低温胁迫下组蛋白H3K18cr在水稻全基因组上的动态变化特征解析

组蛋白修饰在水稻响应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。巴豆酰化是一种新型的组蛋白修饰方式,其在水稻受到低温逆境时如何变化目前很少有见报道。本研究对正常生长和低温处理的水稻日品种本晴幼苗进行RNA-seq和ChIP-seq高通量测序,然后联合分析组蛋白H3赖氨酸18特异位点上巴豆酰化修饰(H3K18cr)在低温胁迫下对基因表达的调控特征。研究表明,在基因组中H3K18cr主要富集在第1外显子和基因间区,且与基因表达和基因长度呈现正相关。低温胁迫下,H3K18cr在水稻基因组上的分布区域没有变化,但是蛋白免疫印记和ChIP-seq结果均表明整体修饰水平下降;差异修饰分析发现低温胁迫后有899个和409个基因分别表现出修饰显著增加和减少。通过与RNA-seq关联分析显示共有199个基因H3K18cr修饰水平增高且表达水平上调,GO富集分析发现这些基因主要参与转录活性的调控等过程。进一步验证表明组蛋白H3K18cr通过调控OsDREB1A、OsEATB、OsAP2-39、OsNAC9等转录因子的表达来参与水稻低温胁迫的响应过程。相关研究结果为解析组蛋白巴豆酰化调控植物响应低温胁迫的表观遗传机制...     

基于光合和荧光参数探讨不同水稻品种苗期耐寒性差异

发掘苗期耐寒种质资源,培育耐寒品种是减少冷害影响的有效手段.以30份水稻品种为研究对象,测定水稻幼苗在人工低温胁迫条件下叶绿素含量(SPAD值)、光能转化效率(Fv/Fm)值及PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值的变化.结果表明,低温胁迫后,各供试材料幼苗叶片中SPAD值、Fv/Fm值以及Fv/F0值均出现不同程度的下降.粳...     

表油菜素内酯影响水稻幼苗响应低温胁迫的蛋白质组学分析

表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide, EBR)是一种被广泛研究和应用的油菜素内酯类(brassinosteroids, BRs)植物生长调节剂, 它能有效增强植物对低温的耐受性, 但EBR在蛋白质组水平上对水稻幼苗响应低温胁迫的影响尚不清楚。本研究用0.1 mg L ^-1 EBR和蒸馏水分别浸泡萌发的日本晴种子, 然后提取4°C胁迫培养和26°C正常培养幼苗的总蛋白, 进行质谱非标(label-free)定量分析和平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)验证。最终共鉴定出5778个蛋白质, 其中, 在有定量信息的4834个蛋白中, 401个上调和220个下调蛋白与EBR影响水稻幼苗响应低温胁迫有关。功能分析和代谢通路富集分析发现, 上调蛋白主要与RNA结合或水解酶活性等分子功能相关, 并富集在碳代谢、叶酸合成和氨基酸生物合成等途径中; 下调蛋白主要与催化活性和氧化还原酶活性相关, 主要涉及卟啉和叶绿素代谢等代谢途径。PRM验证结果和文献证据显示, 分布在碳代谢和苯丙素代谢通路中的NADP-苹果酸酶、过氧化物酶、3-磷酸甘油酸脱氢酶、烯醇化酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和丙酮酸激酶参与了EBR对低温胁迫水稻幼苗的调控, 提示BRs可通过多种途径影响水稻幼苗对低温胁迫的响应。     

温度逆境锻炼对低温胁迫下番茄幼苗细胞膜脂质过氧化产物及抗氧化酶活性的影响

为了探索番茄植物交叉适应现象及其生理机制,以番茄品种东农704为材料,研究了低温和高温锻炼后番茄幼苗在2℃低温下叶片中丙二醛(MDA)和抗氧化酶活性的变化。结果显示,番茄幼苗经过适宜的低温和高温锻炼均可提高幼苗的抗冷性,并且高温锻炼在提高番茄幼苗抗冷性方面明显优于低温锻炼。2℃低温胁迫1d,未经锻炼幼苗与锻炼幼苗相比,其MDA含量明显升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性大幅度下降,即使在恢复生长2d后,MDA仍维持在较高的水平,SOD、POD和CAT活性水平也较低。番茄幼苗在低温和高温锻炼后、低温胁迫后和恢复2d后,MDA含量和酶保护系统变化各有异同。上述研究结果表明番茄植物具温度逆境交叉适应性,低温和高温锻炼诱导的番茄抗寒机制存在着差异性。     

低温胁迫对普通越冬栽培稻幼苗耐寒生理生化指标的影响

研究不同越冬栽培稻种质资源的耐寒生理生化特性,为越冬栽培稻种质资源的创新利用提供理论依据。以20份普通越冬栽培稻种质为试验材料,测定并分析了常温(25℃)和低温(4℃)胁迫4 d后幼苗的叶绿素、丙二醛和SOD活性等5个耐寒生理生化指标。结果表明,正常生境下,20份普通越冬栽培稻种质幼苗期5个耐寒指标表现出不同程度的极显著差异。低温胁迫后,20份供试材料幼苗的5个耐寒指标发生了显著变化、同样表现出不同程度的极显著差异;各供试材料幼苗叶绿素和可溶性糖含量低温胁迫值较常温值均表现出显著的下降趋势,且它们的下降幅度不一致,分别为-36.46%～-90.31%,-70.54%～-94.03%。然而,丙二醛、脯氨酸和SOD活性3个耐寒指标低温胁迫值较常温值升降趋势不一致。其中,黄糯2号、晚粳糯M99037和常农粳3号丙二醛含量低温胁迫值较常温值显著降低,其余17份材料丙二醛含量值较常温值显著上升变化;铁粳稻4号、镇稻7号和津稻1187等8份材料脯氨酸含量低温胁迫值较常温值呈上升变化,其余12份材料较常温值呈下降变化。鄂晚稻15和津粳杂四幼苗SOD活性低温胁迫值较常温值略微下降、其余18份材料幼苗S...     

外源褪黑素对低温胁迫下马铃薯幼苗抗氧化系统的影响

为了探究不同浓度外源褪黑素对冷驯化后低温胁迫下马铃薯幼苗生长的影响,以云南主栽马铃薯品种合作88为材料,采用人工模拟低温胁迫(4℃14 d,-2℃12 h)的方法,研究了不同外源褪黑素浓度(50,100,150μmol/L)对低温胁迫下马铃薯幼苗生长及活性氧代谢系统的影响,以探讨外源MT缓解低温胁迫对马铃薯幼苗伤害的可...     

低温胁迫对番茄幼苗脯氨酸积累及其代谢关键酶活性的影响

以抗寒性不同的3个番茄品种‘耐运2000’、‘京乐502’和‘O-33-1’为试材,采用常规方法测定不同低温胁迫时间和不同低温胁迫温度下番茄幼苗叶片中脯氨酸含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转移酶(8-0AT)活性、脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性的变化,以期探讨番茄的脯氨酸代谢对低温胁迫的响应机制及其与抗寒性的关系。结果表明：番茄幼苗叶片中的脯氨酸含量随低温胁迫时间的延长和温度的降低均呈先升高后降低的趋势,冷敏感品种‘耐运2000’的平均脯氨酸含量较低,抗寒性越强的品种的脯氨酸保护阈值越大;番茄幼苗叶片中P5CS和8-0AT活性随低温胁迫时间的变化均呈现先升后降的趋势,与脯氨酸积累正相关。在不同低温胁迫温度下,对低温越敏感的品种P5CS和8-0AT活性随温度的变化程度越大;当低温处理1天时,番茄叶片中脯氨酸含量下降,ProDH活性显著增加;随后ProDH活性呈现先降低后升高的趋势,这与脯氨酸的积累呈负相关。在不同低温胁迫下,番茄叶片中ProDH活性在一定低温范围内均出现降低以减少对脯氨酸的降解,增强植株的抗寒能力。     

中草药QH丙酮提取物对水稻幼苗抗寒性的影响

用不同浓度的QH丙酮提取物以浸种和喷雾相结合的方式处理水稻幼苗，以幼苗二叶一心期为低温胁迫期，结果表明：丙酮提取物处理能明显提高可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT活性，能使这些酶在低温胁迫后以及恢复时仍保持很高的活性；丙酮提取物处理还能减少膜脂过氧化产物MDA含量，增加游离脯氨酸的含量，减缓低温对幼苗叶绿素的破坏，提高了幼苗对低温的抵抗力。     

水稻冷害生理功能变化与调控研究进展

低温冷害影响水稻生理功能变化,如光合作用、呼吸作用、矿质养分吸收、膜脂过氧化以及抗氧化系统。本研究一方面详细介绍了低温胁迫下,光合作用、呼吸作用、矿质养分吸收、膜脂过氧化以及抗氧化系统变化机制,着重分析了低温胁迫下,水稻体内脱水蛋白、酶蛋白、活性氧、内源激素以及细胞膜脂肪酸组分的变化相关生理机制;另一方面,从冷害调控角度出发,较全面地综述了外源植物生长调节剂在水稻冷害调控方面研究概况,提出中国在水稻冷害研究领域的未来发展方向与新趋势,进而为今后水稻冷害相关研究提供理论依据。     

低温胁迫对小麦、玉米、萝卜幼苗超氧化物歧化酶活性的影响

摘 要：[目的]研究低温胁迫对小麦、玉米、萝卜幼苗SOD活性的影响及三种植物受影响程度的差异。[方法]以萝卜,玉米,小麦幼苗为实验材料,采用模拟冷害的实验方法,通过氮蓝四唑自氧化法测定SOD活性,从胁迫温度变化和胁迫时间变化两个角度研究低温胁迫对小麦、玉米、萝卜幼苗SOD活性的影响。[结果]随着胁迫温度的降低,小麦、玉米、萝卜幼苗的SOD活性都呈现先上升后下降的趋势,且0℃胁迫组酶活性低于常温组;随着胁迫时间的变化,小麦、玉米、萝卜幼苗的SOD活性走势不同,但0℃胁迫时,酶活性变化不大,且低于常温组酶活。[结论]适当的低温处理可以增强SOD活性,超过植物耐受范围后,酶活性遭到抑制而降低。     

磷营养对水稻不同耐冷品种光合特性的影响

以不同磷水平的营养液培养水稻幼苗，比较研究了低温处理后耐冷性不同品种光合特性的变化。低温下2个品种的水稻叶片的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp均降低，冷敏感品种比耐冷品种的降低幅度更大。与缺磷和正常磷水平培养的材料相比，高磷培养的材料在低温下具有较高的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp；缺磷培养的材料在低温下叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp下降加剧，耐冷品种的NPQ升高，但冷敏感品种的NPQ变化不大。磷营养水平对冷敏感品种光合作用的影响比对耐冷品种更明显，通过体外施磷，可以提高水稻的耐冷性。     

抗冷与不抗冷水稻在低温期间叶片ABA与GA1水平变化的差异

采用抗冷性强的东乡野生稻（东野）和对低温敏感的６２２５两个籼稻品种。发现稻苗的抗冷性与低温期间内源脱落酸（ＡＢＡ）含量上升及赤霉素（ＧＡ１）含量下降均有密切关系。东野的抗冷性比６２２５强,可能是因为其内涵ＡＢＡ、ＧＡ１水平对低温的响应比６２２５迅速,东野的ＡＢＡ／ＧＡ１比值在低温２４ｈ时就已达到最大值,而６２２５直到低温１２０ｈ才上升到最大值。     

CLDAS数据在早稻低温冷害监测中的应用

本研究旨在实现水稻低温灾害的实时动态监测,改善目前遥感数据在南方地区应用受云雨天气影响受限的现状。利用CLDAS气温数据,结合遥感水稻种植本底信息,参考低温冷害监测指标,选取广西典型早稻低温冷害过程进行监测试验。试验结果表明：利用CLDAS气温分量数据可对区域气温变化状况进行有效的动态监测,结合水稻种植空间分布信息,可实现精细化的水稻受灾面积及等级监测。CLDAS反演的气温精度较高,与气象台站实测气温误差多小于0.5℃。CLDAS和遥感数据结合可为水稻精细化低温冷害监测提供一种新的有效途径。     

Effects of Exogenous Abscisic Acid on Antioxidant System in Weedy and Cultivated Rice with Different Chilling Sensitivity under Chilling Stress

Two chilling‐tolerant genotypes, that is, weedy rice WR03‐45 and cultivated rice Lijiangxintuanheigu and two chilling‐sensitive genotypes, that is, weedy rice WR03‐26 and cultivated rice Xiuzinuo were used in this study to investigate the effects of exogenous abscisic acid (ABA) on protection against chilling damage as well as on changes in physiological features. The results showed that under chilling stress the increased levels of superoxide radical (), hydrogen peroxide (H₂O₂) and malondialdehyde (MDA) in WR03‐45 and Lijiangxintuanheigu were lower than those in WR03‐26 and Xiuzinuo. Activities of antioxidant enzymes (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR)) and non‐enzymatic antioxidants (ascorbate acid (AsA) and reduced glutathione (GSH)) were enhanced in WR03‐45 and Lijiangxintuanheigu, whereas they were decreased significantly in WR03‐26 and Xiuzinuo. Application of exogenous ABA reduced the chilling damage in the four genotypes. The pre‐treatment with ABA decreased the levels of , H₂O₂ and MDA caused by chilling stress in the four genotypes through increasing the activities of SOD, CAT, APX, GR and the contents of AsA and GSH in the four genotypes under chilling stress. Moreover, pre‐treatment with Fluridone, the ABA biosynthesis inhibitor, prohibited the effects of ABA through enhancing the oxidative damages and suppressing the antioxidant defence systems under chilling stress. The results indicate the mechanism for rice with chilling tolerance is to enhance the capacity of antioxidant defence systems under chilling stress. Furthermore, ABA plays important roles in the tolerance of rice against chilling stress for it could induce the capacity of whole antioxidant defence systems including enzymatic and non‐enzymatic constitutions under chilling stress.     

脱落酸对低温胁迫下玉米幼苗生长和光合特性的影响

脱落酸（ABA）是作物生产中广泛应用的一种植物激素。探究ABA对低温胁迫下玉米幼苗光合特性的影响,为阐明低温胁迫下玉米幼苗叶片光合结构的防御保护机制提供理论依据。以玉米品种“久龙5号”为试验材料,采用盆栽试验,探讨了低温胁迫0、2、4、6、8d下不同浓度脱落酸对玉米幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,低温胁迫显著抑制玉米幼苗的正常生长,导致SPAD值下降,叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、PSⅡ光化学最大效率（F_v/F_m）和潜在光化学效率（F_v/F_o）水平下降,初始荧光（F_o）显著升高。外源喷施适当浓度的ABA能够显著缓解由低温胁迫导致的玉米叶片P_n、T_r和G_s下降幅度,提高F_v/F_m和F_v/F_o,降低F_o水平。由此可见,外源施加适当浓度的ABA能提高幼苗叶片的光合能力,提高PSⅡ反应中心活性,促进物质积累,提高玉米幼苗的耐冷性。同时,外源施加ABA存在一定的浓度效应,即“低促高抑”。本研究所设计浓度范围中15mg/L ABA浓度对光合抑制缓解效果最显著。     

水稻品种对几种逆境的多重耐性及与ABA的关系

从一些耐旱和耐冷品种中筛选出几个具多重耐性的品种,其中大黄谷耐渗透胁迫和盐胁迫,芝麻糯耐盐和冷胁迫,桂溪和湘中籼2号耐渗透胁迫,也较耐冷胁迫.以大黄谷、芝麻糯和桂溪为材料,研究了多重耐性与ABA积累的关系.在渗透胁迫、盐胁迫和冷胁迫下,各水稻品种内源游离ABA含量迅速积累,耐性品种积累的ABA量都较敏感品种高,     

水稻不同耐冷品种碳代谢有关酶活性对冷害的响应

测定了低温下水稻（Oryza sativa L.）品种湘糯1号（耐冷品种）和IR50（冷敏感品种）光合碳同化过程的关键酶二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）/加氧酶(RuBPOase)、果糖-1,6-二磷酸酯酶（FBPase）以及糖代谢的蔗糖合酶（SS）和蔗糖磷酸合酶（SPS）活性和可溶性糖含量的变化。耐冷品种的RuBPCase、RuBPOase和羧化/加氧比以及FBPase活性受低温影响较小,而冷敏感品种的这些参数在低温下降低。两品种的SS和SPS活性低温下均提高,且耐冷品种的酶活性高于冷敏感品种。低温下2个品种的可溶性糖含量变化与SS和SPS活性的变化类似。水稻不同耐冷品种低温下碳代谢酶活性变化与其耐冷性相一致。     

外源褪黑素对低温胁迫下菜豆种子萌发及抗性的影响

为了探究褪黑素(Mt)对低温环境下菜豆种子的影响,本研究对菜豆种子进行低温处理(LT)和低温加褪黑素的处理(LT+Mt),并设置常温处理作为对照(CK),对同时期的各项生理指标进行测定。结果表明：Mt可以提高低温胁迫下的种子萌发率,但萌发率要低于对照;同时对渗透调节物质、O₂^-和MDA、抗氧化酶活性进行测定,发现低温增加了渗透调节物质的含量,当加入Mt后其含量进一步增加;低温处理后O₂^-和MDA的含量增加,当加入Mt后其含量明显降低,但是要高于对照;低温处理后抗氧化酶活性略低于对照,当加入Mt后其含量显著升高。研究表明外源Mt有效的减轻了低温对种子萌发的损害,从而促进种子萌发过程中抵御低温的能力。