能的调控机制。结果显示:(1)外源NO供体硝普钠(SNP)预处理能够显著缓解MC对青菜幼苗生长的抑制效应;(2)SNP预处理能够显著降低MC诱导青菜幼苗ROS的过量产生;(3)SNP预处理能够分类调控MC对抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT)和抗氧化物质(As A和GSH)的诱导效应。这些结果表明,外源NO能够通过特异性调控MC诱导青菜幼苗的氧化胁迫反应,进而缓解MC对植物的毒害效应。