Ca2+胁迫下越南槐种子萌发响应的比较代谢组学研究

本试验利用非靶向代谢组学的方法,研究了Ca²⁺胁迫下萌发的越南槐种子代谢谱的变化。结果表明,在不同浓度的Ca²⁺胁迫下,越南槐种子萌发过程中采取不同的代谢策略应对胁迫。CaCl₂溶液在0、50 mmol/L下萌发种子有36种差异表达代谢物,0、100 mmol/L下萌发种子有14种差异表达代谢物,50、100 mmol/L下萌发种子有24种差异表达代谢物。这些代谢产物主要参与异黄酮和类黄酮代谢、脂质代谢和有机酸代谢。     

盐碱胁迫对白榆种子萌发和幼苗生长的影响

以常见的园林绿化树种白榆(Ulmus pumila L.)种子为材料,利用浓度分别为0,100,200mmol/L的中性盐NaCl和浓度分别为0,25,50mmol/L的碱性盐Na_2CO_3混合模拟出9种不同的盐碱胁迫处理,研究不同处理对白榆种子萌发率及幼苗生长的影响效应。结果表明:低盐(100mmol/L NaCl)处理对白榆种子萌发没有抑制效应,但高盐(200mmol/L NaCl)处理对白榆种子萌发有显著的抑制作用,表现为发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著降低;低碱(25mmol/L Na_2CO_3)处理对白榆种子萌发抑制作用不显著,但高碱(50mmol/L Na_2CO_3)处理抑制效果显著,且抑制效果显著强于高盐处理,白榆种子几乎不发芽。复合盐碱胁迫处理下,低盐低碱和高盐低碱复合胁迫对种子萌发率抑制效果不显著,但对幼苗生长抑制效果显著,表现为胚芽、胚根数量和长度减少;低盐高碱和高盐高碱混合胁迫对种子萌发率抑制效果显著,特别是高盐高碱混合胁迫下,种子几乎不发芽,发芽后的胚芽和胚根几乎不生长。     

不同藜麦品种种子萌发阶段对NaCl及PEG-6000胁迫的响应及抗性评价

本研究采用室内NaCl模拟盐胁迫,PEG-6000模拟干旱胁迫,通过测定发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽天数、相对盐害率等8个指标,比较不同浓度胁迫处理下3个藜麦品种(并1、晋3、2405)的种子萌发特征。结果表明,NaCl和PEG-6000胁迫下并1的种子萌发受到抑制,发芽率、发芽势、发芽指数随处理浓度的升高而降低,平均发芽天数和相对盐害率随处理浓度的升高而增加;低浓度的NaCl胁迫(<300 mmol/L)和PEG-6000胁迫(<20%)可促进晋3种子的萌发;低浓度PEG-6000胁迫可促进2405种子萌发;供试藜麦种子萌发期耐盐、抗旱性强弱为2405>晋3>并1。研究表明,2405种子具有较强的耐盐和抗旱性,在盐碱和干旱地区具有推广应用潜力。     

金花葵开花前后差异基因及代谢物分析

为深入研究金花葵花朵开花前后基因和代谢物的变化,利用转录组学和代谢组学技术相结合的方法对金花葵花蕾和花朵进行检测。结果显示,通过转录组分析鉴定了206 636个Unigenes,筛选出42 618个差异表达Unigenes,其中包括63个差异表达转录因子家族,24个转录调节因子家族。GO分析结果显示,差异表达基因主要富集于囊泡介导的逆行运输等生物学过程。KOG功能注释显示,差异表达基因功能以通用功能预测居多,其次是信号转导机制、翻译后修饰蛋白周转以及碳水化合物的转运和代谢。差异表达基因KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于代谢、植物激素和信号转导、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路。通过代谢组学检测,筛选到差异显著代谢物135个,主要包括脂类、氨基酸及衍生物和黄酮类等,KEGG富集分析表明,差异代谢物主要富集于甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成和次生代谢产物的生物合成-未分类等过程,其中,缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的降解代谢通路同时出现在了基因和代谢物KEGG代谢通路富集Top 20中。     

SNP对盐胁迫下南瓜种子萌发和幼苗光合碳代谢的影响

为探讨外源NO对NaCl胁迫下南瓜种子萌发和幼苗光合碳代谢的影响,以"银辉2号"南瓜品种为材料,在不同强度(0,50,150,250mmol/L)NaCl胁迫下,分别复合(0,30,90,150mmol/L)的SNP浸种6h,研究SNP对南瓜种子发芽率、发芽势;同时采用盆栽法研究SNP对NaCl胁迫下南瓜幼苗叶绿体色素含量、碳代谢相关酶活性及代谢产物的影响。结果表明:150～250mmol/L NaCl胁迫,极显著抑制了南瓜种子的萌发;90mmol/L SNP浸种,显著提高了NaCl胁迫下对南瓜种子的发芽率和发芽势。外源NO通过增加光合色素的含量,明显缓解NaCl胁迫对南瓜幼苗光合作用的抑制。通过提高二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPcase)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase),促进了可溶性糖的积累,表明外源NO维持了盐害下南瓜幼苗碳代谢的正常进行,提高了耐盐能力。     

盐、低磷以及干旱胁迫下乌拉尔甘草根转录组分析

对乌拉尔甘草根进行转录组测序分析,挖掘响应盐、低磷和干旱胁迫的相关基因,探讨甘草抵御逆境胁迫的分子机制。以150 mmol/L NaCl模拟盐胁迫、10μmol/L KH₂PO₄模拟低磷胁迫和15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理下的乌拉尔甘草根作为研究材料,应用Illumina HiSeq 2000测序平台对根进行转录组测序,对测序结果进行基因功能注释分析和差异表达基因(DEGs)筛选。分别获得盐、低磷和干旱胁迫处理下甘草根中4 294、3 201和4 719个DEGs。GO富集结果表明,3种逆境胁迫下甘草根中的DEGs均显著富集到细胞过程、代谢过程、刺激响应、细胞、细胞器、催化活性等功能过程中;KEGG途径富集分析表明,3种胁迫处理下的DEGs显著富集的代谢途径主要涉及基因表达调控、生物合成及代谢、信号转导等。转录因子鉴定结果显示3种胁迫处理下差异表达数量最多的转录因子主要来自ERF、bHLH、MYB-related、WRKY、Dof、NAC等转录因子家族;基因表达水平分析显示,参与植物激素代谢及信号转导相关的DEGs在盐胁迫...     

水杨酸促进盐胁迫条件下水稻种子萌发的机理研究

以水稻为材料,研究了0,0.25,0.50,1.00,2.50,5.00 mmol/L 6个浓度梯度的水杨酸(SA)对盐胁迫下水稻种子萌发及其抗氧化能力的影响,以探讨SA调控植物响应盐胁迫的机理。结果表明,正常条件下,各浓度SA均延缓水稻种子萌发,且具有浓度依赖效应。但在盐胁迫(150 mmol/L NaCl)条件下,低浓度(0.25,0.50 mmol/L)SA能促进水稻萌发,而较高浓度(1.00,2.50,5.00 mmol/L)SA却延迟甚至抑制其萌发。其中,0.50 mmol/L SA明显降低了盐胁迫下萌发种子中的丙二醛和过氧化氢含量,提高了过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性及谷胱甘肽含量。结果说明,低浓度SA通过提高盐胁迫下抗氧化能力来促进水稻种子萌发。     

盐生植物盐穗木种子和幼苗对干旱胁迫的响应

摘 要：以盐生植物盐穗木的种子和幼苗为材料,研究干旱胁迫下盐穗木种子的萌发特性和幼苗的生理变化,以确定其对干旱胁迫的适应能力。利用PEG人工模拟干旱胁迫,检测盐穗木种子萌发期和幼苗期生长指标和生理指标的变化。结果表明：高渗透势(-0.6~-0.4 MPa)对盐穗木种子萌发有促进作用,提高其初始萌发率,并缩短其达到最终萌发率的时间,且高渗透势处理的最终萌发率与CK无显著差异,而中、低渗透势(-2.0~-0.8 MPa)对盐穗木种子萌发则有抑制作用,降低其初始萌发率,并延长其达到最终萌发率的时间;中、高渗透势(-0.7~-0.3 MPa)刺激了盐穗木幼苗做出积极的生理反应,表现为相对电导率下降、可溶性糖含量增加、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性增强;综合种子萌发期和幼苗期的表现,盐穗木对在中、轻度干旱环境（渗透势为-0.7~-0.3 MPa）有较好的适应。     

甜菜碱缓解盐胁迫菊苣种子萌发和芽苗生长的作用

为了研究外源甜菜碱(glycine betaine, GB)对盐胁迫菊苣(Cichorium intybus L.)种子萌发和芽苗生长的影响,以不同浓度(0~280 mmol/L)的NaCl结合外源GB(0~10.0 mmol/L)处理菊苣种子并进行发芽试验,测定了种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数等指标。结果表明盐溶液抑制了种子的萌发。其中,280 mmol/L NaCl能完全抑制种子的萌发。外源GB可以不同程度的缓解盐胁迫的抑制作用,且具有浓度依赖效应,其中2.5 mmol/L GB的缓解作用最好,能显著提高210 mmol/L NaCl胁迫下菊苣种子的发芽势、发芽率和发芽指数(P<0.05)。但外源GB对盐胁迫下芽苗的鲜重和干重无明显的缓解作用。外源GB能缓解盐胁迫对菊苣种子萌发的抑制作用。     

褪黑素对盐胁迫下棉花种子抗氧化酶活性及萌发的影响

【目的】土壤盐渍化严重影响了棉花种子萌发,褪黑素(Melatonin, MT)对种子萌发具有重要的调控作用。本研究通过分析外源褪黑素对棉花种子萌发及其抗氧化酶活性等生理指标的影响,明确褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发的调控效应。【方法】以国欣棉9号为材料,于2018―2019年在河北省保定市河北农业大学温室进行试验。设置不同褪黑素浓度(0、10、20、50、100μmol·L~(-1))处理,研究了盐胁迫(150 mmol·L~(-1)NaCl)下棉花种子的发芽率、发芽势,种子萌发后的生物量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性及丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量变化。【结果】盐胁迫下棉花种子发芽率、发芽势、胚根长,种子萌发后的生物量均明显下降,SOD、POD、CAT活性显著降低,MDA含量明显增加。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子发芽势和发芽率,促进了种子胚根伸长,增加了种子萌发后的生物量;高浓度(50、100μmol·L~(-1))褪黑素处理抑制了种子萌发,降低种子萌发后的生物量。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子的SOD、POD、CAT活性,同时降低了MDA含量,减轻了盐胁迫对种子的过氧化伤害。【结论】低浓度褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发具有促进作用,提高了种子耐盐性,而高浓度褪黑素对棉花种子萌发具有抑制作用,其中20μmol·L~(-1)褪黑素为盐胁迫下调控棉花种子萌发的适宜浓度。     

褪黑素对盐胁迫下高粱种子萌发的缓解效应及生理机制

为了探究外源褪黑素影响高粱种子耐盐性的机理，本研究以粒用高粱品种晋杂2002的种子为试验材料，分析盐胁迫下褪黑素浸种对高粱种子萌发及生理特性的影响。结果表明，盐胁迫能明显抑制高粱种子萌发，增加相对电导率及丙二醛含量，使其干物质积累量减少；适宜浓度褪黑素浸种能缓解盐胁迫对高粱种子萌发的抑制作用。褪黑素浸种可通过提高高粱种子萌发过程中抗氧化酶活性，清除过量活性氧积累，减轻膜脂过氧化程度；增加渗透调节物质含量，维持细胞膨压，提高吸水能力；同时还可增加种子胚根根系活力，提高胚芽绿色部分光合色素含量，这些变化共同提高了高粱种子萌发期抵御盐胁迫的能力，促进其种子萌发及干物质积累；通过主成分分析法筛选出胚芽长度和可溶性糖含量两个指标可作为褪黑素缓解盐胁迫下高粱种子萌发的评价指标。     

NaCl对2种文冠果种子萌发和幼苗生长的影响

以文冠果2个品种(潍坊优选和山西吕梁)种子为材料,研究了不同浓度NaCl溶液对种子萌发和幼苗生长的影响。结果发现:低浓度(50 mmol·L^-1)盐胁迫促进种子萌发,而高浓度(>100 mmol·L^-1)盐胁迫抑制种子萌发;随着盐处理浓度的增加,文冠果幼苗的根长、茎长和根冠比均呈现先升高后降低的趋势;品种间耐盐性有差异,潍坊优选耐盐性更强。     

温度、盐分和光照对荒漠植物盐爪爪种子萌发特征的影响

为探索盐爪爪对荒漠干旱盐碱环境的适应性,研究了不同温度、不同盐分浓度及光照(光暗交替和全黑暗)处理对盐爪爪种子萌发的影响。结果表明,低温或高温能显著抑制盐爪爪种子萌发,种子萌发的适宜温度为30℃/15℃;在同一温度和光照条件下,盐爪爪种子的萌发率与萌发指数随着盐胁迫浓度增加呈现下降的趋势;温度和盐分对盐爪爪种子萌发存在交互作用,低温或高温均显著降低了盐爪爪种子萌发的耐盐性;在同一温度下,光暗交替与全黑暗条件下,种子萌发率有显著差异。在适宜温度下(30℃/15℃),光暗交替与全黑暗条件下种子耐盐临界值分别为393.6 mmol/L和259.0 mmol/L,极限值分别为664.7 mmol/L和403.3 mmol/L,光照能显著提高盐爪爪种子萌发时期的耐盐性。因此,温度和盐分可作为盐爪爪种子萌发时期主要限制生态因子,同时光照也可作为重要的调控生态因子。     

NaCl胁迫下不同茄子材料种子萌发期的耐盐性比较

以13份茄子材料为试材,用0、30、60、90、120、150 mmol/L和180 mmol/L的盐溶液进行发芽试验,比较了不同材料的萌发期耐盐性.结果发现,低浓度盐胁迫(＜ 90 mmol/L)促进一些材料的种子萌发,而高浓度盐胁迫(＞120 mmol/L)抑制了种子的萌发;13份材料间存在明显的耐盐性差异,2份为极耐盐材料,3份为盐敏感材料,其余为中等耐盐材料;NaCl浓度120 mmol/L时为茄子耐盐萌发试验的临界浓度,为耐盐种质资源筛选提供了条件.     

NaCl胁迫对苦马豆种子萌发的影响及生理效应

盐胁迫是一种主要的非生物胁迫限制植物的生长,受盐害最主要的时期是种子萌发期和幼苗生长期,本文通过不同浓度的NaCl溶液胁迫苦马豆种子,研究高盐浓度下对种子发芽、幼苗生长及生理效应受到的影响。结果表明随着NaCl浓度增加,种子开始发芽的时间推迟、发芽率降低; 胚根生长量下降。在500 mmol/L浓度时,种子不发芽;各处理区随盐浓度的增加电导率越大,脯氨酸呈上升趋势。结果表明盐胁迫对细胞膜修复的抑制可能是造成苦马豆种子萌发推迟和发芽势下降的主要原因,及脯氨酸含量可能和耐盐相关。     

盐胁迫下茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)对棉花种子萌发及种苗生化特性的影响

盐胁迫能够抑制棉花种子的萌发,影响棉花的生长。探讨棉花种子和种苗在盐胁迫下茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(Me JA)对棉花种子萌发、幼苗生长、水分含量、根系活力、脯氨酸和氧化损伤的影响,有助于阐明植物激素对棉花种子萌发的调控机制。结果表明:在300 mmol/L Na Cl处理下,添加0.025μmol/L JA和0.25μmol/L Me JA均使种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数全面提高;JA和Me JA最高促进种子根伸长了25.74 mm,根系活力最高提高了17.3μg/(g·h),同时使棉花幼苗的脯氨酸含量上升了6.69μg/g,丙二醛含量降低了5.27 mmol/g。说明JA和Me JA能够显著缓解盐胁迫对棉花种子伤害,促进棉花种子的萌发和幼苗生长,JA和Me JA处理组整体作用效果较一致。本研究结果可为JA和Me JA在棉花生产中的合理使用提供科学依据。     

复合钠盐胁迫对合欢种子萌发的影响

研究了合欢种子萌发对不同浓度(0、20、50、80、100、150mmol/L)复合钠盐(NaCl、Na2CO3和Na2SO4)胁迫的响应.结果表明,盐胁迫显著抑制合欢种子的萌发,不同浓度盐胁迫处理种子的萌发率分别从对照(0 mmol/L)的100%降低到92.22%、62.22%、53.33%、42.22%和28.89%.随着盐胁迫浓度的增大,萌发进程减慢(萌发速率系数增大);而萌发指数和幼苗活力指数则随着盐胁迫浓度的增大而减小.     

外源生长调节物质对甜高粱种子萌发过程中盐分胁迫的缓解效应及其生理机制

盐渍化土壤中盐胁迫是作物种子萌发和生长发育的主要限制因子, 探究盐分胁迫下提高种子萌发率的技术及机制对开发利用盐碱地有重要意义。本文以不同耐盐能力的高粱品种国甜2011和国甜106为材料, 研究了盐分对甜高粱种子萌发期生长过程的影响, 并比较了耐盐性差异。以耐盐性弱的国甜106为试材, 探究盐分胁迫下不同生长调节物质[γ-氨基丁酸(GABA)、赤霉素(GA₃)、激动素(KT)和水杨酸(SA)]对甜高粱种子吸水萌发过程中生长特性的调节效应。表明, 盐分胁迫显著抑制种子的吸水萌发, 降低种子的吸水速率、发芽势、发芽率、发芽指数, 增加种子的相对盐害率和丙二醛(MDA)含量。外源生长调节物质可有效缓解盐害, 显著增加种子的吸水率、发芽率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量, 提高SOD (超氧化物岐化酶)、POD (过氧化物酶)、CAT (过氧化氢酶)的活性, 促进K ⁺、Ca ²⁺、Mg ²⁺离子的吸收, 降低Na ⁺和MDA含量。外源生长调节物质主要是通过提高保护酶活性、渗透调剂物质含量和维持体内离子平衡来提高耐盐性。GA₃和GABA对盐害的缓解效应较好, 而KT促进种子对Mg ²⁺的吸收效果较好。本研究表明外源生长调节物质(尤其是 GA₃和 GABA)可用于盐碱地高粱生产, 为减轻盐碱地对高粱的盐碱胁迫提供了理论依据。     

亚精胺对混合盐碱胁迫下桔梗种子萌发特性的影响

为明确桔梗种子萌发在混合盐碱胁迫下所受的影响,并寻求提高桔梗种子在盐碱胁迫条件下萌发力的方法,以桔梗种子为研究材料,将两种中性盐(NaCl, Na₂SO₄)和两种碱性盐(NaHCO₃,Na₂CO₃)按不同的比例混合,交叉模拟出20种不同的混合盐碱组合,研究混合盐碱胁迫对桔梗种子萌发的影响,并深入研究不同浓度亚精胺在筛选出的抑制最显著的混合盐碱浓度组合C(1∶9∶9∶1)胁迫下对桔梗种子各项发芽指标的影响。结果表明,混合盐碱胁迫对桔梗种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及相对盐害率均有不同程度的影响,且通过相关性分析表明,盐碱浓度是抑制桔梗种子发芽的主导因素。施用外源性物质亚精胺后,低浓度亚精胺可促进桔梗种子在盐碱胁迫下的萌发,高浓度反而抑制,本研究中最适桔梗种子萌发的亚精胺浓度为0.5 mmol/L。本研究可为桔梗规范化种植过程中的盐碱地选择及提高桔梗种子耐盐性提供理论依据。     

外源腐胺对盐胁迫下菜豆种子萌发及抗性的影响

为了探究外源腐胺对盐胁迫下菜豆种子萌发的影响，本研究以菜豆品种‘P16028’为试验材料，设置蒸馏水对照(CK)、100 mmol/L NaCl处理(NaCl)以及NaCl处理条件下添加1 mmol/L Put浸种(NaCl+1 Put) 3个处理组，对其发芽势、发芽率、发芽指数及生理指标进行测定。结果表明：与CK相比，盐胁迫导致菜豆种子发芽势、发芽率、发芽指数显著降低，抗氧化酶SOD、POD、CAT均呈下降趋势，其O₂^-、MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量和脯氨酸含量上升，种子萌发受到抑制。而添加外源Put显著提高了盐胁迫下菜豆种子发芽势、发芽率、发芽指数，也提高了SOD、POD、CAT氧化酶活性，降低其O₂^-和MDA含量，提升渗透调节物质含量，提高菜豆对盐胁迫的抗性。由此可见，使用外源Put浸种可以缓解盐胁迫带来的伤害，提高菜豆种子的耐盐性，从而有效的促进菜豆种子的萌发。