异源表达四季秋海棠BsRbohD基因高光下促进花色素苷合成积累

为了探究四季秋海棠BsRbohD基因的功能,本研究以异源表达四季秋海棠BsRbohD基因的‘哥伦比亚’野生型拟南芥为材料,通过最大光化学效率(F_v/F_m)、活性氧(ROS)水平、花色素苷含量及相关合成基因表达的变化来分析BsRbohD基因与花色素苷之间的关系。结果显示:四季秋海棠BsRbohD基因异源转入拟南芥后可正常表达。在对照条件下,两个过表达株系OE1、OE2的超氧阴离子(O₂·^-)产生速率和过氧化氢(H₂O₂)含量虽然略高于野生型,但F_v/F_m、花色苷含量和相关结构基因没有显著差异;高光条件下,与野生型相比,BsRbohD在OE1和OE2中显著表达,使得O₂·^-产生速率和H₂O₂含量显著增加;之后,花色素苷的含量及合成相关基因的表达响应高光而显著上调的时间显著提前、上调幅度也较野生型高。本研究的结果表明,四季秋海棠Bs...     

水稻细胞质雄性不育花药和叶片中的活性氧代谢研究

为探究水稻雄性不育与活性氧代谢的内在关系,以水稻细胞质雄性不育系天丰A及保持系天丰B生殖生长期的花药和叶片为材料,对其O₂^-产生速率、H₂O₂和MDA含量以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的变化进行测定。结果显示：生殖生长期间,不育系花药中O₂^-产生速率、H₂O₂和MDA含量总体高于保持系,抗氧化酶SOD、CAT活性总体低于保持系,而POD活性始终比保持系花药高;不育系与保持系叶片中仅表现出H₂O₂、MDA含量和CAT活性的差异。以上结果综合表明,不育系与可育系活性氧代谢的差异主要存在于花药中,花药发育过程中O₂^-、H₂O₂代谢失调和MDA过量积累以及保护酶活性下降或功能转变可能是导致雄性不育的重要因素。     

外源褪黑素降低黄瓜体内霜霉威残留的生理生化分析

为探究褪黑素(melatonin,Mel)对黄瓜体内农药降解中的调控作用,以黄瓜‘Y3F604’为材料,以氨基甲酯类农药霜霉威(C₉H₂₀N₂O₂)为处理试剂,采用灌根的方法研究外源施用1 mmol/L Mel对黄瓜体内霜霉威残留的影响,同时探究O₂^-·、H₂O₂、MDA、GSH和GSSG含量以及抗氧化酶和解毒酶的变化情况。结果表明,外源1 mmol/L的Mel处理显著降低了霜霉威处理48 h后黄瓜体内的霜霉威残留量。在霜霉威胁迫下,黄瓜叶片中O₂^-·、H₂O₂和MDA的含量明显增加,而外源Mel处理能够有效抑制霜霉威胁迫下黄瓜体内的O₂^-·、H₂O₂和MDA积累。与对照相比,外源Mel处理显著提高了霜霉威胁迫下SOD、CAT、POD、APX、GPX等抗氧化物酶活性,进一步促进GSH含量和总谷胱甘肽含量的增加,提高GSH/GSSG、GST与GR解毒酶活性。因此,外源施用Mel可提高黄瓜在霜霉威胁迫下的抗氧化能力和解毒能力,从而加速黄瓜体内霜霉威的代谢,是促进蔬菜残留农药降解的新途径。     

外源过氧化氢对烟草花芽分化的影响初探

通过盆栽试验,对外源H₂O₂处理的烟草活性氧代谢及烟草花芽分化情况进行了初步研究。结果表明：（1）外源H₂O₂处理显著影响了烟草体内活性氧代谢,H₂O₂和O₂ ^-含量迅速增加;保护酶POD和CAT活性迅速被激活,SOD的激活滞后于POD和CAT。喷施H₂O₂处理的中后期H₂O₂的含量下降。（2）外源H₂O₂胁迫改变了开花基因的表达、现蕾时烟草叶片数以及花芽的发育进程。5和15d的外源H₂O₂处理明显抑制了烟草FLC基因的表达,促进了LFY基因的表达,促使烟草花发育提前。试验结果表明烟草体内活性氧平衡状态的变化影响烟草的花发育进程。     

NO对损伤诱导的豌豆幼苗叶片抗氧化系统的影响

为了明确损伤后豌豆幼苗叶片内NO产生的途径及NO对其诱导的抗氧化系统的作用,以豌豆幼苗为试材,研究损伤胁迫下其内源NO含量、NR和NOS活性的变化,以及只有NO供体SNP处理和NO清除剂PTIO、NOS抑制剂L-NAME、NR抑制剂NaN₃喷施后损伤处理过24 h 时对豌豆幼苗叶片内H₂O₂和O₂ ^-·含量变化及对抗氧化酶SOD、POD、CAT、APX等的活性影响。结果表明,损伤处理后0~60 h 内豌豆幼苗叶片内NO含量呈双峰曲线;其中损伤处理早期（第1 峰值）NO的主要来源是NOS酶促途径,而后期（第2 峰值）NO的主要来源是NR酶促途径;损伤处理24 h 豌豆幼苗叶片内NO含量最高,此时H₂O₂和O₂ ^-·含量接近对照水平,而SOD、POD、CAT、APX等的活性显著高于对照,NO供体SNP处理时有类似的结果,NO清除剂PTIO 处理后H₂O₂和O₂ ^-·含量升高,SOD、POD、CAT、APX等的活性降低。以上研究结果表明,NO可能通过增强保护酶的活性来降低损伤诱导的膜脂过氧化程度。     

利用病毒介导基因沉默方法研究小麦抗光氧化相关基因

为了鉴定可能的小麦抗光氧化基因,利用大麦条斑病毒(barley stripe mosaic virus,BSMV)介导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)系统,对6个小偃54响应强光的基因进行了沉默表达研究。以BSMV:GFP植株为对照,分析了这些基因的减量表达植株在低温强光、DCMU、MV及H₂O₂等处理下的PSI最大光化学效率(F_v/F_m)和光合性能指数(P.I.)、MDA含量及整株生物量变化。结果显示,Ta23008和Ta92165均参与小麦对低温强光、DCMU、MV和H₂O₂等胁迫的响应过程;Ta106078参与小麦对DCMU、MV和H₂O₂等胁迫的响应过程;Ta27787参与小麦对低温强光、DCMU和H₂O₂等胁迫的响应过程;Ta24695参与小麦对低温强光和H₂O₂胁迫的响应过程;而Ta119251仅参与小麦对DCMU的响应过程。此外,Ta23008、Ta92165、Ta106078、Ta119251四个基因被抑制表达后,其转化株系的生物量比对照显著降低,推测其可能参与调控小麦生物量的积累。     

甘薯IbCAF1基因的克隆及耐盐性、抗旱性鉴定

CAF1 (CCR4-associated factor 1)基因在植物发育、抗病等方面发挥着重要的作用。本研究根据前期获得的差异表达EST序列,克隆得到甘薯IbCAF1基因。IbCAF1基因的开放阅读框(open reading frame, ORF)长度为846 bp,编码281个氨基酸,分子量为32.13 kD,等电点为4.83。氨基酸序列比对和系统进化树分析表明, IbCAF1与甘薯近缘野生种Ipomoeatriloba(2x)同源蛋白ItlCAF1有较高的同源性,序列一致性为96.8%。IbCAF1基因受到NaCl、PEG、ABA和H₂O₂的诱导表达。利用根癌农杆菌介导法将IbCAF1基因转入烟草,过表达IbCAF1基因显著提高了转基因烟草植株的耐盐性和抗旱性。在200 mmol L^-1 NaCl和10%PEG-6000的胁迫下, IbCAF1基因的过表达显著上调了转基因烟草植株中活性氧清除系统和脯氨酸合成相关基因的表达,增加了SOD活性、POD活性、脯氨酸含量,降低了H₂O_2<...     

玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like对逆境胁迫响应的信号途径

在前期对玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like克隆、表达特性和亚细胞定位分析的基础上,对基因响应不同逆境胁迫的信号途径进行了研究。结果显示,H₂O₂处理能显著上调ZmHSF-Like基因的表达,42℃热激上调ZmHSF-Like基因的表达依赖于H₂O₂的存在,ABA上调基因表达部分依赖于H₂O₂的存在,而PEG-6000诱导基因表达不依赖于H₂O₂;外源Ca²⁺处理也能上调ZmHSF-Like基因表达,而螯合胞外钙离子并阻断其内流并不能降低上述逆境胁迫诱导的ZmHSF-Like基因的表达水平。表明ZmHSF-Like基因通过H₂O₂信号途径实现对热激和ABA胁迫的响应。在H₂O₂处理过程中,热激蛋白基因HSP704的表达与ZmHSF-Like基因的表达同步,可能是该途径中ZmHSF-Like结合的下游热激蛋白。单独钙离子诱导处理,热激蛋白基因HSP701、HSP702和HSPeu701的表达均与ZmHSF-Like基因的表达同步,可能是ZmHSF-Like基因响应Ca²⁺反应的下游结合蛋白。ZmHSF-Like通过与下游不同热激蛋白的结合实现对不同逆境胁迫的响应。     

体外和体内评价法分析苦杏仁油抗氧化能力

通过体外和体内评价法分析苦杏仁油的抗氧化能力。以VC为对照进行体外抗氧化试验,测定苦杏仁油对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(O₂^-·)、羟自由基(·OH)的清除能力及对Fe³⁺的还原能力;以VE为对照进行体内抗氧化试验,将5组小鼠分别给予不同浓度的苦杏仁油,连续灌胃4周后灌注50%乙醇造成氧化损伤,6 h后摘眼取血测定血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。经过体外抗氧化试验证明,苦杏仁油对DPPH·、O₂^-·、·OH具有一定的清除能力,半数清除率(IC₅₀)分别为0.215、0.378、0.679 mg/mL,对Fe³⁺具有一定的还原能力;体内抗氧化试验显示,苦杏仁油可以提高小鼠血清中SOD活性并降低MDA含量,其中以0.15 mL/g m_b剂量效果最佳。该研究结果可为苦杏仁油在抗氧化方面的开发奠定理论基础。     

外源注射褪黑素对小麦抵抗叶锈菌侵染的影响

为了探究褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用,以小麦品种洛夫林10(简称L10)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合为研究对象,通过外源注射甲基紫精(甲基紫精作为一种氧化剂诱发产生超氧阴离子,可以有效增加活性氧的含量),诱导产生活性氧,利用褪黑素清除活性氧的能力确定褪黑素最佳作用浓度;然后在小麦幼苗叶片中注射褪黑素并接种叶锈菌生理小种260,通过DAB染色观察H₂O₂含量变化;通过Rohringer染色检测HR面积;通过测定小麦过氧化物酶和过氧化氢酶活性,探究外源注射褪黑素对小麦抗氧化能力的影响;通过以上研究以明确褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用。结果表明：外源注射甲基紫精引起的活性氧增加,其清除最适的褪黑素注射浓度为10μmol/L。对不亲和组合的DAB染色结果显示,注射10μmol/L褪黑素后,叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H₂O₂积累量少于对照组,表明褪黑素参与了H₂O₂清除作用;Rohringer染色结果表明,经过外源性褪黑素处理后小麦HR细胞面积减小,有效...     

强耐冷性水稻新品系J07-23抗氧化系统对长期冷水胁迫的响应

为了阐明强耐冷性水稻对长期冷水胁迫抗性的生理基础, 以水稻新品系J07-23和冷敏感的栽培稻秀子糯为试验材料, 研究长期冷水胁迫(19℃)下参试材料在开花期剑叶活性氧代谢、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量的变化以及成熟后的穗部性状。结果表明, 在长期冷水胁迫下, 秀子糯剑叶的O₂产生速率、H₂O₂含量和MDA含量显著增加, 抗氧化系统中SOD、CAT和GR活性显著升高; J07-23剑叶H₂O₂含量显著增加, 而O₂产生速率和MDA含量无显著变化。J07-23的抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX和GR)活性极显著升高, 抗氧化剂(AsA和GSH)含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值也显著增加。依据耐冷性评价标准, J07-23具有极强耐冷性, 冷水胁迫下高的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量是其耐冷性的生理生化基础。     

水稻光氧化突变体812HS的光合和抗氧化特性

本研究旨在通过梅雨前后自然光强明显变化的情况下对水稻叶片光氧化突变体812HS与野生型812S的PSII光化学活性、抗氧化酶活性等生理特性的比较研究,探讨812HS易受光氧化损伤现象的光合生理原因。结果表明,大田自然光照出现强光照前,812HS与812S的叶绿素含量、PSII活性、光合磷酸化活性、净光合速率、抗氧化酶活性和活性氧含量均无显著差异。自然强光照开始(梅雨结束)一段时间后,两种水稻的上述各项指标都发生了明显的变化。突变体812HS的叶绿素含量、PSII活性、非循环式光合磷酸化活性和净光合速率均较812S明显降低。高光强下812HS叶片中抗氧化酶CAT和POD活性的上升幅度则小于812S,从而使其体内富集了更多的O₂^?、H₂O₂和MDA。光氧化突变体812HS对高光照强度较敏感的PSII活性和较低的CAT、POD活性可能是其发生叶片光氧化现象的生理成因。     

水稻早衰突变体esl6的鉴定与基因定位

自然衰老提高了植物对环境的适应性,是其生长发育的重要生命历程,但在农业生产中,叶片一旦早衰,将极大影响作物的产量和品质。为探索水稻叶片衰老的分子机理,我们对EMS诱变获得的一个早衰突变体esl6进行了研究。田间种植情况下,四叶期之前,esl6与野生型无明显差异,之后心叶发育成完整叶后叶尖黄化,叶基部保持正常绿色,一直持续到开花期;在灌浆期,esl6的所有叶片均不同程度地黄化早衰,且叶片上部的衰老程度明显严重于叶片基部。衰老部位细胞结构异常,主要表现为细胞膜破裂、液泡变大和细胞器不完整等,叶绿体中基质类囊体破裂,含有较多的淀粉粒。与野生型相比,esl6叶尖衰老部位的SOD、CAT和POD活性以及超氧阴离子O₂^?、H₂O₂和羟自由基·OH含量均极显著升高。早衰不仅导致esl6叶片光合色素含量和净光合速率极显著降低,还引起esl6的植株变矮和叶片变短,倒一和倒二节间极显著变短是导致esl6植株矮化的主要原因。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因调控,利用西大1A/esl6的F₂分离群体,最终将调控基因定位在第9染色体203 kb的物理范围内,为下一步基因的克隆和功能研究奠定了基础,有利于水稻叶片衰老分子机理的阐释。     

甜菜-甜菜坏死黄脉病毒互作过程中过氧化氢的积累与分布

以甜菜抗、感丛根病品种与甜菜坏死黄脉病毒互作体系为研究对象,检测不同体系间H₂O₂的产生和积累,并利用电镜细胞化学标记技术在亚细胞水平上对H₂O₂的空间分布定位,探讨H₂O₂积累和分布与甜菜抗丛根病性的关系。结果表明, 甜菜抗、感丛根病体系均出现大量H₂O₂,其中抗病体系的H₂O₂产生量明显高于感病体系。H₂O₂在抗病和感病体系中的分布位置基本相似,多分布在块根、叶脉细胞的液泡膜和质膜上,叶脉细胞间隙也有H₂O₂的分布,但不同体系间H₂O₂含量有着明显差异,感病体系H₂O₂沉积量明显弱于抗病体系。研究结果说明,H₂O₂产生量和分布与甜菜抗丛根病性有密切联系,H₂O₂参与了甜菜对病毒侵染的防御反应。     

水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响

为了明确水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗的保护机制,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度。选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法,观测并测定小麦幼苗在20%聚乙二醇（PEG）胁迫下经不同浓度水杨酸（SA）处理后的形态及生理指标。结果表明,水分胁迫下,外源SA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低超氧阴离子自由基（O₂ ^—.）、双氧水（H₂O₂）含量,减少丙二醛（MDA）积累,促进小麦幼苗地上部生长。施用SA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,本试验条件下以0.6mmol/L SA的效果最好。     

质外体过氧化氢对石竹玻璃化的影响

为明确质外体H₂O₂(hydrogen peroxide)在组培苗玻璃化发生中的作用,本研究以石竹组培苗为材料,采用离心的方法提取质外体,并通过碘量法检测质外体H₂O₂含量,探究了培养基pH值、蔗糖、6-BA(6-Benzylaminopurine)、结冷胶及乙烯等对石竹组培苗玻璃化发生以及质外体H₂O₂含量的影响。结果表明,低pH值、低蔗糖浓度、高6-BA含量、结冷胶、乙烯利、ACC(l-aminocyclopropane-l-carboxylic acid)均使石竹组培苗玻璃化率增加,并且伴随着质外体H₂O₂含量的上升。在诱导玻璃化的培养基中外源添加二苯基氯化碘盐(diphenyleneiodonium chloride,DPI)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、维生素B6(vitamin B6,VB6)、还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)以及抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)都能降低组培苗玻璃化发生率和质外体中的H₂O₂含量。说明质外体H₂O₂含量与石竹组培苗玻璃化关系密切,控制质外体H₂O₂积累可以降低石竹玻璃化的发生,这为玻璃化的有效防控提供了重要的参考。     

氟节胺抑制枇杷嫁接成苗砧木萌蘖相关机理初探

为寻找更长效、无害的化学控蘖剂以减轻田间管理劳动强度,以枇杷(Eriobotrya japonica)嫁接成苗为材料,喷施有效成分浓度为0.050%,0.071%和0.125%的氟节胺,于不同时期取样观察控蘖效果,并尝试探究相关机理。结果表明,氟节胺减少了叶片单位面积光能的吸收量、抑制了光化学转换,但叶片的热耗散量并无明显变化。进一步测定植株氧化还原状态发现,氟节胺能够快速促进细胞内超氧阴离子(O₂^.-)积累并延缓或抑制H₂O₂的转化,从而诱发氧化胁迫。由此可见,氟节胺可能通过抑制叶片光化学转换和热耗散来破坏新生萌蘖的光合性能,进而抑制其萌发生长,而成熟叶片则通过提升自身抗氧化系统活性耐受氟节胺造成的轻度胁迫。在本试验中,各浓度的氟节胺对控制砧木萌蘖有不同程度的效果,其中浓度为0.125%的氟节胺控蘖效果相对最佳,且基本不会对砧木和嫁接成苗造成持续伤害,其作为化学控蘖剂有一定的应用潜力。     

褪黑素对干旱胁迫下大豆产量及AsA-GSH循环的影响

为探究褪黑素对干旱胁迫下大豆抗坏血酸–谷胱甘肽（AsA-GSH）循环的影响,以大豆品种绥农26为材料,采用盆栽称重法,设置3个处理,分别为正常供水（CK）、干旱胁迫（D）和干旱胁迫喷施褪黑素（D+M）。结果表明,与CK处理相比,D处理大豆叶片的超氧阴离子（O₂^-.）和过氧化氢（H₂O₂）含量显著提高,D+M处理相比D处理在干旱后15d时,O₂^-.和H₂O₂含量分别显著下降了18.09%和17.37%。在干旱胁迫后10d时,D+M处理相比D处理AsA和GSH含量分别显著提高了22.39%和15.30%。相比D处理,D+M处理单株粒重显著提高了9.20%。综上所述,外源褪黑素可以提高干旱胁迫下AsA-GSH循环的效率,缓解干旱胁迫对大豆造成的氧化损伤。