棉花钠尿肽基因GhPNP1的耐旱功能分析

【目的】分析棉花中钠尿肽GhPNP1的结构特征、表达模式以及耐旱功能,并分析其耐旱机制,为将该基因应用于作物改良奠定基础。【方法】通过对从植物中水平转移到大丽轮枝菌中的钠尿肽基因AVE1进行同源性搜索,得到与AVE1蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用MEGA5软件对AVE1蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用MEGA和expasy在线工具进行蛋白序列分析;并根据编码该蛋白的核酸序列设计引物在陆地棉品种奥3503中克隆到其同源基因GhPNP1。使用多种生物信息学软件分析GhPNP1的分子特性,包括GhPNP1编码蛋白的等电点、分子量、信号肽、进化关系等进行预测分析。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析GhPNP1在不同器官部位的组织表达模式以及受到PEG模拟干旱胁迫处理后的表达模式。将GhPNP1的cDNA序列连入CLCrV沉默载体中,构建GhPNP1的病毒诱导基因沉默载体CLCrV:GhPNP1,转入农杆菌,并通过和辅助载体CLCrVB共侵润2叶期幼苗进行叶片注射,获得GhPNP1的沉默植株。利用PEG模拟干旱处理沉默植株检测其耐旱性,并测定沉默植株的失水率、相对含水量、丙二醛（MDA）含量、总抗氧化活性（T-AOC水平）、离子渗漏率等与植物抗逆相关的生理指标。【结果】从陆地棉奥3503中克隆到的GhPNP1的开放阅读框长度为396 bp,编码131个氨基酸,信号肽长度为15个氨基酸,通过系统进化树分析GhPNP1编码的蛋白含有保守的钠尿肽结构域,与可可树的PNP蛋白进化关系最近。GhPNP1在棉花植株的根、茎、叶中均表达且在茎中表达量较高,PEG模拟干旱处理后根、茎、叶中的GhPNP1均上调表达。GhPNP1沉默后棉花植株耐旱性显著降低。在干旱条件下,GhPNP1沉默植株的MDA含量、离子渗漏率、叶片失水率均高于对照的未沉默植株;而沉默植株的总抗氧化能力（T-AOC水平）、相对含水量显著低于对照的未沉默植株。【结论】从棉花中克隆得到一个植物钠尿肽基因,受干旱胁迫诱导上调表达,沉默后耐旱性降低。推测GhPNP1可能通过cGMP信号途径参与棉花的干旱胁迫,在干旱胁迫下对棉花耐旱性起正调控作用。     

紫花苜蓿盐诱导类受体蛋白激酶基因MsSIK1的克隆及功能分析

【目的】对紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Zhongmu-1）stress-induced protein kinase gene 1（MsSIK1）进行克隆与表达研究,了解该基因的分子机制及其应用。【方法】以紫花苜蓿叶片总RNA为模板,根据同源克隆设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得MsSIK1的编码序列。利用同源性比对进行序列分析。通过SMART网站（http://smart.embl-heidelberg.de/）模拟该基因的蛋白结构。构建MsSIK1的亚细胞定位瞬时表达载体,使用基因枪转化法将MsSIK1与GFP在洋葱表皮细胞中融合瞬时表达并观察其亚细胞定位荧光信号。通过Real time-PCR分析MsSIK1在NaCl、ABA和干旱处理条件下的表达特征。利用农杆菌侵染方法获得转基因拟南芥植株,通过RT-PCR对转基因植株进行表达鉴定,获得转基因植株后,利用转基因株系进行盐处理进而对成苗期转基因拟南芥性状鉴定。在盐胁迫处理下,测定野生型与转基因株系的叶绿素含量、MDA含量进而验证该基因的抗盐功能。【结果】获得MsSIK1编码序列2 478 bp,编码825个氨基酸。该蛋白C端与多种植物激酶具有相当高的同源性,模拟蛋白结构发现该基因具有类受体蛋白激酶高度保守的丝氨酸/苏氨酸结构域、跨膜结构域和富含亮氨酸重复序列的膜外结构域。Real time-PCR分析表明该基因在NaCl、ABA和干旱处理条件下上调表达,其中在盐处理条件下,MsSIK1表达先升高后降低,在处理4 h时达到最大值（约为对照值的7倍）。在干旱胁迫处理时,MsSIK1受诱导表达增强明显,当处理2 h时表达量达到最大值（约为对照值的6倍）;ABA处理时,MsSIK1被诱导表达明显,当处理3 h时表达量达到最大值,约为对照值的6.8倍。MsSIK1与GFP融合瞬时表达的洋葱表皮细胞中的荧光信号主要集中于质膜附近,转化空载体的洋葱表皮细胞中的荧光信号分布于细胞各个部位。转基因植株的RT-PCR鉴定表明,T₁代6个株系中所得到的MsSIK1条带明显、亮度高,且T₁-10中表达量最高;但在野生型中检测不到该条带,说明外源基因已经整合到拟南芥染色体中并能遗传到子代。成苗期转基因拟南芥盐处理后发现T₃-2、T₃-6、T₃-10转基因株系较野生型植株长势好,说明MsSIK1的转入提高了拟南芥的抗盐性。与对照相比,转MsSIK1拟南芥在NaCl处理下,叶绿素含量下降较少,其中,野生型叶绿素含量降低了77%,T₃-3降低了53%,T₃-6降低了44%,T₃-10降低了35%;同样盐胁迫下,3个转基因株系的MDA含量积累较少,其中,野生型MDA的含量是T₃-10株系的1.3倍。【结论】MsSIK1作为一个类受体蛋白激酶受多种逆境胁迫诱导,该基因的过量表达提高了拟南芥的抗盐性。     

两个小麦LEA基因的特征及其对非生物胁迫的响应

【目的】分析小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5及其编码蛋白的特征,比较它们在干旱、高盐、热和冷胁迫过程中的表达模式,探讨这两个LEA基因在小麦抗逆调控过程中的生物学功能,为其在小麦抗逆分子育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-PCR技术克隆小麦的LEA基因,通过生物信息学方法分析克隆基因及其编码蛋白的结构特性,采用qRT-PCR技术检测克隆基因对ABA及非生物胁迫的响应模式。【结果】克隆了2个包含完整编码框的小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5,分别编码180和163个氨基酸,推断其分子量分别为18.8和16.9 kD,理论等电点分别为5.6和7.2。基因组序列分析发现,2个LEA基因中均包含1个100 bp的内含子。氨基酸序列分析发现,这两个LEA基因编码蛋白均富含极性氨基酸（约占整个氨基酸序列的71%）,具有较强的亲水性。结构域分析显示,TaLEA4和TaLEA5蛋白中均包含1个典型的LEA_4（pfam:02987）保守域,属于LEA_4类蛋白。蛋白质高级结构分析显示,α-螺旋分别占TaLEA4和TaLEA5蛋白的96.7%和96.3%,并可形成弓形的空间结构;在TaLEA4中,检测到1个配体PEV（C₃₉H₇₈NO₈P）的结合位点,而在TaLEA5中存在2个这样的配体结合位点。表达特性分析显示,2个LEA基因均可被植物激素ABA诱导而上调表达,其中,TaLEA4的表达水平显著高于TaLEA5;TaLEA4在干旱、高盐和高温胁迫过程中均受胁迫诱导而迅速上调表达,但TaLEA5却只受干旱胁迫的诱导,且其表达水平显著低于TaLEA4;2个LEA基因对冷胁迫均无响应;干旱和高盐胁迫过程中,TaLEA4在根系中的诱导表达水平显著高于叶片,而热胁迫过程中该基因在叶片中的表达水平要显著高于根系,这可能与根系直接感受渗透胁迫而叶片直接感受热胁迫有关。【结论】小麦TaLEA4和TaLEA5均属于LEA基因家族的LEA_4亚类,具有较强的亲水性,它们属于依赖于ABA胁迫响应基因调控网络;TaLEA4可能在干旱、高盐和热胁迫过程中均发挥重要功能,TaLEA5仅参与小麦对干旱胁迫的响应,其作用要弱于TaLEA4。     

核桃TT1类转录因子的筛选及干旱响应分析

TT1基因（transparent testa1）在植物逆境响应中有重要作用。核桃是重要的经济树种，其产量和质量均受环境影响。为进一步探索核桃（Juglans regia）抗逆机制，以‘香玲’核桃为试验材料，克隆获得核桃JrTT1基因，并进行基因表达和生物信息学分析，预测该基因的基本生物功能。结果表明，JrTT1-1、JrTT1-2、JrTT1-3基因的开放阅读框（OFR）分别为1 014、1 023、1 029 bp，蛋白分子量分别为37 763.51、38 492.94、38 136.36 u，含有氨基酸数分别为337、340、342，理论等电点分别为7.88、7.19、8.89。与其他物种的同源TT1蛋白具有较近的进化关系。且其上游1 200 bp启动子中含有多种与干旱逆境响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）发现，JrTT1-1、JrTT1-2、JrTT1-3基因在PEG₆₀₀₀胁迫下能不同程度地被诱导表达，且在叶和根中的表达趋势不同。表明JrTT1基因可以响应干旱胁迫诱导，并具有组织表达特异性，推测其在核桃逆境响应中具有一定作用。     

干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化分析

利用甲基化敏感扩增多态性技术探究不同干旱处理下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化的水平及其变异模式。结果表明:‘凤丹’4年生植株的基因组DNA甲基化率为93.24%;随着干旱程度的加强,‘凤丹’基因组DNA发生甲基化变化位点的比率呈先上升后下降的趋势;对不同程度干旱处理后的‘凤丹’进行复水,与对照植株相比,复水后的‘凤丹’植株基因组DNA总甲基化率均表现为上升。干旱胁迫下‘凤丹’基因组DNA甲基化出现4种变异模式,表现为15种条带类型。轻度干旱诱导‘凤丹’基因组39.78%的位点发生了甲基化,40.00%的位点发生了去甲基化;重度干旱诱导‘凤丹’基因组46.00%的位点发生了甲基化,38.60%的位点发生了去甲基化,表明干旱胁迫会诱导‘凤丹’基因组DNA甲基化状态发生改变。     

丛枝菌根对干旱胁迫下油用牡丹幼苗光化学活性的影响

采用盆栽法,对重度干旱(土壤相对含水量为30%)和轻度干旱(土壤相对含水量为55%)胁迫3 d和6 d的接种丛枝菌根真菌(Gigaspora rosea)的油用牡丹‘凤丹’幼苗叶片叶绿素荧光参数进行测定。结果显示：与未接菌相比,干旱胁迫下接菌‘凤丹’的PSII潜在活性Fv/Fo和性能指数PIabs均升高;重度干旱胁迫3、6 d,接菌‘凤丹’的Mo和Vj较未接菌处理分别显著降低14.5%、29.8%和12.9%和16.2%,φEo和φo分别显著提高9.7%、52.2%和8%、23.6%;与未接菌相比,轻度干旱胁迫3、6 d,接菌‘凤丹’的单位面积吸收的光能ABS/CSo、单位面积捕获的光能Tro/CSo、单位面积电子传递的量子产额ETo/CSo、单位面积传递到PSⅠ末端的量子产额REo/CSo均提高,但不显著;重度干旱胁迫3、6 d,接菌‘凤丹’的Tro/CSo、ETo/CSo和单位面积反应中心数RC/CSm分别显著提高37.8%、41.1%、47.7%、73.8%、50.1%、141.8%;干旱胁迫下,接菌‘凤丹’的调节性能量耗散量子产量Y(NPQ)均显著高于未接菌处理,非调节性能量耗散量子产量Y(NO)显著低于未接菌处理。表明,丛枝菌根可以提高干旱胁迫下(尤其是重度干旱下)PSII反应中心活性,增加对光能的吸收和捕获,提高电子传递能力和光化学效率,同时将剩余的光能以热耗散的形式散发,从而避免光损伤,进而提高干旱胁迫下油用牡丹幼苗的光化学活性和抗旱性。     

干旱和盐胁迫条件下枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因（ZjGPX）的差异表达及功能分析

【目的】研究枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因（ZjGPX）的功能,为其在果树抗逆基因工程改良中的利用奠定基础【方法】以‘壶瓶枣’（Ziziphus jujuba Mill. Hupingzao）结果枝构建的cDNA文库中选取一条与其他植物谷胱甘肽过氧化物酶基因有较高同源性的序列为研究对象进行序列分析,预测其功能。通过实时荧光定量技术分析目的基因在盐胁迫及干旱胁迫条件下的表达特性,并构建植物表达载体PEZR(K)-LNY-ZjGPX,运用农杆菌介导法,将ZjGPX转入拟南芥,对转基因及野生拟南芥植株作盐胁迫及干旱胁迫处理,验证其抗逆功能。【结果】ZjGPX编码序列（CDS）长510 bp,编码169个氨基酸。Blast比对发现该基因与多种植物GPX基因具有高度同源性（>80%）。实时荧光定量分析表明,在辣椒枣组培苗中,ZjGPX能够被一定浓度的干旱胁迫和盐胁迫诱导表达,且反应迅速,仅胁迫15 min,其相对表达量与对照相比即出现大幅升高,暗示该基因可能对枣树抗旱性和耐盐性具有重要的作用。结合50 μg·mL^-1 Kan抗性筛选、PCR验证及激光共聚焦显微镜观察,共获得10株阳性转基因拟南芥株系,干旱及盐胁迫处理结果显示,转基因拟南芥种子萌发率均高于野生型拟南芥;成株在胁迫15 d后,野生型拟南芥出现叶片发黄、萎焉、整株干枯、死亡的迹象,而转ZjGPX拟南芥生长基本正常。表明过表达ZjGPX拟南芥株系具有良好的耐旱性和耐盐性。【结论】ZjGPX在植物的干旱和盐胁迫应答反应机制中起重要作用,过量表达ZjGPX可提高转基因拟南芥的耐旱和耐盐能力。     

‘凤丹’牡丹PoERF113基因的克隆及表达分析

为克隆‘凤丹’(Paeonia ostii)花瓣衰老相关基因PoERF113的序列,分析其编码蛋白性质,探索其在不同发育时期花瓣、不同组织和不同品种的表达模式及对乙烯的响应,采用RT–PCR技术,从‘凤丹’牡丹中克隆到花瓣衰老相关基因PoERF113。该基因属于AP2/ERF家族,其开放阅读框(ORF)为636bp,编码1个由211个氨基酸残基组成的蛋白,含有1个AP2保守结构域,不包含跨膜结构,蛋白相对分子质量约为53 000,理论等电点(pI)为5.13,为不稳定蛋白,具有亲水性;qRT–PCR分析结果表明,PoERF113基因在露色期、初开期、半开期、盛开期、始衰期、衰败期均有表达,主要在‘凤丹’露色期的花瓣和叶片中表达;在早花‘凤丹’突变株系中表达量最高;PoERF113基因在早花‘凤丹’突变株系与‘凤丹’中的序列相同,不存在碱基差异;PoERF113基因对乙烯有响应,其表达量随处理时间和生育进程的延长呈逐渐升高的趋势,推测该基因可能与乙烯诱导后导致花衰老进程相关。     

过表达细叶百合LpNAC6基因增强烟草的耐盐性

目的NAC转录因子是一类具有多种生物功能的新型转录因子，在植物抗逆响应中发挥着重要作用。本文旨在克隆并研究细叶百合LpNAC6基因在逆境胁迫下的表达模式，探究其在烟草中响应盐胁迫的功能。方法本研究采用同源克隆技术克隆得到细叶百合LpNAC6基因，利用生物信息学软件对LpNAC6基因进行分析；通过基因枪法对LpNAC6蛋白进行亚细胞定位；利用实时荧光定量PCR的方法分析LpNAC6基因在不同非生物胁迫和不同组织中的表达模式；构建植物表达载体pBI121-LpNAC6-GFP转化烟草，通过对转基因烟草进行盐胁迫处理验证LpNAC6基因的功能。结果LpNAC6基因长909 bp，编码302个氨基酸，存在一个高度保守的NAM结构域，属于NAC基因家族。LpNAC6为不稳定亲水性蛋白，无信号肽和跨膜结构域，有5个糖基化位点和20个磷酸化位点，亚细胞定位在细胞核。LpNAC6基因与黄褐棉的NAC转录因子进化关系最近。细叶百合中LpNAC6基因对ABA、干旱、低温及盐胁迫均有响应。盐胁迫下，过表达LpNAC6基因的转基因烟草其SOD、POD、CAT的活性和叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白的含量均显著高于野生型。结论细叶百合LpNAC6基因能够响应ABA、干旱、低温、盐胁迫等非生物胁迫，其过表达能够提高转基因烟草在盐胁迫下的代谢活力和抗氧化酶活性，从而增强烟草耐盐性。      

玉米锌指蛋白基因ZmAN14过表达转基因烟草对非生物胁迫的响应

【目的】ZmAN14是玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族成员,该家族在水稻中广泛参与非生物胁迫应答。通过分析玉米旱21（H21）及转ZmAN14烟草在非生物胁迫下的表达情况,为玉米ZmAN14及其家族的功能和分子机制的全面解析提供新信息。【方法】通过对ZmAN14进行序列分析,发现其属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。以玉米自交系H21为研究材料,在三叶期时对其进行非生物胁迫和ABA诱导处理,0、1、3、6、12和24 h时取整株样品,同时在玉米不同生长期取根、茎、叶、胚芽鞘、雌蕊、雄蕊、花丝、苞叶等不同组织样品,利用实时荧光定量PCR方法对ZmAN14的组织表达谱和非生物胁迫及ABA诱导的表达谱进行分析,并结合启动子区顺式作用元件分布情况进行对比分析。将ZmAN14编码序列克隆至GFP表达载体pMDC85,利用亚细胞定位技术验证ZmAN14在胞内的定位情况。将ZmAN14克隆至GAL4 DNA结合结构域载体,并转化酵母,将其涂布在缺陷培养基上观察酵母生长情况,分析其有无转录激活活性。将ZmAN14编码区与植物表达载体p1300-221连接构建超表达载体,并将其转入烟草,选择ZmAN14 mRNA 表达量高的T₂纯合体株系进行盐、干旱胁迫和ABA诱导,观察其对非生物胁迫的应答。【结果】序列分析表明,ZmAN14开放阅读框（ORF）为516 bp,编码一个171个氨基酸的蛋白,预测分子量为18.3 kD,等电点是8.28。ZmAN14具有A20和AN1结构域,属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。实时定量荧光PCR结果表明ZmAN14在叶中大量表达,受NaCl、干旱胁迫和ABA诱导上调。ZmAN14与GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞核中,定位结果与ZNF216 和ZmAN13类似,而ZmAN14本身并没有核定位信号,暗示ZmAN14与其他蛋白结合进入细胞核中发挥其生物学功能。ZmAN14在酵母中表达时不能在酵母缺陷培养基（SD/-Leu-His medium）上生长,因此,未发现其具有转录激活活性。将ZmAN14在烟草中过表达会增加烟草苗期对盐和干旱的抗性。【结论】ZmAN14属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。ZmAN14主要在叶中表达,受非生物胁迫和ABA诱导,在烟草中过表达可以提高烟草苗期对盐和干旱的抗性。ZmAN14可能通过与其他蛋白的互作行使功能。相比较于其他的A20/AN1型锌指蛋白,在转基因烟草中,ZmAN14也参与非生物胁迫应答。ZmAN14与ZmAN13具有高同源性,但在盐和干旱胁迫时,二者却具有向反方向调控的功能。     

干旱胁迫对平邑甜茶不同生长时期氮素吸收利用的影响

为研究干旱胁迫对苹果砧木平邑甜茶不同生长时期N素吸收利用效率的影响,以1年生盆栽平邑甜茶为材料,设置干旱胁迫和对照2组处理,其中干旱胁迫是在施肥前对平邑甜茶提前2周控水,保持盆土45%～55%田间最大持水量;对照正常供水,保持盆土75%～85%田间最大持水量。以¹⁵N标记的尿素为N源,分别于4月10日、5月10日、7月10日和9月10日4个生长时期施1.0 g ¹⁵N标记的尿素,分析干旱胁迫对平邑甜茶4个生长时期的植株N含量、各器官肥料N的百分率(N_dff)、¹⁵N分配率、利用率以及N素转运代谢相关基因表达量的影响。结果表明：1)与对照相比,4个生长时期中,干旱胁迫均降低平邑甜茶植株N含量、各器官对N的吸收转运能力以及N素利用率,其中在7月生长期降低的最显著,植株N含量降低27.0%、根、茎、叶的N_dff值分别降低23%、35%、40%、N素利用率降低42%。2)干旱胁迫下平邑甜茶各器官氮素分配由地上部分向地下部分转移,优先供应植株生长中心。3)干旱胁迫下平邑甜茶根系对N素吸收...     

APPLE SUMO E3 LIGASE MDSIZ1 NEGATIVELY REGULATES DROUGHT TOLERANCE

•MdSIZ1 RNAi transgenic apple trees are drought tolerance than wild type—GL-3.•MdSIZ1 RNAi plants get enhanced ability to keep water and scavenge ROS under drought conditions.•MdSIZ1 may participate in apple drought tolerance by affecting ABA biosynthesis.Drought stress typically causes heavy losses in apple production and uncovering the mechanisms by which apple tolerates drought stress is important in apple breeding. MdSIZ1 is a SUMO (small ubiquitin-like modifier) E3 ligase that promotes SUMO binding to substrate proteins. Here, we demonstrate that MdSIZ1 in apple has a negative relationship with drought tolerance. MdSIZ1 RNAi transgenic apple trees had a higher survival rate after drought stress. During drought stress they had higher leaf water potential, reduced ion leakage, lower H₂O₂ and malondialdehyde contents, and higher catalase activity. In addition, MdSIZ1 RNAi transgenic plants had a higher net photosynthetic rate during the latter period of drought stress. Finally, the transgenic apple trees also altered expression levels of some microRNAs in response to drought stress. Taken together, these results indicate that apple MdSIZ1 negatively regulates drought stress by enhancing leaf water-holding capacity and antioxidant enzyme activity.     

油用牡丹‘凤丹’不同生育期矿质元素的动态变化

  目的  研究油用牡丹‘凤丹’Paeonia ostii ‘Feng Dan’不同生育期矿质元素动态变化规律,为油用牡丹的科学施肥提供依据。  方法  以8年生油用牡丹‘凤丹’为材料,测定根、茎、叶以及不同生育期果荚和种子的矿质元素,分析矿质元素积累分配特性以及矿质元素分配的相关性。  结果  生育期内油用牡丹‘凤丹’根、茎、叶中的磷持续下降,根和叶中的氮持续降低,钾和镁在不同器官内变化趋势不同。铁在不同器官内的质量分数均大于其他微量元素,除铜外,其他微量元素在根中呈先升高后降低的趋势。果荚和种子中的氮逐渐升高,果荚中钾和种子中磷呈先下降后升高再下降的趋势。矿质元素的变化表现出不同程度的相关性,其中氮、磷、钾、铁、锰与其他元素间相关性较高;同种矿质元素在‘凤丹’营养器官和生殖器官之间表现出不同程度的相关性。  结论  在生育期内,油用牡丹‘凤丹’从展叶期到现蕾期之前对氮、磷元素需求量大,应在植株展叶前追施氮肥和磷肥;结实期对氮、磷、钾需求量大,建议在开花后追施氮磷钾肥;在植株现蕾期前(3月上旬)追施铁肥,在5–7月种子发育期追施硼、锌肥,满足‘凤丹’植株对这3种微量元素的需求。表7参36     

外源水杨酸对2个杜鹃花品种抗旱性的影响

选择2个抗旱性较差的杜鹃花品种‘蓝茵’（Rhododendron‘Lan Yin’）和‘宁波红’（Rhododendron‘Ningbo Hong’）为试验材料,在不同浓度的水杨酸作用下,观察叶片形态并测定各项生理指标,判断其对杜鹃花抗旱性的影响。结果表明,施用不同浓度水杨酸后,‘宁波红’在水杨酸浓度为0.3、0.5 mmol·L^-1受旱害较轻,‘蓝茵’在水杨酸浓度为0.3、0.5 mmol·L^-1及0.7 mmol·L^-1受旱害较轻。适当浓度的水杨酸能提高杜鹃花叶片的总含水量、自由水含量和束缚水含量,保持较低的自由水/束缚水,能促进其叶绿素的合成,提高细胞内的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等细胞渗透调节物质的浓度,防止细胞膜受损,抑制过氧化氢及丙二醛的积累,保护超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性,从而减轻干旱胁迫对杜鹃花的伤害,提高杜鹃花的抗旱性。     

以‘凤丹白'为母本的杂交及其育种潜力分析

对药用和油用牡丹品种凤丹白'自交亲和性进行验证的同时,对其育性以及育种潜力进行研究。分别于 2008 年、2009 年、2011 年以凤丹白'为母本与中原牡丹、日本牡丹以及紫斑牡丹进行了大量杂交,共设置57 个杂 交组合,授粉2 023 朵花,获得43 508 粒杂交种子。结果表明:1)凤丹白'自然授粉结实率高(19.13 粒/ 朵),且明 显高于自花授粉结实率(0.4 粒/ 朵),属于异花授粉植物,且不存在无融合生殖现象;2)凤丹白'与中原牡丹、日本 牡丹、紫斑牡丹杂交结实率(18.44、23.84、26.62 粒/ 朵)均较高,表明凤丹白'的杂交亲和性较强;3)结实率受父 本花型影响,皇冠型最低(10.42 粒/ 朵)且与其他花型存在极显著差异,这与雄蕊高度瓣化而花粉减少且生活力下 降有关;4)凤丹白'与贵妃插翠'黑龙锦'等39 个品种杂交结实率(33.33、35.89 粒/ 朵等)高于其自然授粉结 实率,对提高油用牡丹种子产量有重要参考价值。总之,凤丹白'的育性强、亲和性高,是一种育种潜力巨大的优 良牡丹种质资源,值得进一步挖掘与利用。      

细叶百合DREB转录因子生物信息学及胁迫应答表达分析

DREB转录因子是AP2/ERF家族的主要成员，在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用。目前还没有针对细叶百合DREB转录因子家族的系统分析。本研究基于细叶百合(根、茎、叶)转录组数据筛选出12个DREB转录因子，命名为LpDREB1-LpDREB12,并对其进行生物信息学及不同组织在胁迫下的表达模式分析。结果表明，细叶百合DREB蛋白多为不稳定蛋白且具有一定亲水性，α螺旋和无规则卷曲是蛋白二级结构的主要组成部分。系统进化分析显示，12个细叶百合DREB转录因子同61个拟南芥DREB转录因子聚类到一起，说明细叶百合和拟南芥DREB家族成员具有较高的保守性。表达模式分析表明，在干旱、盐、低温及脱落酸胁迫下12个细叶百合DREB基因的表达均有组织特异性。研究结果丰富了细叶百合DREB基因数据库，为挑选优质抗逆基因提供了理论依据。     

碱蓬SgP5CS基因过表达提高拟南芥耐旱性

脯氨酸是植物中的渗透调节物质,Δ¹-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是其合成过程中重要的调控因子。为探究P5CS基因功能,克隆了碱蓬SgP5CS基因并导入拟南芥,使其在拟南芥中过表达,然后进行相关指标测定和耐旱性鉴定。结果显示,干旱胁迫诱导2周后,SgP5CS过表达的拟南芥植株具有较长的根系,同时游离脯氨酸的含量显著增加,丙二醛含量显著降低,表明SgP5CS基因在拟南芥中过表达能够增强拟南芥耐旱性。研究结果为深入了解碱蓬中SgP5CS基因的功能及其在植物中的抗旱机制奠定了基础。     

干旱胁迫下9种沙区适生灌木的光响应特性研究

探讨沙区适生灌木对干旱胁迫的光合生理适应性,为内蒙古中西部沙化地区植被恢复提供理论支持。以9种沙区适生灌木为研究对象,设置3个控水梯度,测定供试植物在干旱胁迫下的光响应特征及光合生理指标。结果表明,9种灌木总光合速率（P_n）对太阳辐射的响应规律基本一致,即受干旱胁迫时光响应曲线显著降低。在中度干旱胁迫下,9种灌木P_n下降幅度为33.7%～69.2%,其中最大净光合速率P_m（μmol·m^-2·s^-1）柽柳（10.53）、沙木蓼（10.44）、沙柳（9.74）适应性较强;重度干旱胁迫时,P_n下降幅度为75.4%～87.9%,其中P_m（μmol·m^-2·s^-1）沙柳（4.35）、小叶锦鸡儿（4.11）、中间锦鸡儿（3.91）适应性较强。由表观量子效率和光补偿点变化来看,在中度干旱胁迫时,蒙古莸、华北驼绒藜、互叶醉鱼草、黄柳、沙柳通过提高对弱光的利用来适应干旱;小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿对弱光的利用较为稳定,表现出对干旱的长期适应性。在不同程度干旱胁迫下,表现为柽柳、黄柳、小叶锦鸡儿受光抑制影响较大,沙木蓼、互叶醉鱼草、蒙古莸受光抑制影响较小。在内蒙古中西部沙化地区造林时,沙柳、小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿为首选树种;为提高造林成活,蒙古莸、华北驼绒藜、互叶醉鱼草等应避开严重干旱区域或季节,同时避免过强光照。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇和黄曲霉毒素B1单一及联合染毒对小鼠脑组织病理变化、抗氧化性能和紧密连接蛋白表达量的影响

本试验旨在研究脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和黄曲霉毒素B₁(AFB₁)单一及联合染毒对小鼠脑组织病理变化、抗氧化性能和紧密连接蛋白mRNA表达量的影响。选取96只18日龄昆明系雄性小鼠,随机分为对照组、DON组、AFB₁组和AD组(DON+AFB₁组),每组分别灌服生理盐水、500 μg·kg^-1 DON、200 μg·kg^-1 AFB₁和200 μg·kg^-1 AFB₁+500 μg·kg^-1 DON,连续灌服45 d。分别于试验的第0、15、30、45天,每组随机选取6只小鼠,麻醉后处死,取脑组织观察病理变化,并检测脑组织氧化与抗氧化指标及紧密连接蛋白ZO-1和Occludin mRNA的表达量。结果显示,与对照组相比,DON组小鼠脑组织超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著下降(P<0.05),NO含量显著升高(P<0.05);AFB₁组小鼠脑组织中CAT活性显著下降(P<0.05);AD组脑组织总抗氧化能力(T-AOC)、CAT、SOD活性显著下降(P<0.05),丙二醛(MDA)和NO含量显著上升(P<0.05);各染毒组脑组织ZO-1和Occludin mRNA的表达量显著下降(P<0.05)。研究结果表明,DON与AFB₁单一及联合染毒均能造成小鼠脑组织不同程度的病理变化,降低抗氧化性能及紧密连接蛋白ZO-1和Occludin mRNA的表达量,且DON与AFB₁的联合毒性大于单一毒性。     

芍药与牡丹远缘杂交花粉萌发与花粉管生长行为观察

以探明牡丹与芍药远缘杂交结实率低的原因为目标,以芍药‘朱砂判’为母本,以牡丹‘凤丹白’、‘岛大臣’、‘正午’、‘姚黄’为父本,并以芍药品种‘Kansas’为对照父本进行人工杂交,采用培养液培养法测定父本花粉萌发率,用苯胺蓝染色法,在荧光显微镜下观察父本花粉在母本柱头上萌发及花粉管生长的过程。结果显示:‘朱砂判’在开花第4天为最佳授粉期;离体状态下花粉萌发率由高到低为‘Kansas’、‘岛大臣’、‘凤丹白’、‘姚黄’、‘正午’;‘岛大臣’及‘Kansas’作父本的组合花粉管能够到达子房,其他组合花粉管都未到达子房,并观察到一些异常的花粉管形态,花粉管生长过程中还伴随着一系列胼胝质反应。表明受精前障碍是影响牡丹与芍药组间远缘杂交的主要原因之一。