干旱胁迫下长白落叶松的代谢组学分析

以长白落叶松为对象,采用代谢组测序技术分析干旱条件下长白落叶松的代谢物质的变化。利用PEG模拟干旱胁迫后在0、24、48、96 h取样,获得0 h与24 h、0 h与48 h、0 h与96 h、24 h与48 h、24 h与96 h、48 h与96 h共6组代谢产物对比数据。不同时间结果显示差异代谢物数量分别为68、67、64、74、11、15种,其中上调的差异代谢物数量分别为46、26、15、3、4、13,下调的差异代谢物数量为22、41、49、71、7、2,获得KEGG注释的差异代谢物数量分别为7、5、5、10、1、2。24 h对比于0 h出现上调代谢物质最多,分别注释到糖类代谢、甘油磷脂代谢、亚麻酸代谢等通路中,其它对比组结果中能获得KEGG注释的差异代谢物几乎都为发生下调的代谢物质,注释到的通路有脂肪酸、不饱和脂肪酸、角质、小檗碱和蜡质的生物合成,萜类、酮体、磷酸肌醇和甘油磷脂代谢等,而部分被注释到糖类代谢,亚麻酸代谢,a-亚麻酸代谢等通路的代谢物质前24 h上调,之后下调。     

干旱和盐胁迫下水稻品种的双重耐性差异

以4个耐盐性不同的水稻品种(系)为材料，分别用不同浓度的NaCl溶液和PEG溶液进行胁迫处理，以幼苗高、根长、根数及干物质重为指标进行品种同的耐性差异研究。结果表明，不同水稻品种对干旱和盐胁迫的双重耐性具有显著差异，同时还选择到了干旱和盐胁迫的最适处理浓度，井筛选出一个具有双重耐性的品种，为进一步研究作物的抗逆机理提供了宝贵材料。     

甜菜碱对盐胁迫下糯玉米幼苗代谢物的影响

以"润糯73"糯玉米为试验材料,采用5种盐浓度的盆栽试验,通过甜菜碱浸种和叶喷方法,研究甜菜碱对盐胁迫下糯玉米幼苗代谢物的影响.结果表明:甜菜碱可降低盐胁迫下糯玉米幼苗丙二醛(MDA)的含量,显著提高幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量.外源甜菜碱可通过调节渗透物的含量来缓解盐对糯玉米幼苗的胁迫影响.     

盐胁迫条件下不同耐盐棉花miRNA差异表达研究

植物miRNAs在基因表达、生长发育和抵抗胁迫等方面有十分重要的作用。本试验以耐盐棉花品系山农91—11和盐敏感棉花品种鲁棉6号为试材,利用miRNA基因芯片杂交技术,分析盐胁迫条件下棉花幼苗miRNA的差异表达。结果表明：在盐胁迫条件下,共有27个miRNAs在山农91—11和鲁棉6号之间差异表达,其中山农91—11比鲁棉6号表达上调的miRNAs有11个,其中功能已知的10个分别属于miR156、miR164、miR167、miR397和miR399家族,表达下调的miRNAs有16个,其中功能已知的2个属于miR156、miR1l72家族。对这些miRNA家族作用的靶基因进行分析表明,这些miRNAs参与植物逆境条件下的信号传导,可能对棉花耐盐机制有重要作用。     

盐胁迫下冰菜盐囊泡细胞的比较代谢组学分析

为了研究盐胁迫下冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)盐囊泡中代谢物的变化,通过液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）技术对对照以及盐处理下冰菜的盐囊泡中的代谢物进行了鉴定及分析,共在冰菜盐囊泡中确定了356个已知代谢物。对差异代谢物的筛选结果表明,有37种代谢物的含量在盐处理后的盐囊泡中发生了显著变化。基于KEGG数据库对差异代谢物进行的代谢通路富集分析表明,KEGG中定义的植物激素信号传导、玉米素生物合成及嘌呤代谢等6条生化途径存在显著扰动。以上结果显示,盐处理能造成冰菜盐囊泡中的代谢物发生显著变化。     

不同发育时期核桃内果皮的差异代谢物分析

为探明核桃内果皮发育过程中代谢物的变化和木质化发育规律,以不同发育期的‘赞美’核桃内果皮为材料进行了代谢物测定,同时结合转录组信息,研究不同发育时期核桃内果皮中代谢物质的变化及相关基因的转录与表达。结果表明:不同发育期核桃内果皮中代谢物具有显著差异。通过高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)对样品进行检测分析共鉴定出7 837个代谢物,对其进行筛选后,共得到2 633个差异代谢物,包括核苷酸及其衍生物、脂质、酚酸、氨基酸及其衍生物、生物碱、糖苷、有机酸、木脂素、黄酮类等,被注释到35个代谢通路中,其中玉米素生物合成、组氨酸代谢、核黄素代谢、硫胺素代谢、苯丙氨酸和酪氨酸及色氨酸生物合成通路最显著;硫代葡萄糖苷生物合成、嘌呤代谢、卟啉和叶绿素代谢和苯丙烷类生物合成通路富集到最多差异代谢物。花后45 d时,大部分的差异代谢物的含量较花后20 d时降低。转录组与代谢组联合分析发现,二者具有22个相同的代谢通路,包括玉米素生物合成通路等;激素代谢相关通路和苯丙烷生物合成相关通路中差异代谢物变化与酶编码基因的表达情况一致。核桃内果皮代谢物分析为揭示内果皮发育规律,提高其利用价值提供了理论依据。     

初烤阶段酶制剂不同喷施方式下烟叶中挥发性代谢物的差异分析

为明确初烤阶段(变黄期)外源酶制剂不同喷施方式下烤后烟叶中挥发性代谢物的差异变化规律,本试验以陕西烟叶主要产区商洛市洛南县的云烟99(B2F)为供试材料,运用液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术进行非靶向代谢组学分析,研究酶制剂不同喷施方式(LN和LN-A)和对照(LN-CK)烟叶中挥发性代谢物的差异。结果表明,外源酶制剂喷施方式对烟叶中挥发性代谢物的相对含量产生显著影响,从各样品烟叶中共检测出578种挥发性代谢物,其数量由多到少依次为萜类(99种)、酯类(91种)、杂环化合物(88种)、烃类(63种)、酮类(52种)、醛类(42种)、有机酸(21种)等。PCA和OPLS-DA分析结果显示,LN-CK与LN、LN-CK与LN-A、LN与LN-A之间的代谢物表现出良好分离,分别存在177、121种和175种显著差异代谢物,其中,LN与LN-CK相比,上升的有142种,下降的有35种;LN-A与对照相比,上升的有71种,下降的有50种;LN-A与LN相比有56种上升,119种下降。基于样本间的S-Plot图和火山图,从LN-CK与LN、LN-CK与LN-A、LN与LN-A三组各筛选出20个...     

盐胁迫下水稻体内miRNA表达谱分析

miRNA是生物体内起重要调控作用的一类非编码小RNA分子,在转录后水平调控基因表达,参与生长发育、抗逆等生物学过程。高通量测序法是鉴定植物中miRNA最有效的方法之一。提取盐胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶部的总RNA,从中分离18~30 nt小分子RNA构建文库,进行高通量测序,对miRNA表达谱特性进行了分析。结果表明,所有样品共检测到248个已知的miRNA,来源于132个不同的家族,根、茎、叶中分别有31、11、9个差异表达miRNA,分属于29个家族,靶向592个功能基因,并对其中5个差异显著且与非生物胁迫相关的重要miRNA进行了qPCR分析检测,结果显示Osa-miR166h、Osa-miR166k上调表达,Osa-miR169h、Osa-miR530下调表达,针对Osa-miR169h的4个靶基因进一步定量检测,其中的3个靶基因上调表达,这与Osa-miR169h的下调表达结果相一致,以上结果说明miRNA在植物抵御非生物逆境胁迫的过程中扮演重要角色。     

盐胁迫下水稻体内miRNA表达谱分析

miRNA是生物体内起重要调控作用的一类非编码小RNA分子,在转录后水平调控基因表达,参与生长发育、抗逆等生物学过程。高通量测序法是鉴定植物中miRNA最有效的方法之一。提取盐胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶部的总RNA,从中分离18~30 nt小分子RNA构建文库,进行高通量测序,对miRNA表达谱特性进行了分析。结果表明,所有样品共检测到248个已知的miRNA,来源于132个不同的家族,根、茎、叶中分别有31、11、9个差异表达miRNA,分属于29个家族,靶向592个功能基因,并对其中5个差异显著且与非生物胁迫相关的重要miRNA进行了qPCR分析检测,结果显示Osa-miR166h、Osa-miR166k上调表达,Osa-miR169h、Osa-miR530下调表达,针对Osa-miR169h的4个靶基因进一步定量检测,其中的3个靶基因上调表达,这与Osa-miR169h的下调表达结果相一致,以上结果说明miRNA在植物抵御非生物逆境胁迫的过程中扮演重要角色。     

盐胁迫下转 DcCIPK24 拟南芥的转录组比较分析

【 目 的】 探 究 铁 皮 石 斛（Dendrobium catenatum Lindl.）DcCIPK24 的 下 游 响 应 基 因, 为 研 究DcCIPK24 提高耐盐性的分子调控途径提供指导。【方法】利用 Illumina NovaSeq 6000 测序平台对 200 mmol/L NaCl 处理和对照组的转 DcCIPK24 拟南芥、野生型拟南芥进行测序,分析差异表达基因的富集通路,并对通路中的差异基因进行荧光定量 PCR 验证。【结果】盐胁迫下,从 2 个转基因拟南芥株系与野生型拟南芥的比较组合中共鉴定出 96 个差异表达基因;GO 注释分析发现 96 个差异基因主要被富集在分子功能相关通路;KEGG 富集分析发现差异基因主要被注释在氨基糖和核苷酸糖代谢、植物 MAPK 信号通路和甘油酯代谢通路中,选取上调表达的差异基因 AtGPAT5、AtSIRK、AtMEE25、AtUGE5 和下调表达基因 AtAMT1-2、AtATTI3、AtCYP71A25、AtLHCB4.3 进行实时荧光定量 PCR 验证,结果表明盐胁迫下 8 个差异基因表达趋势与转录组数据基本一致。【结论】盐胁迫下,DcCIPK24 主要通过氨基糖和核苷酸糖代谢途径、植物 MAPK 信号途径和甘油酯代谢通路响应耐盐。     

外源茉莉酸甲酯缓解盐对水稻种子萌发的抑制作用

在100 mmol/L NaC l胁迫下,经蒸馏水吸胀处理的LHN(耐盐)和IR26(盐敏感)水稻种子的发芽势、发芽率和发芽指数均较对照下降,LHN分别下降12.2%、12.5%和3.12,IR26分别下降46.6%、33.6%和9.42,IR26下降的幅度大于LHN.吸胀后,不同质量浓度(2、1、5×10-2、5×10-4和5×10-6mg/L)的外源茉莉酸甲酯(M e-Ja)对LHN和IR26在盐胁迫下发芽势、发芽率和发芽指数影响不同.以相对盐害率判断,质量浓度为2和5×10-6mg/L的Me-Ja对LHN在盐胁迫下萌发的促进作用不显著,质量浓度为5×10-2和5×10-4mg/L的M e-Ja表现为促进作用,质量浓度为5×10-2mg/L的M e-Ja促进作用最大;而对于IR26在盐胁迫下的萌发,5种质量浓度的M e-Ja的都具有显著的促进作用,且质量浓度为5×10-4mg/L的促进作用最大.     

Effect of Seed Soaking with Exogenous Proline on Seed Germination of Rice Under Salt Stress

To explore the germination mechanism of salt-stressed rice improved by exogenous proline, and provide a theoretical basis to rice direct sowing technology for salinized soil, the effects of soaking with proline on germination status, amylase activity and isoenzyme were studied in this paper. The results showed that germination status including germination energy（GE）, germination rate（GR）, relative germination energy（RGE） and relative germination rate（RGR） significantly decreased as the same as the activities of alpha-amylase, beta-amylase and the total amylase under salt stress. Soaking with exogenous proline improved the germination status of rice under salt stress. Moreover, GE and RGE of salt-stressed rice were improved with increasing of proline concentration at the range of 5-45 mmol ·L-1. Soaking with 15 mmol ·L-1 and 30 mmol ·L-1 proline significantly improved the amylase activities（e.g. alpha-amylase, beta-amylase and total amylase） of rice under salt stress. Salt stress inhibited the express of beta-amylase isoenzyme temporarily, but had few impacts on alpha-amylase isozyme. Soaking with 30 mmol ·L-1 proline brightened District I and increased the width of ＇i＇ brand in District II of alpha-amylase isoenzyme, but had few impacts on beta-amylase isoenzyme. In a word, soaking with proline could effectively alleviate the inhibitory effects of salt stress on seed germination.     

盐胁迫下外源硅对硅突变体和野生型水稻生物量与营养元素含量的影响

采用溶液培养法研究外源硅对不同盐浓度胁迫下硅突变体水稻和野生型水稻营养元素吸收和生物量的影响。结果表明：在0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L的NaCl浓度处理下,随NaCl浓度的提高,2种水稻的茎叶与根系生物量降低。相同盐浓度处理下,与不加硅相比,外源硅提高了2种水稻茎叶和根系的生物量;在0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L的NaCl浓度处理下,随着NaCl浓度的提高,12种水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、Mn、Zn、Ca、P含量降低,而Na浓度升高;相同浓度盐胁迫条件下,与不加硅相比,加入外源硅可以提高水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、Mn、Zn、Ca、P的含量,降低Na的含量;比较外源硅对2种水稻在相同盐浓度胁迫下的缓解效应,对野生型水稻的缓解效应显著大于硅突变体水稻。     

外源硫化氢缓解水稻盐胁迫的作用机理

为探明外源H_2S缓解水稻盐胁迫的作用机理,以水稻日本晴为材料,在水培条件下,研究H_2S对NaCl胁迫下5叶期水稻幼苗生长与活性氧(ROS)代谢和抗氧化酶系统的影响。结果表明:100mmol/L NaCl处理严重抑制水稻幼苗的生长,诱导ROS的产生,造成氧化损伤;盐胁迫下添加抗氧化酶抑制剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠DDC或3-氨基-1,2,4-三唑AT),活性氧(ROS)得不到及时有效分解而高水平累积,加剧了氧化胁迫对植物的伤害;在盐胁迫条件下添加100μmol/L NaHS(外源H_2S供体)处理,能显著增加叶片内H_2S水平,加快活性氧的清除,从而减轻盐胁迫下的膜脂过氧化程度,促进植物生长。H_2S具有抗氧化作用,外施H_2S可提高植物耐盐性。     

钙对盐胁迫水稻生长和营养元素吸收的影响

为揭示Ca对盐胁迫水稻的生长和营养元素吸收的影响,以日本晴水稻为材料,采用水培方式,设置不同浓度Ca和Na处理以及正常营养液处理开展对比试验,结果表明:盐胁迫水稻地上部的生长损害较为严重,外界供应5 mmol/L Ca能够修复25 mmol/L Na造成的生长损害。Ca对盐胁迫水稻的修复作用不是通过提高根系活力,而是通过降低水稻Na的吸收同时恢复根系K的吸收从而扩大根冠比实现的。水稻根系Ca含量对外界Ca和Na浓度的变化反应顿感,但地上部变化与Ca浓度成正相关。Na和Ca对Mg吸收的竞争作用主要表现在地上部的差异,根系几乎不受影响,但高Na能显著抑制水稻体内N的累积。     

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期（五叶期）设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）或其大亚基（所有植物进行光合碳同化的关键酶）、1个Rubisco活化酶（广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶）、1个二甲基萘醌甲基转移酶（一种参与甲基转移反应的辅酶）、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶（参与高等植物氨同化过程的关键酶）、1个ATP合酶β亚基（在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用）。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。