渗透胁迫下植物脯氨酸积累的研究进展

通过对植物在渗透胁迫下脯氨酸的大量积累情况的阐述，就脯氨酸在植物体中的合成与降解，脯氨酸积累的生物学意义以及与植物抗渗透胁迫的关系等进行综述。     

有机肥替代化肥对土壤肥力及番茄产量和品质的影响

为研究如何通过减少化肥施用量达到合理施肥的问题,通过田间试验,研究不同量有机肥替代化肥对土壤肥力及番茄产量和品质的影响。结果表明,以有机肥替代化肥能显著提高番茄叶片的叶绿素相对含量和叶片氮素含量,促进番茄的生长。随着有机肥替代化肥量的增加,0~20 cm土壤有机质得到明显提升,从26.02 g/kg提升到33.77 g/kg,增幅为30%;硝态氮含量从100%化肥处理的143.68 mg/kg降到100%有机肥处理的116.47 mg/kg;速效钾的含量随着有机肥替代化肥量的增加呈递减的趋势。番茄中的硝酸盐含量与氮素化肥的施用量呈正相关,随着有机肥替代化肥量的增加,果实的硝酸盐含量降低;试验各处理对番茄的Vc没有显著影响。从产量数据看,各处理之间没有显著差异,其中有机肥替代60%化肥的产量最高,因此有机肥替代化肥具有促进植物生长、提高产量的效果。     

有机肥替代化肥减量在番茄上的效果试验

有机肥替代化肥减量在番茄生产中可提高番茄品质和产量。本试验通过施用400kg/667m2有机肥替代200kg/667m2化肥发现,土壤耕地质量有所提升,番茄植株生理状况健壮,单果质量和单果数都较多,总增产7.9%。     

蔬菜抗渗透胁迫基因工程研究进展

我国干旱地区多,蔬菜用水量大,水资源紧缺。渗透胁迫是影响作物生长、发育和产量的最重要的非生物胁迫之一。植物的抗渗透胁迫性是受多基因控制的复杂性状。研究植物抗逆机理,将植物抗渗透胁迫相关基因导入蔬菜,可为培育蔬菜节水抗旱新品种奠定必须的材料基础,对缓解水资源危机具有重要的意义。本文从植物体对渗透胁迫信号的感知、转导以及渗透胁迫对植物生理和代谢的影响两方面简要总结了植物抗渗透胁迫作用的分子和生理机制,重点介绍了蔬菜抗渗透胁迫基因工程的新进展,并对通过基因工程手段提高蔬菜抗渗透胁迫能力需要进一步关注的问题进行了探讨,对其前景进行了展望。     

棉花花生间作复合系统的照度、生长发育与生产力效应

摘 要：洞庭湖平原是我国的高产棉区之一,随着杂交棉的推广,种植密度大幅降低,为农作物多熟复种提供了条件。本研究运用作物生态位差异等原理,选择3个花生品种即湘花120（繁茂度高、中早熟、大果）、四粒红（繁茂度中、特早熟、中果）、湘农小花生（繁茂度低、早熟、小果）,与长江流域的主要杂交棉品种湘杂棉2号进行间种,探讨了棉地间作花生的可行性。结果表明：1）间作棉花的相对照度、生长势、产量（3.4%～5.7%）均有所降低,而间作花生的相对照度提高,产量主要因为间作田花生基本苗减少而降低;2）不同花生品种对间作棉花的影响主要与繁茂度有关,以湘花120＞四粒红＞湘农小花生,而不同花生品种受棉花的影响主要与熟期有关,以湘花120＞湘农小花生＞四粒红;3）虽然间作棉花略有减产,但全田整体效益大幅增长,其中比花生单作增长35.9%～107.6%,比棉花单作增长31.6%～52.9%。因此,棉田间作花生在经济上不仅可行,而且大有可为。其中湘花120与棉花间作的整体效益最高。     

作物渗透调节及抗渗透胁迫基因工程研究进展

干旱、盐渍和低温等非生物逆境引起的渗透胁迫是抑制作物生长发育和产量形成的重要因素。综述了渗透胁迫对作物的伤害、渗透调节物质以及杭渗透胁迫基因工程的研究进展。初步提出了渗透胁迫的解决方案。     

植物体内肌醇磷脂代谢与渗透胁迫信号转导

磷酸肌醇代谢在生物感受胞外刺激及信号转导中起着重要的作用。在此,介绍了植物体内的肌醇磷脂代谢途径,PI－PLC/IP3途径和磷酸肌醇激酶与渗透胁迫信号转导之间的联系,以及肌醇磷脂代谢参与的渗透胁迫信号转导与ABA之间的关系。     

渗透胁迫对白三叶幼苗根系离子分泌和质膜ATP酶活性的影响

用PEG－6000渗透胁迫处理,白三叶根系质膜透性升高,抗旱品种‘海发’增幅小于不抗旱品种‘瑞文德’。根系分泌物中K+、Ca2+、H+的含量变化与根系质膜透性的变化一致。水分胁迫早期,白三叶根系PM H＋-ATPase活性升高,胁迫时间延长,不抗旱品种‘瑞文德’的PM H＋-ATPase酶活性下降,但抗旱品种‘海发’的酶活性一直较高。PM Ca2+-ATPase酶的活性与PM H＋-ATPase酶表现一致。     

脯氨酸与植物抗寒性的研究进展

脯氨酸是植物体内普遍存在的保护物质.作为一种有机溶剂,许多植物在低温胁迫下,体内的游离脯氨酸含量都增加.脯氨酸对植物抗寒的作用机理主要是:作为渗透调节物质、保护蛋白质分子、作为活性氧的清除剂、低温胁迫结束后可作为能源物质(或碳源)和氮源.笔者主要综述了低温胁迫下植物体内脯氨酸代谢的调节,脯氨酸积累作为抗寒指标的应用,转化脯氨酸代谢相关基因提高植物抗寒力方面取得的进展,以及脯氨酸类似物在抗寒育种中的作用.     

渗透胁迫下芦苇胚性愈伤组织中脯氨酸含量的变化及外源ABA的影响

研究了PEG－6000胁迫下两种生态型芦苇胚性愈伤组织游离脯氨酸含量的变化及外源ABA对其变化的影响。结果表明：在10％－30％PEG的胁迫下脯氨酸迅速积累，沙生芦苇胚性愈伤组织（SREC）的积累量明显高于水生芦苇胚性愈伤组织（WREC）。施加10μmol/L ABA后WREC的脯氨酸含量大幅度升高，但对SREC的影响较小。     

水稻品种对几种逆境的多重耐性及与ABA的关系

从一些耐旱和耐冷品种中筛选出几个具多重耐性的品种,其中大黄谷耐渗透胁迫和盐胁迫,芝麻糯耐盐和冷胁迫,桂溪和湘中籼2号耐渗透胁迫,也较耐冷胁迫.以大黄谷、芝麻糯和桂溪为材料,研究了多重耐性与ABA积累的关系.在渗透胁迫、盐胁迫和冷胁迫下,各水稻品种内源游离ABA含量迅速积累,耐性品种积累的ABA量都较敏感品种高,     

水分胁迫下不同抗旱性冬小麦脯氨酸积累动态

以豫麦49号和河农859为材料,研究了2个冬小麦品种在不同水分处理下,叶片内脯氨酸的积累状况。试验结果表明,水分胁迫下小麦体内脯氨酸含量增加。在短期水分胁迫下,不同小麦品种之间的脯氨酸积累量差异不大。但随着水分胁迫的延续和加剧,抗旱性较强的河农859脯氨酸积累量小于豫麦49号。     

含异位表达花生AhNCED1基因的拟南芥提高耐渗透胁迫能力

AhNCED1是干旱胁迫下调控花生ABA生物合成的关键基因。以pCAMBIA1301为基本双元表达载体,分别构建CaMV35S启动子和拟南芥AtNCED3基因启动子(AtNCED3p)驱动花生AhNCED1基因的2个植物双元表达载体p35S::ORF和pAtNCED3p::ORF,通过根癌农杆菌介导法将上述两个表达载体分别转化野生型和129B08/nced3突变体拟南芥,经潮霉素筛选和PCR鉴定分别获得35S::ORF-WT和A3p::ORF-B08转基因植株,RT-PCR证实花生AhNCED1基因已在转基因植株中稳定表达,并对野生型、129B08/nced3突变体和转基因拟南芥进行外源ABA敏感性和耐渗透胁迫能力分析。结果表明,129B08/nced3突变体对外源ABA的敏感性下降,而花生AhNCED1基因在拟南芥中的异位表达提高了对外源ABA的敏感性。在山梨醇胁迫下,129B08/nced3突变体种子的相对萌发率明显低于野生型的,而A3p::ORF-B08转基因拟南芥种子的相对萌发率与野生型的相当,显著高于129B08/nced3突变体的,且300mmolL–1山梨醇胁迫下,35S::ORF-WT转基因拟南芥种子的相对萌发率明显高于野生型的。在300mmolL–1山梨醇胁迫下,129B08/nced3突变体幼苗叶片高度黄化,根的形成和幼苗生长受到严重抑制,而A3p::ORF-B08转基因突变体与野生型相似,叶片仅轻度黄化,幼苗生长势良好;35S::ORF-WT转基因植株幼苗生长未受明显影响。这些结果说明,拟南芥129B08/nced3突变体对山梨醇诱导的非离子渗透胁迫有超敏性,异位表达花生AhNCED1基因能恢复该突变体对山梨醇的超敏性,提高拟南芥的耐渗透胁迫能力。     

Osmotic Adjustment in Maize (Zea mays L.): Changes with Ontogeny and its Relationship with Phenotypic Stability

Genetic variation for osmotic adjustment was examined in a group of maize hybrids during vegetative and silking stages. Estimates of osmotic adjustment were derived from measurements of leaf relative water content (RWC) and osmotic potential (Ψ o ) before day-break. The degree of adjustment was estimated from the In RWC/In Ψ o relationship. All cultivars examined showed some degree of osmotic adjustment and significant differences (P < 0.05) were found among them. The utility of measurements in early vegetative stages as a mean of selection for osmotic adjustment in silking stage was established. A positive tendency was observed between osmotic adjustment and phenotypic stability.     

植物渗透调节研究进展及与棉花耐旱遗传改良

渗透调节是植物在干旱胁迫下降低渗透势,抵抗逆境胁迫的一种重要方式,是植物的一种重要抗逆生理机制.渗透调节物质合成相关基因在植物中的超表达可提高植物的耐旱性,在棉花耐旱遗传改良方面有着广阔的应用前景.本文综述了近年来几种主要的有机渗透调节物质的研究进展,及其对棉花耐旱遗传改良的意义.     

大豆转录因子基因GmNF-YCa可提高转基因拟南芥渗透胁迫的耐性

植物的核因子Y(NF-Y)是由3个亚基A、B和C组成,在响应非生物胁迫过程中起着重要的作用。本研究以大豆铁丰8号为材料,建立大豆c DNA文库,以p GBKT7-Gm Di19-5为诱饵,通过酵母双杂交技术筛选大豆c DNA文库,获得了大豆NF-Y转录因子家族亚基C的一个成员,命名为GmNF-YCa。该基因全长为864 bp,编码287个氨基酸,属于NF-YC亚家族。GmNF-YCa分子量为31.6 k D,等电点为5.07亲水性蛋白,具有一个跨膜结构域,无信号肽。序列分析表明,NF-YC亚家族具有很高的保守性。GmNF-YCa基因启动子含有ARE、Box4、GATA-motif、Box I、ACE、ABRE和CAT-Box等胁迫和光响应元件。组织特异性分析表明,GmNF-YCa基因在种子萌发期表达量最高。实时定量结果表明,GmNF-YCa受蔗糖和甘露醇的诱导上调表达。使用农杆菌介导法,将大豆GmNF-YCa基因导入拟南芥,并进行了功能分析。发芽率试验分析表明,GmNF-YCa的转基因提高了转基因拟南芥萌发期对渗透胁迫的耐性;改良了在蔗糖和甘露醇处理下转基因拟南芥的根系生长和侧根发育。     

玉米响应渗透胁迫的数字基因表达谱分析

以玉米种质POB21为材料, 利用数字基因表达谱技术对15% PEG渗透胁迫处理后的玉米叶片cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明, 转录组基因序列与参考基因组高度一致, 基因表达呈现出高度不均一性和部分冗余性。从中筛选出1097个有效差异表达基因, 其中795个表达上调, 302个表达下调。GO功能显著性富集分析表明, 3种细胞组分和分子功能中的3种糖基转移酶活性表现为富集。KEGG代谢分析表明差异表达基因广泛涉及糖、蛋白、核酸和脂类等生物大分子代谢、次生代谢、激素代谢以及能量代谢过程。脯氨酸代谢相关基因的差异表达分析表明, 谷氨酸途径是胁迫诱导脯氨酸积累的主要方式。表达谱分析结果为玉米渗透胁迫响应分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。     

外源ABA对渗透胁迫下玉米幼苗根系渗透调节的影响

用ABA处理不同抗旱性的两个玉米品种幼苗根系, 测定了根系的水势、渗透势、渗透调节能力及4种渗透调节物质的变化, 结果表明: 渗透胁迫条件下, ABA能提高根系的水势、降低渗透势、增加渗透调节能力, 且对抗旱性强的鲁玉14号的作用大于抗旱性弱的掖单13号. 正常供水条件下, ABA处理对根系水势的提高有一定的作用, 但对渗透势及