PagHK3a基因敲除对银腺杨抗旱性的影响

[目的 ]：对银腺杨（Populus alba×P. glandulosa‘84k’）组氨酸激酶PagHK3a基因敲除株系的抗旱性进行评价，同时探究PagHK3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法 ]：利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨（WT）及其PagHK3a基因敲除株系（C1和C2）组培苗，处理3h后采用实时定量PCR(Quantitative real-time PCR)方法测定各株系叶片PagHK3a基因、PagHK3a下游基因、干旱胁迫响应基因及抗氧化基因的表达水平；利用称重控水法对各株系盆栽苗进行3个梯度的温室干旱胁迫处理，包括正常浇水（土壤相对含水量：70%～75%）、中度干旱（40%～45%）以及重度干旱（25%～30%），干旱胁迫4周后测定WT及C1、C2株系的瞬时光合参数、过氧化氢（H2O2）及丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）酶活性、株高和地径等生理生化及生长指标。[结果 ]：在温室中度干旱条件下，C1和C2株系株高生长量均显著高于WT，而在重度干旱条件下，这两个株系的株高生长量与WT相比均无...     

干旱胁迫对光叶珙桐幼苗抗氧化系统的影响

通过研究干旱胁迫对光叶珙桐幼苗抗氧化酶系统相关物质的影响,以探究光叶珙桐幼苗对干旱胁迫的适应能力。设置对照组、5%、10%、15%、20%PEG-6000梯度浓度对3年生光叶珙桐幼苗进行干旱胁迫处理,提取叶片中RWC、SOD、POD和CAT和MDA进行比较研究。结果表明:(1)随着光叶珙桐幼苗遭受干旱胁迫程度加剧与胁迫时间的延长,叶片中RWC急剧减少,SOD、POD与CAT酶活均先上升后下降,MDA含量先下降后上升;(2)SOD变化不显著,在光叶珙桐抗旱机制中发挥的作用最小;而POD活性和CAT活性均变化明显,二者协同作用,在不同程度的胁迫下分别起到清除自由基的作用,以降低自由基对植株造成伤害;(3)POD活性在24h轻度胁迫处理下高出CK组409.14%,CAT在重度胁迫处理下高出CK组191.49%,二者在严重胁迫(20%PEG)处理下又降至接近CK组水平,说明POD在轻度胁迫时POD发挥其保护作用,随着干旱胁迫程度的加剧,CAT发挥着保护膜脂的主要作用,在严重胁迫下二者活性均降低;(4)MDA含量先下降后上升,说明在干旱胁迫初期,在保护酶协同作用下减少了MDA的生成,在严重胁迫处理时含量积累升高到CK组含量的29.86%,表明随胁迫程度的加剧保护酶活性受到明显抑制。光叶珙桐对干旱胁迫较为敏感,水因子成为光叶珙桐生长的主要限制条件。     

转桑树MAPK5基因拟南芥在不同逆境胁迫下的抗性分析

【目的】植物促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在响应生物与非生物胁迫中发挥重要作用。本研究通过分析桑树(川桑)B家族MAPK基因MnMAPK5的亚细胞定位和启动子活性,并将其转入拟南芥中进行过表达研究,探讨MnMAPK5在逆境胁迫下的作用机制。【方法】将MnMAPK5的上游启动子连接到p BI121载体上,通过花粉介导法转入拟南芥中,经高温、低温、NaCl和PEG处理后进行GUS染色分析。通过构建过表达载体,将MnMAPK5转化到拟南芥中,用T3转基因植株进行抗逆境胁迫分析。【结果】MnMAPK5基因的编码蛋白定位于细胞质和细胞核中。在拟南芥中检测MnMAPK5启动子驱动的GUS活性的结果显示,MnMAPK5启动子活性受到了高温、低温、高盐和干旱胁迫的诱导。在高盐、干旱、低温和H_2O_2处理条件下,过表达MnMAPK5抑制了转基因拟南芥的萌发和生长。在盐胁迫下,过表达MnMAPK5提高了转基因植株中的MDA含量和POD活性,降低了CAT活性、可溶性糖含量和H_2O_2含量;在干旱胁迫下,过表达MnMAPK5提高了转基因拟南芥中的MDA和H_2O_2含量,降低了CAT和POD活性;在低温下,转基因拟南芥相比野生型植株表现出更低的CAT活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量;在氧化环境胁迫下,转基因拟南芥的MDA含量显著高于野生型拟南芥,而脯氨酸含量和可溶性糖含量要低。此外,在各个胁迫环境条件下,AtPOD、AtCAT和AtRD22等胁迫相关基因的表达量在转基因植株低于野生型拟南芥。【结论】MnMAPK5启动子在转基因拟南芥中的活性受到了不同非生物胁迫的诱导。过量表达MnMAPK5降低了拟南芥对非生物胁迫的抵抗能力,表明MnMAPK5在逆境胁迫下起着负调控作用。     

干旱胁迫对芒生理生化指标的影响

以盆栽芒为材料,进行了持续25 d的干旱胁迫处理,同时以正常浇水为对照,研究了不同程度干旱胁迫对芒叶片的叶绿素含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、保护酶活性的影响。结果表明,在干旱胁迫处理下,芒叶片的叶绿素含量、相对电导率、MDA呈上升趋势,叶绿素含量在处理过程中增长相对比较平缓,相对电导率、MDA在处理结束时分别增长了0.78和1.12倍;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)呈先上升后下降趋势,SOD、POD增长高峰出现在胁迫处理第15天,CAT增长高峰则出现在第10天。     

干旱胁迫及复水对绿竹容器苗生理特征的影响

[目的]探究模拟干旱环境下水分亏缺对绿竹容器苗主要营养器官生理特性的影响,为绿竹规模化育苗栽培制定适宜的经营管理及节水灌溉技术方案提供理论依据。[方法]以绿竹组培苗为试验材料,采用盆栽苗控水方式,测定分析不同干旱胁迫条件下绿竹叶片及根系抗氧化酶、膜脂渗透性、叶片光合色素含量、以及根系活力等生理指标。[结果]表明:随着干旱胁迫加重,绿竹叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量明显下降,各处理间均达到差异显著(P0.05),复水后叶绿素a、叶绿素b、及类胡萝卜素含量均明显升高,其中叶绿素a、叶绿素b达到差异显著(P0.05),但类胡萝卜素差异不显著(P0.05);干旱胁迫下,根系活力呈明显下降趋势,中度干旱胁迫(MS)和重度干旱胁迫(SS)根系活力分别比对照(CK)下降14.35%、33.31%,均达到差异显著(P0.05),复水后,根系活力均明显升高,分别达到了CK处理根系活力的96.75%、73.84%;干旱胁迫下,根系及叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,且在复水后均呈现一定下降趋势,表现为中度干旱胁迫后复水(MS-CK)降低程度高于重度干旱胁迫后复水(SS-CK),各处理间均达到差异显著(P0.05)。[结论]模拟干旱环境下,增加干旱胁迫程度,绿竹的根系活力及叶片色素含量呈显著降低,MDA含量及SOD、CAT、POD活性均升高。复水后,根系活力及叶片色素含量较干旱胁迫时有所提高,MDA含量及SOD、CAT、POD活性有明显下降,不同干旱程度补偿能力不同,表现为中度干旱胁迫后复水高于重度干旱胁迫后复水,且不同营养器官对于解除干旱后消除活性氧及修复适应能力也不尽相同。绿竹根系活力和叶绿素含量与干旱胁迫程度呈负相关,而保护酶SOD、CAT、POD活性以及MDA含量均与干旱胁迫程度呈正相关。     

干旱胁迫对白蜡苗生理指标的影响

采用聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫处理白蜡幼苗,对过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量和游离脯氨酸（PRO）含量等生理指标进行测定分析。结果表明,随着PEG-6000浓度的增大,MDA含量和PRO含量也增大,CAT活性先增大后降低,表现出较强的抵御不良环境胁迫的能力。白蜡幼苗能承受PEG-6000浓度为20％的中度胁迫（相当于-0．6MPa水势）,而不能承受30％的重度胁迫（相当于-1．2MPa水势）,确定白蜡为中度耐旱植物。     

白桦HSFA4转录因子的克隆及耐盐功能分析

【目的】热激转录因子(HSF)在植物对非生物胁迫应答中起重要的调节作用。本研究拟从白桦中克隆获得HSFA4基因(命名为BpHSFA4),研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】在白桦转录组中筛选获得1条HSFA4基因,通过RT-PCR克隆获得BpHSFA4基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析不同逆境胁迫下BpHSFA4基因在白桦叶、茎和根中的表达模式。构建植物过表达载体pROKⅡ-BpHSFA4和抑制表达载体pFGC5941-BpHSFA4,进行白桦瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染白桦作为对照。分析NaCl胁迫下不同瞬时转化白桦株系的MDA、H_2O_2、SOD、POD、相对电导率及二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定BpHSFA4基因的耐盐功能。【结果】BpHSFA4基因cDNA全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为44.15 kDa,理论等电点为5.14,具有典型HSF结构域。非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)条件下和激素(ABA、GA_3和JA)处理下,BpHSFA4基因的表达均发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显上调或者下调,其中盐胁迫下表达变化尤为明显。3种瞬时表达白桦株系中的BpHSFA4基因的表达分析结果显示成功获得了瞬时过表达转基因株系(OE)和抑制表达转基因株系(SE)。进一步对不同转基因白桦株系的生理指标和生理染色进行分析,结果显示:Na Cl胁迫条件下,过表达BpHSFA4植株H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率明显低于对照植株,抑制表达BpHSFA4植株的H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率则明显高于对照植株;过表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显高于对照植株,而抑制表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显低于对照株系;NBT、DAB染色结果与H_2O_2含量测定结果一致,显示OE植株的着色明显比对照植株浅,而抑制表达株系着色明显比对照植株深,Evans blue染色结果和MDA含量测定结果一致。【结论】BpHSFA4基因能对非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)和激素(ABA、GA_3和JA)处理做出应答,特别是盐胁迫条件下,应答强烈,该基因可能参与白桦耐盐胁迫应答。在盐胁迫条件下,瞬时过表达BpHSFA4基因株系能通过提高SOD和POD等保护酶的活性从而增强活性氧清除能力、降低膜脂氧化程度,减少细胞受损或细胞死亡,进而提高白桦的耐盐能力。本研究初步证实BpHSFA4基因是一个耐盐胁迫应答候选基因。     

黄连木根系抗氧化酶系对干旱胁迫的响应

采用划分水分梯度的控水方法,研究黄连木根系抗氧化酶系对干旱胁迫的响应.结果表明:干旱胁迫使黄连木根系中O2产生速率升高、MDA含量增加,使根系中SOD、POD、CAT、APX活性升高.O2产生速率、MDA含量与SOD、POD、CAT、APX活性的变化具有同步性,表明黄连木根系的抗氧化酶系具有清除活性氧的潜在能力,表现出一定的抗旱能力.     

马尾松谷胱甘肽过氧化物酶PmGPX6基因cDNA克隆及转化拟南芥耐旱性初步研究

[目的]克隆马尾松谷胱甘肽过氧化物酶基因,并对其进行功能研究。[方法]采用RACE技术克隆基因c DNA序列,实时荧光定量PCR检测基因在马尾松干旱胁迫下的表达模式,花序浸泡法转化拟南芥,并对转基因与野生型拟南芥的生长表型和根系生长进行分析。利用荧光显微镜技术对转基因拟南芥不定根进行GFP荧光检测。[结果]克隆到1个871 bp的GPX基因全长c DNA序列,命名为Pm GPX6。Pm GPX6包括513 bp的完整开放阅读框,编码170个氨基酸残基。Pm GPX6蛋白与油松Pt GPX蛋白同源性达95%。Pm GPX6在马尾松根中高表达,茎、叶中表达量低。在干旱胁迫下,Pm GPX6在根、茎、叶中的表达量均在第15天达到最大,随后出现下降趋势。过表达Pm GPX6与野生型拟南芥植株在正常水分条件下表型与根长差异不大,但在干旱胁迫下,转基因植株根系更长。转基因拟南芥根在蓝色光激发下能发出强烈的绿色荧光,表明Pm GPX6基因能高效表达。[结论]推测Pm GPX6可能参与马尾松干旱胁迫应答。     

干旱胁迫对油橄榄幼苗的影响

以油橄榄幼苗为材料,在旱棚盆栽条件下进行苗期干旱胁迫试验。对株高、脯氨酸含量、可溶性蛋白、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性进行了测定。结果显示:进行模拟干旱胁迫后,株高、脯氨酸、可溶性蛋白及SOD含量无明显变化;可溶性糖、CAT、MDA、POD含量逐渐升高。研究表明,在不同程度的干旱胁迫条件下,油橄榄幼苗的生长受到一定程度的抑制,但能够通过调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗旱耐旱潜力。     

干旱胁迫下佛甲草生理生化变化的研究

为了解佛甲草对干旱环境的适应能力,研究了干旱胁迫下佛甲草组织中MDA,脯氨酸,叶绿素含量及SOD和POD活性的变化。研究结果表明,在轻度干旱胁迫下,植物组织中SOD和POD活性呈上升趋势;在严重干旱胁迫下SOD和POD活性有所下降。MDA含量整体呈上升趋势。干旱处理使叶绿素含量呈现先上升后下降的趋势。脯氨酸含量呈现上升趋势,在严重干旱时,略有下降。     

转ugb基因银腺杂种杨的耐涝性

对导人透明颤菌血红蛋白(vitreoscilla hemoglobin,VHb)基因vgb银腺杂种杨进行Southern印记杂交和RTPCR检测,证实vgb基因已整合到杨树基因组中,并在转录水平上得到表达.在温室对4个转基因株系及对照盆栽扦插苗进行模拟持续淹水胁迫试验,研究淹水条件下植株的生长及生理性状.结果表明,随着淹水时间的延长苗木逐渐死亡.对照植株在淹水17天后死亡率达66.67%,而4个转基因株系死亡率均低于50.00%,其中T81最低,只有25.00%;同时4个转基因株系在淹水胁迫时能够保持较高的叶绿素含量,并且膜质过氧化物MDA含量均低于对照植株;涝渍胁迫下转基因株系生长受抑制程度低于对照植株.说明在淹水胁迫下vgb基因的表达增强了银腺杂种杨叶绿素含量的积累,进而促进了转基因植株的生长,提高了转基因株系对淹水的忍受能力.     

曲古抑菌素A对沙棘扦插苗响应干旱和复水及相关基因表达的影响

[目的 ]研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(Trichostatin A, TSA)在20%聚乙二醇模拟干旱和干旱后复水条件下，对沙棘扦插苗叶片形态、光合指标、脯氨酸、丙二醛和脱落酸含量等生理特性和组蛋白去乙酰化酶、合成脱落酸和类黄酮相关基因表达的影响。[方法 ]测定沙棘扦插苗干旱相关生理指标，实时定量PCR检测基因表达量。[结果 ]1μmol·L-1TSA预处理的沙棘在同等干旱胁迫下耐旱性增强。与仅干旱处理相比，（1）叶片下垂和萎蔫程度降低，植株鲜质量下降程度更小，复水后植株恢复程度更大。（2）净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、PSII最大光化学效率Fv/Fm值、PSII有效光化学量子产量Y(Ⅱ)值和叶绿素相对含量(SPAD)值均显著上调，复水后均下调。（3）脯氨酸和类黄酮含量显著上调，丙二醛和脱落酸含量显著下调，复水后趋势相同。（4）组蛋白去乙酰化酶基因HrHDA6和HrHDA19、脱落酸合成相关基因ABF1和NAC2表达均显著下调，类黄酮合成相关基因C4H2和CHS4表达均显著上调，复水后趋势相同。[结论 ]TSA通过调控沙棘扦插苗生理和基因表达参与对干旱胁迫的响应，可以提高...     

干旱胁迫对转PtWOX11/12 a基因河北杨生长及生理特性的影响

以转PtWOX11/12a基因河北杨为材料,野生型河北杨为对照,通过测定不同干旱条件下转PtWOX11/12a基因河北杨生理指标,研究干旱胁迫下转PtWOX11/12a基因河北杨生长及生理特性.结果表明:随着干旱程度的加深,转基因植株株高生长量、地径生长量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧...     

干旱胁迫对落羽杉幼苗生理特性的影响

为探究落羽杉（Taxodium distichum）幼苗在干旱胁迫下的生理机制,为落羽杉耐旱性的理论研究及消落带植被选择提供参考,以2年生落羽杉幼苗为研究对象,采用不同浓度聚乙二醇（PEG-6000）与霍格兰（Hoagland）混合液模拟干旱胁迫,设置6个PEG-6000浓度梯度（0、5%、10%、15%、20%和25%）,研究不同干旱胁迫程度下落羽杉幼苗生理特性。结果表明,随干旱胁迫程度增加,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈先降后升的趋势。可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性均随干旱胁迫程度增加而升高,抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性呈先升后降的趋势。落羽杉幼苗对干旱胁迫有较好的调节能力和较强的耐受性,是适用于消落带景观改良和绿化的重要树种。     

干旱胁迫对转SacB基因、转BADH基因的美丽胡枝子的影响

以同时培育的转SacB基因、转BADH基因及未转基因的美丽胡枝子盆栽苗为材料,研究干旱条件下3种试材的脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、过氧化物歧化酶、丙二醛、叶绿素含量的变化.结果表明:在正常土壤水分状态下,3种试材的这几项指标含量没有明显差异,但随着干旱胁迫强度的增加,2类转基因的美丽胡枝子所积累的脯氨酸、可溶性总糖量明显高于非转基因植株,在甜菜碱积累方面.转入BADH基因的美丽胡枝子要强于非转基因植株及转入SacB基因的植株.尽管在干旱状态下,3种试材的SOD活性增强,但2种转基因植株的SOD活性并没有明显大于非转基因植株.不论是转入SacB基因,还是转入BADH基因,转基因植株明显可抑制丙二醛在植物体内的快速积累和叶绿素的降解.田间观测的结果也进一步表明:转基因植株的耐旱性明显强于非转基因植株.     

瞬时过表达ThCBL4基因提高刚毛柽柳耐盐能力

[目的]本研究拟从刚毛柽柳(Tamarix hispida)中克隆获得1个ThCBL4基因,研究该基因的耐盐功能。[方法]以"Calcineurin B-like protein"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThCBL4基因c DNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThCBL4基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用Real time RT-PCR分析了0.4 mol·L-1NaCl、20%(w/v)PEG6000和100μmol·L-1ABA胁迫处理后ThCBL4基因在刚毛柽柳根和叶中的表达情况。为了进一步分析ThCBL4基因的耐盐功能,构建了植物过表达载体pROKⅡ-ThCBL4,抑制表达载体p FGC5941-ThCBL4,并进行柽柳瞬时转化,同时以pROKII瞬时侵染柽柳作为对照。分析比较NaCl胁迫后瞬时转化柽柳POD、SOD酶活性、MDA含量和DAB、NBT及Evans blue染色情况,以综合评定ThCBL4基因的耐盐功能。[结果]ThCBL4基因c DNA长度为1 432 bp,编码区长度675 bp,编码224个氨基酸,编码蛋白分子量为25.57 k Da,理论等电点为5.0。3种不同环境处理后,ThCBL4基因在刚毛柽柳根中均为上调表达,在刚毛柽柳叶中均为下调表达。对盐胁迫后瞬时表达柽柳ThCBL4基因的表达分析显示,成功获得瞬时过表达(标记为OE)、抑制表达(标记为RNAi)转基因株系。进一步的生理指标和生理染色结果显示,盐胁迫下过表达ThCBL4植株的保护酶类SOD与POD活性明显高于对照和抑制表达株系。NBT和DAB染色结果显示,过表达植株的O·-2和H_2O_2含量明显低于对照,抑制表达植株的O·-2和H_2O_2含量明显高于对照;而Evans blue染色和MDA含量测定结果显示,与对照相比,过表达ThCBL4植株着色更浅、MDA含量更低,而抑制表达ThCBL4植株着色更深、MDA含量更高。[结论]ThCBL4基因可能参与了刚毛柽柳的耐盐胁迫应答,瞬时过表达ThCBL4基因通过提高植株的保护酶活性,降低活性氧氧化程度和细胞损伤的程度,从而提高了转基因刚毛柽柳的耐盐能力。     

干旱胁迫下3个甜角品种幼苗的生理生化响应及抗旱性评价

在大棚模拟持续干旱条件下,测定了3个甜角品种PRAKAYTONG(闪金)、SRITONG(金色)、SRITONGBAO (轻金色)幼苗叶片的细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量、渗透调节物质含量、保护酶活性、叶片含水量和叶绿素含量,研究甜角对干旱胁迫的生理生化响应,并用抗旱系数法和隶属函数法进行抗旱性综合评价.结果表明:随着干旱胁迫时间的延长及胁迫程度的加重,幼苗叶片的细胞质膜透性、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量都呈增加趋势;SOD和POD活性则呈先上升后下降趋势;叶片水分含量和叶绿素呈减少趋势.经抗旱指数法和隶属函数法分析,3个品种的抗旱性从强到弱依次表现为PRAKAYTONG＞ SRITONGBAO＞ SRITONG.     

干旱胁迫对4种木兰科树种生理特性的影响

【目的】干旱是限制木兰科树种推广应用最主要的逆境因素,深入研究不同树种的及形态、生理生化特性等抗旱指标,鉴定抗旱相关性状及抗旱机制,成为抗旱育种的重要前提。【方法】以武当木兰、红花木莲、乐昌含笑、乐东拟单性木兰为试验材料,采用盆栽试验对其进行干旱胁迫,研究了干旱胁迫对植物根冠比、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)含量、过氧化氢酶(CAT)含量、可溶性蛋白(SP)等6个指标的影响。【结果】1)随着干旱胁迫程度的增加,4种木兰科树种的根冠比均呈上升趋势;2)叶绿素含量随干旱胁迫的增加而显著降低(P 0.05),叶绿素总量相对于对照组在重度干旱胁迫下分别下降74.08%、54.92%、59.48%、31.33%,且下降至最低值;3)丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)含量随干旱程度增加呈上升趋势,且武当木兰的上升幅度最大,分别上升38.71%、304.28%;可溶性蛋白(SP)含量、过氧化氢酶(CAT)含量与随干旱程度增加呈下降趋势,且以红花木莲与乐昌含笑下降幅度最小,分别下降35.71%、69.85%。【结论】4种木兰科植物的抗旱能力表现为最强的是乐昌含笑,其次为乐东拟单性木兰和武当木兰,最后是红花木莲。乐昌含笑具有树姿雄伟、叶密浓绿、花色鲜艳、芳香四溢、材质优良等特性,可成为长江以南地区城市绿化的重要树种。     

刚毛柽柳NAC24基因的表达及抗逆功能分析

【目的】NAC类转录因子是植物特有的最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育过程,并在植物响应盐、干旱等多种非生物胁迫的过程中发挥至关重要的调控作用。本研究拟从盐生木本植物刚毛柽柳中克隆获得一个NAC转录因子基因,研究该基因的耐盐、抗旱功能,以期为研究木本植物NAC转录因子的抗逆分子机制奠定理论基础。【方法】在刚毛柽柳NaHCO_3胁迫转录组数据库中筛选获得一个NAC转录因子基因,将其命名为ThNAC24(GenBank登陆号:KF031949)。利用生物信息学工具将其与其他9个物种的NAC蛋白进行多序列比对,与拟南芥105个NAC蛋白进行进化树分析。分别用300 mmol·L^-1 NaCl和400 mmol·L^-1甘露醇对刚毛柽柳进行胁迫,在胁迫6、12、24和48 h后分别取刚毛柽柳根及叶组织。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐、干旱胁迫下ThNAC24基因在不同胁迫时间点及不同组织的表达情况,初步鉴定其是否响应盐、干旱胁迫。为进一步研究ThNAC24基因的抗逆功能,分别构建植物过表达(pROKⅡ-ThNAC24)及抑制表达(pFGC5941-ThNAC24)载体。利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系获得ThNAC24基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(Control)刚毛柽柳植株。在盐、干旱胁迫下分析比较了ThNAC24基因瞬时过表达、抑制表达及对照刚毛柽柳植株的二氨基联苯胺(DAB)和氯化硝基四氮唑蓝(NBT)染色情况,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,及电解质渗透率、失水率及丙二醛(MDA)含量,鉴定ThNAC24基因的耐盐、抗旱功能。【结果】ThNAC24基因的开放阅读框为1 023 bp,编码340个氨基酸。多序列比对结果显示ThNAC24在N端的氨基酸序列相似度比较高,具有NAC家族的序列特征;系统进化树分析结果显示ThNAC24与ANAC103和ANAC082的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:盐胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫12 h表达量最高,而叶组织中胁迫24 h的表达量最高;干旱胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫6 h表达量最高,在叶组织中胁迫12 h的表达量最高。ThNAC24基因在刚毛柽柳根和叶组织中均有表达且响应盐和干旱胁迫。过表达ThNAC24基因显著降低了刚毛柽柳H_2O_2和超氧阴离子含量,增强了POD和SOD酶的活性,从而减少活性氧(ROS)的积累。过表达ThNAC24基因能够降低刚毛柽柳在逆境胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,从而保护细胞膜结构的完整性。【结论】刚毛柽柳ThNAC24基因能够响应盐、干旱胁迫,过表达ThNAC24基因植株通过增强POD和SOD活性,进而提高ROS清除能力,减少细胞受损或死亡,从而提高刚毛柽柳的耐盐及抗旱能力。