超高产杂交水稻培矮64S/E32和两优培九剑叶对高温的响应

 以汕优63为对照，研究了新育成的两个超级杂交水稻组合培矮64S/E32和两优培九的高温耐受特性。结果表明高温引起了光合效率降低，加重了光合光抑制。光化学、光合电子传递最适温度在28℃左右，光合碳同化的最适温度在35～40℃。高温下通过PSⅡ线性电子传递的能力几乎丧失（下降96.7%～100%），而PSⅡ光化学效率下降较少（8.8%～210%）,暗示PSⅡ光合线性电子传递过程比光化学能转化对高温更敏感。超级杂交稻比对照汕优63更耐高温，其机理可能如下：一是因为超级稻在高温时有更迅速的类胡萝卜素积累，增加其抗氧化能力，减少了因过剩激发能积累引起活性氧产生、积累并伤害光合细胞；二是因为超级稻高温下有高效的叶黄素循环热耗散途径可以耗散过量的激发能； 三是因为超级稻在高温下有稳定的光合功能和较强的光合效率，较高的热稳定蛋白含量。     

蛋白质组学在水稻逆境胁迫研究中的应用

蛋白质组技术已广泛应用于水稻功能基因组学研究中,特别是在研究水稻对非生物逆境（包括干旱、盐害、低温、高温等）适应机制方面近年来发展迅速。水稻逆境蛋白质组学研究通过比较水稻在正常和逆境胁迫下的蛋白质组表达情况,分析水稻的蛋白质组变化和基因的表达调控机制,为响应胁迫机理提供了新的认识。本文简要介绍了水稻蛋白质组研究的基本技术,并重点对水稻逆境蛋白质组研究取得的成果进行了综述。     

水稻叶片谷胱甘肽－抗坏血酸循环系统运转对光抑制的响应

 以水稻品种献改优为材料分析了大田及人工光抑制条件下水稻叶片光抑制表现及谷胱甘肽-抗坏血酸循环系统(以下称谷-抗系统)运转状况。结果显示,在夏季典型晴田,午间水稻叶片光合作用表现出较明显的“午休”现象,阴天“午休”现象消失。表观量子效率分析表明“午休”现象与叶片光抑制有关,晴天水稻叶片谷-抗系统运转速率随日照强度增加而迅速加快,主要表现为谷胱甘肽总量以及谷胱甘肽还原酶活性的明显增加。而GSH／GSSG、抗坏血酸总量以及脱氢抗坏血酸还原酶、抗坏血酸过氧化物酶活性均相对稳定,表明谷-抗系统的运行速率主要受谷胱甘肽含量及谷胱甘肽还原酶活性限制。无CO₂,空气、强光及过氧化氧酶抑制剂处理等试验结果证明谷-抗系统运行对于光合机构清除H₂O₂等有毒街质,减轻损伤具有积极意义。还就水稻叶片的光抑制,谷-抗系统的运行活性与水稻生产的可能联系进行了讨论。     

镉胁迫对水稻光合、叶绿素荧光特性和能量分配的影响

 以浙农952为材料，用水培法研究了不同浓度镉（Cd）胁迫对水稻光合、叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明，低浓度Cd（0.1 mmol/L）胁迫下水稻净光合速率（Pn）、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qN均略有上升，qP无显著变化，这说明在0.1 mmol/L浓度的Cd胁迫下水稻充分启动了能量耗散途径，耗散了过剩光能，使光合机构免受伤害。高浓度Cd（1.0 mmol/L）处理后Pn 、Fv/Fm、ΦPSⅡ均显著降低，qP和qN也大幅下降，在能量分配方面D和Ex显著上升，P显著下降，这说明在1.0 mmol/L浓度的Cd胁迫下，水稻PSⅡ受到伤害，某些能量耗散途径受阻，过剩的激发能不能及时耗散又导致活性氧的产生，最终引起抗氧化物酶活性的升高和叶绿体结构的破坏。     

盐逆境对水稻产量、光合特性及品质的影响

【目的】江苏沿海滩涂种植水稻是促进盐土脱盐改良和开发利用滩涂的主要技术之一,研究盐逆境对水稻产量、光合特性和稻米品质的影响,可为发展滩涂种稻提供参考和理论依据。【方法】以耐盐性较好的通粳981、盐稻12、盐稻10号和南粳5055等4个粳稻品种为材料,设置非盐逆境(S0,电导率0.207 d S/m)和逆境(S1,电导率1.112 d S/m)2个处理,分别测定产量及其构成因素、光合参数、稻米品质和淀粉黏滞特性。【结果】与非盐逆境相比,盐逆境下水稻产量显著下降,仅为非逆境的40.5%,单位面积穗数差异不显著,每穗粒数和千粒重显著减少;光合速率、胞间CO2浓度显著下降,而气孔导度和蒸腾速率差异不显著;稻米加工品质显著下降,外观品质变化不大,直链淀粉含量显著下降,蛋白质含量显著增加;峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值和回复值均未发生显著的变化,消减值和起始糊化温度显著增高。【结论】盐逆境对水稻产量、光合参数、稻米品质等均有不利的影响,可在盐逆境对产量、品质影响的关键时期孕穗期和灌浆结实期采取措施缓解盐逆境的危害。     

花生AhDREB转录因子对逆境胁迫的响应

DREB(Dehydration Responsive Element Binding Protein)转录因子是AP2/ERF类转录因子的一个亚家族,在植物抗逆过程中发挥关键作用。为更深入地理解花生Ah DREB转录因子的特点与功能,本研究采用生物信息学的方法对Ah DREB基因家族进行了分析。本研究发现花生中共有22个Ah DREB基因,并进一步分析了Ah DREB基因家族成员基因结构特点、遗传进化关系、组织表达情况以及逆境胁迫响应。研究结果表明,Ah DREB转录因子可以分成6类,每一类基因结构具有明显不同的特点。Ah DREB在22个正常不同组织中表达量均较低,但在逆境胁迫条件下,部分Ah DREB基因表达明显提高。本研究为深入分析Ah DREB基因在逆境胁迫中的作用奠定了理论基础。     

盐逆境对水稻产量、光合特性及品质的影响

【目的】江苏沿海滩涂种植水稻是促进盐土脱盐改良和开发利用滩涂的主要技术之一,研究盐逆境对水稻产量、光合特性和稻米品质的影响,可为发展滩涂种稻提供参考和理论依据。【方法】以耐盐性较好的通粳981、盐稻12、盐稻10号和南粳5055等4个粳稻品种为材料,设置非盐逆境(S₀, 电导率0.207 dS/m)和逆境(S₁,电导率1.112 dS/m)2个处理,分别测定产量及其构成因素、光合参数、稻米品质和淀粉黏滞特性。【结果】与非盐逆境相比,盐逆境下水稻产量显著下降,仅为非逆境的40.5%,单位面积穗数差异不显著,每穗粒数和千粒重显著减少;光合速率、胞间CO₂浓度显著下降,而气孔导度和蒸腾速率差异不显著;稻米加工品质显著下降,外观品质变化不大,直链淀粉含量显著下降,蛋白质含量显著增加;峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值和回复值均未发生显著的变化,消减值和起始糊化温度显著增高。【结论】盐逆境对水稻产量、光合参数、稻米品质等均有不利的影响,可在盐逆境对产量、品质影响的关键时期孕穗期和灌浆结实期采取措施缓解盐逆境的危害。     

水稻光合对不同光强的响应及品种间差异

 报道了水稻光合对不同光强的响应能力及品种间差异。应用14C同位素示踪技术在连续强光和遮荫条件下，测定了籼粳杂交稻亚优2号及其亲本粳稻02428，籼稻3O37和籼型杂交稻汕优63的光合速率，双磷酸核酮糖羧化酶(RuBPC)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性。结果表明：籼粳杂交稻亚优2号在强光和弱光下光合速率和C3光合酶RuBPC活性比籼型杂交稻汕优63抑制较少，表现有比较稳定的光合特性。值得注意的是在光抑制条件下，耐光抑制水稻品种的C4光合酶PEPC有诱导增加活性的现象。与其两个亲本相比较，籼粳杂交稻亚优2号的光合特性更相似于粳稻02428。因此，在配组具有优良光合性状的籼粳杂交稻品种时，广亲和高光效种质02428是一个值得利用的材料。     

高温对水稻光合作用的影响研究进展

高温会导致水稻产量降低,其中高温对光合作用的影响是造成产量降低的重要原因之一。从高温对水稻光合作用各个生理过程包括CO2在植株体内扩散、光反应和暗反应的影响进行综述,为探究水稻耐热性的相关光合作用指标,指导水稻耐热性育种,提高水稻产量提供参考。     

保护酶系统与茶树的逆境胁迫和衰老

本文就保护酶系统与茶树逆境胁迫和衰老进行综述,包括:逆境和衰老过程中膜伤害与脂质过氧化关系;SOD、CAT 和 POD 等保护酶活性的变化及其与脂质过氧化关系;茶叶SOD 的分离鉴定和理化性质;保护酶活性及同工酶多态性与茶树抗逆性的关系;以及衰老和抗逆性的调节及其机理等内容。     

Combined Drought and Heat Stress in Rice: Responses,Phenotyping and Strategies to Improve Tolerance

Simultaneous occurrence of drought and heat stress will have significant negative impact on rice yield, especially under upland conditions. The projected increase in global temperatures and reduced precipitation will increase the frequency of occurrence and intensity of these stresses, threatening rice production. Despite recognizing the importance of combined stress in rice, the knowledge generated in this area is very limited. Though complex, understanding combined stress tolerance of rice under water saving cultivation is more critical towards development of climate resilient rice cultivars. Here, we summarized the effects of combined stress on rice physiology with more emphasis on reproductive stage. Omics responses, phenotyping and physiology challenges and potential strategies for improving combined stress tolerance in rice are also discussed.     

高温胁迫下油菜素内酯对水稻幼苗的保护作用

以两个籼稻材料082（耐热型）和协青早B（热敏型）为研究对象探讨高温胁迫下油菜素内酯（BR）对水稻秧苗的保护作用。在苗期进行高温和喷施BR处理,观察高温胁迫下BR对叶绿素、蛋白质和MDA含量、电解质外渗率和保护酶（SOD、POD）活性及其同工酶表达等的影响。结果表明,高温胁迫下,喷施BR能明显提高热敏型材料协青早B的叶片叶绿素和蛋白质含量,增加SOD和POD活性,降低叶片MDA含量和电解质外渗率,但对耐热型材料082的影响相对较小。经BR处理后两个材料的POD同工酶谱带表达均明显增强。在高温胁迫下,BR处理减弱了耐热材料082的4条SOD同工酶谱带的表达,但明显增强了热敏感材料协青早B的A、B两同工酶谱带的表达,表明BR能够增强稻苗内活性氧保护酶系统的活性或诱导其表达,能有效减轻高温对秧苗的伤害。BR处理后稻苗对高温的应答机制,在温敏性不同的材料间存在差异。     

水稻盐胁迫应答的分子机制

水稻是一种对盐胁迫中度敏感的作物,它的耐盐性反应是个复杂的过程,包括对外界盐信号的感知和传递、特异转录因子的激活和下游胁迫应答基因的表达。综述了负责维持和重建离子平衡的Na+转运蛋白、转录调控因子和渗透调节基因的功能。它们的作用结果,或通过将盐离子隔离进液泡,或排出体外,或在胞质中积累大量渗透调节物质,最终使得植株表现耐盐性。     

Proteomic Study for Responses to Cadmium Stress in Rice Seedlings

A proteomic approach including two-dimensional electrophoresis and mass spectrometric (MALDI-TOF MS) analyses was used to investigate the responses to cadmium (Cd) stress in seedlings of rice (Oryza sativa L.) varieties Shanyou 63 and Aizaizhan. Cd stress significantly inhibited root and shoot growth, and affected the global proteome in rice roots and leaves, which induced or upregulated the expression of corresponding proteins in rice roots and leaves when rice seedlings were exposed to 0.1 or 1.0 mmol/L Cd. The Cd-induced proteins are involved in chelation and compartmentation of Cd, elimination of active oxygen free radicals, detoxification of toxic substances, degradation of denatured proteins or inactivated enzymes, regulation of physiologic metabolism and induction of pathogenesis-related proteins. Comparing the Cd-induced proteins between the two varieties, the β-glucosidase and pathogenesis-related protein family 10 proteins were more drastically induced by Cd stress in roots and leaves of Aizaizhan, and the UDP-glucose protein transglucosylase and translational elongation factor Tu were induced by 0.1 mmol/L Cd stress in roots of Shanyou 63. This may be one of the important mechanisms for higher tolerance to Cd stress in Shanyou 63 than in Aizaizhan.     

生物与非生物胁迫下水稻CIPK基因的鉴定分析

 类钙调磷酸酶B亚基蛋白（calcineurin B like proteins,CBL）是植物细胞中重要的Ca2+传感器,必须与蛋白激酶CIPK（CBL interacting protein kinases）特异性互作才能发挥生物学功能。根据水稻OsCIPK（Oryza sativa CIPK）基因家族的预测序列,从粳稻日本晴（Nipponbare）中克隆了15个OsCIPK基因。基因结构分析表明15个OsCIPK可归为多内含子和少内含子两类,OsCIPK3和OsCIPK24的mRNA存在可变剪接。系统进化树分析显示水稻CIPK家族与拟南芥、杨树来源于同一个祖先。这15个OsCIPK在不同程度上受生物胁迫（白叶枯病）和非生物胁迫（Hg2+、高盐、冷和ABA）的诱导表达;其中,5个基因（OsCIPK1、OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK12）在接种白叶枯病菌后表达显著上调;而4个基因（OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK14）的表达受所有胁迫处理诱导,表明这些基因可能参与多种逆境信号的转导。揭示了CIPK可能在植物的生物和非生物胁迫应答中都具有重要的作用。     

辽宁省杂草稻幼苗对低温胁迫的生理响应

 以杂草稻WR03 45和WR03 26为研究材料,以栽培稻丽江新团黑谷为对照,采用人工气候箱培养,研究了低温胁迫（5 ℃）对杂草稻幼苗期叶片和根系生理指标的影响。结果表明,除叶绿素和类胡萝卜素含量外,杂草稻叶片各生理指标的变化规律与对照相似; 杂草稻根系硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）和脯氨酸的变化规律与对照不同,外渗电导率和可溶性糖含量的变化规律与对照相似。低温对WR03 45和丽江新团黑谷的光合系统损伤较小;低温胁迫后,WR03 45细胞膜系统保持完整,膜脂过氧化程度小于其他材料;WR03 45可溶性糖含量和脯氨酸含量均高于对照品种。5 ℃低温对杂草稻WR03 45伤害较小,表明WR03 45具有较强的苗期耐冷性。     

生物与非生物胁迫下水稻CIPK基因的鉴定分析

类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like proteins,CBL)是植物细胞中重要的Ca2+传感器,必须与蛋白激酶CIPK(CBL-interacting protein kinases)特异性互作才能发挥生物学功能.根据水稻OsCIPK(Oryza sativa CIPK)基因家族的预测序列,从粳稻日本晴(Nipponbare)中克隆了15个OsCIPK基因.基因结构分析表明15个OsCIPK可归为多内含子和少内含子两类,OsCIPK3和OsCIPK24的mRNA存在可变剪接.系统进化树分析显示水稻CIPK家族与拟南芥、杨树来源于同一个祖先.这15个OsCIPK在不同程度上受生物胁迫(白叶枯病)和非生物胁迫(Hg2+、高盐、冷和ABA)的诱导表达;其中,5个基因(OsCIPK1、OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK12)在接种白叶枯病菌后表达显著上调;而4个基因(OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK14)的表达受所有胁迫处理诱导,表明这些基因可能参与多种逆境信号的转导.揭示了CIPK可能在植物的生物和非生物胁迫应答中都具有重要的作用.