低温胁迫对番茄幼苗脯氨酸积累及其代谢关键酶活性的影响

以抗寒性不同的3个番茄品种‘耐运2000’、‘京乐502’和‘O-33-1’为试材,采用常规方法测定不同低温胁迫时间和不同低温胁迫温度下番茄幼苗叶片中脯氨酸含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转移酶(8-0AT)活性、脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性的变化,以期探讨番茄的脯氨酸代谢对低温胁迫的响应机制及其与抗寒性的关系。结果表明：番茄幼苗叶片中的脯氨酸含量随低温胁迫时间的延长和温度的降低均呈先升高后降低的趋势,冷敏感品种‘耐运2000’的平均脯氨酸含量较低,抗寒性越强的品种的脯氨酸保护阈值越大;番茄幼苗叶片中P5CS和8-0AT活性随低温胁迫时间的变化均呈现先升后降的趋势,与脯氨酸积累正相关。在不同低温胁迫温度下,对低温越敏感的品种P5CS和8-0AT活性随温度的变化程度越大;当低温处理1天时,番茄叶片中脯氨酸含量下降,ProDH活性显著增加;随后ProDH活性呈现先降低后升高的趋势,这与脯氨酸的积累呈负相关。在不同低温胁迫下,番茄叶片中ProDH活性在一定低温范围内均出现降低以减少对脯氨酸的降解,增强植株的抗寒能力。     

主成分分析法对番茄品种耐弱光性的综合评价

为了筛选出可用于鉴定番茄耐弱光性的数量化指标,对番茄的耐弱光性进行较系统的综合评价。以6个番茄为试验材料,主要采用分光光度计法对不同程度弱光（50%自然光、25%自然光）胁迫后番茄9个生理生化指标进行测定,利用模糊数学中求隶属函数值的方法对各番茄品种进行耐弱光性综合评价;对番茄各品种抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性、叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量和产量构成因素（坐果率、单株产量）的测定,对各单项指标的耐弱光系数进行相关性分析和主成分分析。试验结果表明,坐果率和产量与其他耐弱光指标之间存在着极显著的相关性。同一种作物在不同程度的逆境胁迫下,抗逆能力的稳定性也有不同。如‘新粉八号’和‘金冠五号’的耐弱光性比较稳定;‘粉都丽人二号’适于在轻度弱光条件的环境中种植;‘亚洲粉皇’对弱光抵御能力最低。     

乙酰水杨酸对夜间亚低温番茄幼苗抗寒性的影响

为了使番茄在北方设施栽培中能更好的适应早春夜间亚低温的环境,选用‘辽园多丽’（耐寒品系）和‘丽佳大粉’（冷敏品系）2个番茄品系幼苗为试验材料,当番茄幼苗长至两叶一心期喷施不同浓度的乙酰水杨酸(ASA),通过测定番茄叶片丙二醛含量,电导率值以及脯氨酸含量,探讨外源ASA在夜间亚低温9℃胁迫下对番茄幼苗的影响。结果表明：‘辽园多丽’番茄品系40 mg/L的外源ASA和‘丽佳大粉’番茄品系120 mg/L的外源ASA可用于番茄幼苗的夜间亚低温防御,对低温胁迫幼苗起保护作用。所以,在番茄幼苗两叶一心期喷施最佳浓度的ASA,可以减少夜间亚低温对番茄幼苗的伤害,从而提高番茄幼苗抵御低温的能力。     

不同生态型玉米品种低温下出苗机理研究

为了探讨不同的玉米品种对冷害的抗性,本研究以黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、山西等地的10个玉米品种‘郑单958’、‘辽单565’、‘中地77’、‘永玉3’、‘山西708’、‘山西712’、‘银河32’、‘吉单198’、‘九单48’、‘龙单13’为试验材料,测定各个品种在5℃低温和25℃恒温条件下的发芽率、吸水率、电导率、细胞内游离脯氨酸含量、淀粉含量,研究结果表明：不同的玉米品种在低温下的活力差异应与24 h内种子吸水率、电导率、细胞内游离脯氨酸含量、淀粉含量、细胞内各种酶的活性有关。经低温处理后,‘辽单565’的发芽率降幅最低,仅为5.34%,其次为‘龙单13’和‘中地77’,降幅分别为5.67%和7%,表明这3个玉米品种对冷害的抗性比较强,适合在黑龙江等冷害灾害较为常见的地区播种。     

卫矛属3种常绿阔叶树木抗寒性研究

为了研究常绿阔叶树种抗寒性机理,以卫矛属3种常绿阔叶树木为研究对象,测定电解质外渗率,并拟合logistic方程求半致死温度,研究低温对POD活性、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量等生理生化指标的影响。结果表明,随着低温胁迫加剧,电解质外渗率呈增加趋势,POD活性及可溶性糖等渗透调节物质表现出先上升后下降的趋势,同属不同种的树木抗寒性差别明显。3个树种抗寒性由强到弱顺序为：北海道黄杨、‘傲雪’北海道黄杨、大叶黄杨,半致死温度分别为：-28.27℃、-26.42℃、-25.70℃。     

水杨酸对低温胁迫下甘蔗苗期抗寒性的效应

以‘新台糖22号’（ROC22）为试验材料,采用0.5 mmol/L水杨酸（SA）喷施苗期甘蔗叶片,于7℃进行低温胁迫,研究水杨酸对甘蔗苗期抗寒性的影响。结果表明：SA降低了受低温胁迫的甘蔗苗期叶片的相对电导率和丙二醛（MDA）含量,提高了可溶性糖,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,减缓了叶绿素含量的下降,认为喷施一定浓度的SA可缓解低温对甘蔗幼苗的损伤,进而可提高甘蔗苗期的抗寒性。     

不同澳洲坚果品种抗旱性的综合评价

以36个澳洲坚果品种为研究对象,在持续干旱胁迫下测定其9项生理指标,并运用隶属函数法对品种的抗旱性进行综合分析,结果表明,‘云澳7号’、‘云澳24号’、‘云澳36号’、‘云澳32号’、‘云澳17’号为高度抗旱品种,‘云澳29号’、‘云澳2号’、‘云澳19号’为抗旱性弱的品种,其余品种为中度抗旱。运用灰色关联分析与主成分分析法,对36个品种的抗旱性与9项指标的相关性进行了分析,结果表明,叶片相对含水量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、游离脯氨酸含量可作为36个澳洲坚果品种重要的抗旱鉴定指标。     

Cd胁迫对2种基因型番茄幼苗活性氧清除系统的影响

为了探明Cd对不同基因型番茄活性氧清除系统影响的基因型差异,利用人工气候箱内水培的方法,测定了0,15,30 mg/L Cd处理对2种基因型番茄（高积累型‘以色列189’,低积累型‘合作903’）幼苗活性氧清除系统的影响。结果表明,Cd处理对番茄活性氧清除系统影响显著,且因品种、部位及酶而不同：高Cd积累品种‘以色列189’茎叶POD、CAT随Cd浓度增加而显著增加,并显著高于低Cd积累品种‘合作903’,而‘合作903’则有降低趋势;茎叶SOD都是先增加后降低。通过分析,发现‘以色列189’防卫酶对Cd耐性强于‘合作903’,SOD对Cd耐性不如POD和CAT。‘以色列189’因其较强的抗氧化能力及GSH含量,在高积累前提下,没有产生过多的脂质过氧化产物TBARS。     

低氮胁迫下氮高效茄子品种筛选

探讨茄子不同品种耐低氮能力的差异,为耐低氮茄子品种的筛选及遗传改良提供理论依据。笔者在正常供氮和低氮胁迫条件下,研究了4个茄子品种的茎粗、叶面积、株高、干重和根冠比等生长指标以及氮素吸收效率的变化。结果显示：与正常供氮相比,低氮胁迫条件下,供试品种的茎粗、叶面积、株高、干重、根冠比和氮素吸收效率大多呈下降趋势,但不同品种下降幅度存在明显差异。低氮胁迫条件下,‘快圆茄’的株高、叶面积、地上部干重和氮素吸收效率减少的幅度均最低,‘改良二苠茄’的茎粗、根冠比和地下部干重相对指数最大,‘超紫亮光’的各项指标相对指数最小,‘黑茄王’各项指标的相对指数居中。‘快圆茄’和‘改良二苠茄’属于氮高效品种,而‘超紫亮光’的耐低氮能力最差。     

NaCl胁迫下3个甜高粱品种生理指标的比较研究

为了筛选出耐盐能力较强的品种,在NaCl胁迫下,以T601、‘辽甜一号’和XT-2甜高粱品种为材料,设计盆栽实验的方法,在0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6% NaCl胁迫下,观察生理性状,并对甜高粱各品种叶绿素和丙二醛含量进行测定。结果表明,不同浓度NaCl胁迫下,3种甜高粱品种幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量随着处理时间的延长均呈下降的趋势。各品种各处理叶片叶绿素含量均小于对照。T601叶绿素含量最大,其次为‘辽甜一号’,XT-2最小;3个甜高粱品种幼苗叶片中的丙二醛含量随着浓度的增加和时间的延长均呈增加的趋势。T601和‘辽甜一号’对照丙二醛含量小于XT-2,受到NaCl胁迫后,XT-2各处理丙二醛仍然大于其他2个品种。T601各处理丙二醛大于‘辽甜一号’。根据3个品种受NaCl胁迫后的叶绿素和丙二醛含量的比较,可以初步确定3个品种的耐盐能力大小顺序为T601 > ‘辽甜一号’ > XT-2。     

番茄再生体系优化以及ProDH干扰载体的遗传转化

【目的】为了进一步探究番茄再生体系,对番茄再生体系进行优化,并利用筛选出的最优体系,将脯氨酸脱氢酶的干扰表达载体进行遗传转化,抗生素筛选获得再生植株。【方法】以44号和65号番茄品种为试验材料,外植体的选择有下胚轴和子叶,以MS为基本培养基,加入不同浓度比的6-BA和IAA,筛选合适的浓度比,来提高遗传转化率。【结果】结果表明：最适的愈伤培养基为MS + 2 mg?L-1 6-BA + 0.2 mg?L-1 IAA,最适分化培养基为MS + 2.0 mg?L-1 6-BA + 0.1 mg?L-1 IAA,最适生根培养基为MS + 0.2 mg?L-1 IAA;最适培养基浓度下,子叶的出愈率、分化率和生根率较下胚轴分别高25%、42%和20%,所以外植体选择子叶为宜,而在两个品种间也有差异,65号番茄总体比44号番茄再生率高。【结论】利用筛选出的最优再生体系,将脯氨酸脱氢酶的干扰表达载体对65号番茄遗传转化,获得抗性植株,以期为番茄抗寒性分子育种提供更多基础材料。     

低温胁迫下高粱幼苗对外源脯氨酸的响应

以冷敏高粱晋303为试验材料,幼苗三叶期用不同浓度的脯氨酸处理后, 2~4℃低温胁迫,测定相关生理指标,探讨外源脯氨酸处理对高粱幼苗耐冷性的影响。结果表明,外源脯氨酸处理可以提高低温胁迫下高粱叶片SOD、POD的活性,分别在3 mmol·L^-1和5 mmol·L^-1浓度脯氨酸的处理提高幅度最大。外源脯氨酸处理能降低低温胁迫下高粱叶片MDA的含量,以5 mmol·L^-1脯氨酸的处理效果最好。外源脯氨酸处理对叶片可溶性糖含量的增加也有作用,在本试验脯氨酸浓度设置范围内,可溶性糖含量随处理浓度的增加而增加。外源脯氨酸处理可以维持高粱幼苗中较高的叶绿素含量,喷施5 mmol·L^-1浓度脯氨酸时幼叶叶绿素含量最高。说明外源脯氨酸处理可有效缓解低温胁迫对高粱幼苗的伤害,提高幼苗的耐冷能力。     

玉米自交系苗期耐冷性鉴定

采用低温下发芽鉴定,田间分期播种和人工低温处理完整植株等方法,研究了8个玉米自交系苗期耐冷性反应.结果表明:玉米自交系的耐冷性可以分为强、中、弱等类型.玉米自交系的主要耐冷特征有耐冷性总指数、发芽临界温度、早播幼苗地上部分干重、早播叶片束缚水含量、叶片膜透性相对电导值达50%的时间、叶片超弱发光强度达1/2Max的时间和植株干枯率达50%的时间等指标.常温下游离脯氨酸含量与耐冷性呈正相关,低温下脯氨酸积累量与耐冷性呈负相关.     

普通菜豆PvP5CS2基因对逆境胁迫的应答

为了探索逆境条件下脯氨酸积累的分子遗传机理, 改善作物的抗逆能力, 应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和水杨酸法分别检测干旱、高盐(200 mmol L^-1 NaCl)和冷(4℃)胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中脯氨酸合成酶基因PvP5CS2表达量和脯氨酸含量的变化。结果显示, 3种胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中PvP5CS2的转录水平快速上升, 干旱处理4 d, 叶中PvP5CS2表达量达到最大值; 高盐处理下, 叶和根中PvP5CS2的表达高峰分别出现在2 h和6 h; 冷胁迫下, 叶和根中的表达高峰都出现在2 h; 随着胁迫时间的延长, PvP5CS2基因的转录水平逐渐下降。普通菜豆在逆境胁迫下, 幼苗叶和根中脯氨酸大量积累, 积累高峰出现在PvP5CS2基因表达高峰之后。这些结果说明, PvP5CS2基因的表达受干旱、高盐和冷胁迫诱导, 脯氨酸积累受PvP5CS2基因转录水平的调控。PvP5CS2基因在洋葱表皮细胞中的瞬时表达结果显示PvP5CS2蛋白定位在细胞核和膜上。     

孕穗抽穗期低温对水稻植株、产量性状及脯氨酸含量的影响

低温是东北稻区常见的气象灾害。此试验以北方主栽粳稻品种辽星1号和辽优5218为试材,采用盆栽试验,人工控温在孕穗期、抽穗开花期进行低温胁迫,处理后立即测定叶片脯氨酸含量,成熟后调查植株和产量性状的变化,探讨生殖生长关键期低温伤害机理及叶片脯氨酸含量的变化在低温逆境中的作用。结果表明：植株性状中,株高在抽穗开花期对低温更敏感;穗抽出度则在孕穗期更敏感,穗抽出度与单株实粒数及结实率呈显著或极显著正相关,可作为抗性鉴定指标应用。产量性状中,穗粒数、单株实粒数、千粒重指标在孕穗期对低温更敏感。低温胁迫下,叶片脯氨酸含量随温度的降低、处理时间的延长而迅速上升,辽星1号最大增加2.65倍,辽优5218增加7.66倍。孕穗期低温,辽优5218叶片脯氨酸含量与穗抽出度、单株实粒数及单株结实率呈显著负相关;抽穗开花期低温,两品种叶片脯氨酸含量与株高、单株实粒数及单株结实率均呈显著负相关,辽星1号脯氨酸含量还与单株秕粒数呈极显著正相关。脯氨酸含量的变化是低温伤害程度的直观反映,把它单独作为抗性评价指标会有失真的可能。     

普通菜豆PvP5CS2基因对逆境胁迫的应答

为了探索逆境条件下脯氨酸积累的分子遗传机理, 改善作物的抗逆能力, 应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和水杨酸法分别检测干旱、高盐(200 mmol L^-1 NaCl)和冷(4℃)胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中脯氨酸合成酶基因PvP5CS2表达量和脯氨酸含量的变化。结果显示, 3种胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中PvP5CS2的转录水平快速上升, 干旱处理4 d, 叶中PvP5CS2表达量达到最大值; 高盐处理下, 叶和根中PvP5CS2的表达高峰分别出现在2 h和6 h; 冷胁迫下, 叶和根中的表达高峰都出现在2 h; 随着胁迫时间的延长, PvP5CS2基因的转录水平逐渐下降。普通菜豆在逆境胁迫下, 幼苗叶和根中脯氨酸大量积累, 积累高峰出现在PvP5CS2基因表达高峰之后。这些结果说明, PvP5CS2基因的表达受干旱、高盐和冷胁迫诱导, 脯氨酸积累受PvP5CS2基因转录水平的调控。PvP5CS2基因在洋葱表皮细胞中的瞬时表达结果显示PvP5CS2蛋白定位在细胞核和膜上。     

ProDH基因反义表达载体的遗传转化

利用农杆菌介导的叶盘法将ProDH基因反义表达载体分别导入番茄品种‘耐运2000’和烟草中,建立并优化了番茄子叶再生体系。同时采用操作简单、再生周期短、转化效率较高的烟草进行了遗传转化体系的建立。试验获得49个烟草抗性芽和177个番茄抗性芽,用特异性引物对其做PCR扩增验证,共获得9个PCR呈阳性的抗性芽,其中7个烟草抗性芽、2个番茄抗性芽,因此证明外源基因已成功转入番茄的基因组中,为进一步番茄转基因工程的研究奠定基础。     

脯氨酸与植物的抗寒的综述

本文对低温胁迫下,脯氨酸在植物体内的变化、作用机理、代谢与调节及其在植物抗寒育种中的应用方面的研究进行了综述。