硒对甜樱桃叶片褪黑素和谷胱甘肽氧化还原循环的影响

【目的】研究不同价态和浓度硒对甜樱桃叶片褪黑素含量以及谷胱甘肽(GSH)氧化还原循环的影响,为探究外源硒、内源褪黑素和GSH氧化还原循环间的关系提供参考。【方法】2015年在四川广元进行田间试验,以两年生甜樱桃‘红蜜’和‘布鲁克斯’为试验材料,试验包括清水处理(CK)、单施Se~(6+)(来源于Na_2SeO_4)、单施Se~(4+)(来源于Na_2SeO_3)、Se~(6+)+褪黑素和Se~(4+)+褪黑素5个处理,30 d后采取叶片,测量叶片硒含量和褪黑素的含量。2016年以重庆綦江两年生甜樱桃‘布鲁克斯’叶片为试验材料进行离体试验,将甜樱桃离体叶片放置在2 mg·L~(-1) Se~(6+)处理0、1、2、3和4 d,以清水处理为对照,每天上午10:00采取叶片;将离体叶片分别置于0、0.5、1.0、2.0、4.0 mg·L~(-1) Se~(6+)溶液24 h后采取叶片,离体试验分别测量叶片硒和褪黑素的含量以及GSH氧化还原循环的物质和酶活性。【结果】田间试验中,2.0 mg·L~(-1) Se~(4+)和Se~(6+)处理显著降低了‘红蜜’和‘布鲁克斯’甜樱桃叶片褪黑素含量,且两种甜樱桃叶片褪黑素含量在Se~(6+)+褪黑素和Se~(4+)+褪黑素处理下分别比单施Se~(6+)和单施Se~(4+)处理高。离体试验中,硒处理第1天‘布鲁克斯’离体叶片褪黑素含量高于对照,之后低于对照且随着时间延长而逐渐降低。硒处理第1天迅速降低了GSH氧化还原循环的物质和酶活性,即GSH、氧化性谷胱甘肽(GSSG)、GSH+GSSG和GSH/GSSG比值低于对照,谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性也低于对照,之后随着时间的延长,GSH氧化循环效率升高并超过对照。在不同浓度Se~(6+)处理24 h下,Se~(6+)处理增加了叶片褪黑素的含量,且随着浓度的增加而增加,GSH氧化循环效率则呈下降的趋势。【结论】外源硒处理提高了甜樱桃叶片硒含量,且六价硒的效果显著高于四价硒。外源硒处理影响甜樱桃褪黑素的含量和GSH氧化还原循环。     

园艺作物环境胁迫的正效应

园艺作物环境胁迫的正效应河北农业技术师范学院园艺系张运涛，李智勇胁迫（Ｓｔｒｅｓｓ）系指对植物生存与生长不利的各种外部因素的总称。干旱、洪涝、病虫危害和冻害每年给园艺作物带来巨大损失，为了减轻这些危害人们进行了广泛研究，但是，对于自然或人为胁迫给植物...     

园艺作物限根栽培技术研究进展

根域限制技术的原理是将作物根系置于一个可控的范围内,通过控制根系生长来调节地上部和地下部、营养生长和生殖生长的关系。本文介绍了园艺作物限根栽培的措施和理论．依据地上和地下相关性、根系局部营养生长冗余、限根对植株生长发育的影响、限根的生理反应和作用机制以及限根技术的应用等方面探讨了其在蔬菜栽培中的应用。     

蛋白质组学分析揭示玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性

【目的】从蛋白质组学的层面探讨玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性,分析其功能,揭示籽粒自身防御系统的分子调控机理。【方法】大田条件下,以玉米品种登海661(DH661)为供试材料,67 500株/hm~2密度下种植,开花期人工饱和授粉后第3、5、10、15、20、30、40和50天(DAP)取果穗中部籽粒。TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白,用同位素标记相对定量(i TRAQ)技术进行蛋白质组学分析。通过匹配Uniprot玉米蛋白数据库鉴定籽粒总蛋白,并且用基因本论(GO)注释按照生物过程、分子功能及细胞组件进行功能分类。分析鉴定籽粒发育过程中显著差异表达的胁迫相关蛋白,并且将其分层聚类以展示其在籽粒发育过程中的表达模式。【结果】通过匹配玉米蛋白数据库,籽粒中总计鉴定到4 751个蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程与分子过程是最主要的两个生物过程,而催化活性与绑定功能是最主要的两个分子功能类别,表明这些生物过程与分子功能对籽粒发育具有重要作用。定量分析检测到123个胁迫相关蛋白在玉米籽粒发育过程中显著差异表达,主要参与籽粒蛋白修饰(33个)、活性氧(ROS)体内平衡(31个)、贮藏物质保护(17个)、病虫害响应(8个)及其他胁迫响应过程(34个)。蛋白修饰相关蛋白主要包含一系列的热激蛋白、肽基脯氨酰顺反异构酶及蛋白二硫键异构酶,并且这些蛋白在籽粒不同发育阶段均显著积累,这对稳定籽粒中的蛋白结构具有重要作用。ROS相关蛋白包含不同的抗氧化酶系,并且主要在籽粒发育前、后期显著积累,维护了ROS的体内平衡。贮藏物质保护相关蛋白主要包含多种蛋白酶抑制剂、油脂体蛋白及油脂体固醇蛋白,并且这些蛋白随着籽粒发育不断上调表达,保护了贮藏物质的合成与积累。病虫害响应相关蛋白同样在籽粒发育后期显著积累,增强了籽粒对生物胁迫的抗性。其他胁迫响应相关蛋白主要包括一系列的晚期胚胎丰富蛋白(LEA)、膜联蛋白、脂质转移蛋白、非特异性脂质转移蛋白及脂氧合酶,其中LEA在籽粒发育后期显著积累,膜联蛋白与脂氧合酶主要在发育前期显著表达,而脂质转移蛋白及非特异性脂质转移蛋白在籽粒不同发育阶段均有积累,表明这些蛋白在籽粒不同发育阶段发挥重要作用。【结论】胁迫相关蛋白在籽粒不同发育阶段显著积累,构建了一个协同、多样、稳定的防御调控机制,维护了籽粒正常的发育过程。     

CRISPR/Cas9技术在园艺作物中的研究进展

【目的】 回顾近年来基因编辑技术在园艺作物中的研究进展,为园艺作物的基础研究与品种培育提供参考。【方法】 从国内外文献资料中收集查阅CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中的研究报道,对其分析汇总。【结果】 传统育种手段难以满足园艺作物对产量和品质日益增长的需求,CRISPR/Cas9技术为其品种改良开辟新的道路,改变园艺作物育种格局,促进其在抵御生物胁迫,响应非生物胁迫,提高果实品质和作物驯化。【结论】 CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中是育种工作不可或缺的关键性技术。     

棉花纤维品质改良相关基因研究进展

棉纤维是优良的、使用最为广泛的天然纤维。随着人们生活水平的提高,对天然纯棉织物的需求不断增加,同时对品质的要求也愈来愈高。因此,提高棉纤维产量和品质成为当前棉花遗传育种的重要目标,对棉纤维发育相关基因的克隆与功能研究是实现这一目标的重要基础。棉纤维发育由4个明显但又重叠的时期组成,包括纤维细胞的起始、伸长(初生壁合成)、次生壁合成和脱水成熟。起始是影响纤维细胞数量的重要时期,而纤维长度和强度的决定发生在次生壁合成期和脱水成熟期。棉纤维发育是一个复杂而有序的过程,由大量的基因参与调控。目前,已经有一些在棉纤维发育过程中发挥重要作用的基因被报道,包括各种转录因子、参与激素代谢基因、编码细胞壁蛋白和细胞骨架蛋白基因、活性氧代谢相关基因、以及参与糖和脂类代谢的基因等。文中对已报道的这些与棉花纤维发育相关基因的克隆和功能分析进行了系统总结,以期为棉花纤维发育及品质改良研究提供参考。     

园艺作物叶色黄化突变体研究进展

叶色黄化是叶色突变的一种重要类型突变,是研究植物光合系统、叶绿体结构、叶绿素生物合成途径等的重要材料,对育种工作有重要应用价值。该文综述了园艺作物叶色黄化突变体的来源、突变发生的生理机制、遗传机制、分子研究进展及其应用价值,旨在为园艺作物叶色黄化突变研究提供理论基础。     

弱光对园艺作物生长发育影响的研究进展

弱光是影响我国水果、蔬菜类园艺作物正常生长发育的主要环境限制因子。从植株的外观形态、光合作用、叶片膜质过氧化作用、抗氧化酶活性,以及弱光的信号转导、弱光与植物的其他抗逆性影响等方面综述了弱光逆境对主要水果、蔬菜类园艺作物生长发育影响的研究现状。     

热应激对猪睾丸Cyt-C和Caspase-3表达的影响

【目的】环境高温影响猪精子发生和精液品质,但其分子机制尚不清楚。为此探索环境温度升高导致的热应激对猪睾丸细胞凋亡调节蛋白Cyt-C和Caspase-3表达的影响。【方法】性成熟长白公猪9头,对照组3头,饲养在20—27℃的猪舍环境;短期热应激处理组(heat stress 7 d,HS7d)3头,每天置37—40℃的猪舍环境3 h,连续7 d;一个精子发生周期热应激处理组(heat stress 42 d,HS42d)3头,每天置37—40℃的猪舍环境3 h,连续42 d;每天于热应激处理后将猪驱赶回20—27℃的猪舍。手术摘取睾丸组织,用QRT-PCR、Western blot和免疫组织化学方法检测Cyt-C和Caspase-3表达与定位的变化。【结果】QPT-PCR结果显示,与对照组相比,热应激处理7 d组和42 d组,Cyt-C和Caspase-3m RNA的相对表达量均显著升高;热应激处理7 d组Cyt-C和Caspase-3m RNA的相对表达量最高。Western blot结果显示,热应激处理7 d组和42 d组Cyt-C和Caspase-3蛋白水平与对照组相比均显著升高;热应激处理7 d组Cyt-C和Caspase-3的蛋白表达水平最高。免疫组织化学研究发现,Cyt-C在猪睾丸组织中免疫反应阳性物定位于间质细胞、支持细胞和各个发育阶段生精细胞的胞质中,在生精细胞Cyt-C低表达于精原细胞,高表达于减数分裂后精母细胞和精子细胞。热应激处理导致Cyt-C的胞质内定位更加弥散,提示Cyt-C从线粒体到胞质的释放。Caspase-3在间质细胞和精原细胞低表达,大量减数分裂后的生精细胞呈Caspase-3阳性。与对照组相比,热应激处理导致部分支持细胞Caspase-3的表达,大量生精细胞的细胞核呈Caspase-3阳性着色。【结论】高温热应激处理导致猪睾丸Cyt-C和Caspase-3的蛋白和m RNA表达水平升高、细胞定位改变,提示Cyt-C和Caspase-3可能与热应激导致的猪精液品质下降存在关联。     

农作物和园艺作物富硒效应研究进展

硒被证实是动物必需的营养元素,环境中硒过量或缺乏均会导致人体和动物产生疾病.近年来国内外有关植物富硒研究多有报道,特别是有关农作物及园艺植物富硒研究资料较多.通过综合相关文献,综述了国内近年来有关农作物和园艺作物施硒的研究现状、作用机理、应用现状以及富硒研究的最新进展.     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号(光强、光质、光照时长)对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境(光强、光质、光照时长)主要通过不同的光受体(UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs)影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR...     

园艺植物育种学教学体会及建议

结合近年来的教学实践体会,提出了几点关于提高园艺植物育种学教学质量的建议:1教学过程中始终要注重德育教育,提高学生对该课程的思想认识;2完善课程体系建设,优化教学内容;3改进教学手段,综合运用教学方法;4重视实践教学,提高学生理论联系实际及综合运用理论知识的能力。     

根施褪黑素对NaCl胁迫下葡萄内源褪黑素及叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究NaCl胁迫下内源褪黑素（melatonin,MT）及其关键代谢物的响应以及施加外源MT对NaCl胁迫下葡萄叶片的光抑制缓解作用,为MT的应用提供参考。【方法】以一年生盆栽‘威代尔’葡萄（Vitis vinifera cv. Vidal Blanc）为试材,进行100 nmol·L^-1 NaCl和100 nmol·L^-1 NaCl+MT处理,测定不同处理植株、不同器官内源MT、MT合成前体物质5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）和MT的主要代谢产物2-羟基褪黑素（2-Hydroxymelatonin,2-OHMel）的含量,分析根施MT对NaCl胁迫下叶片叶绿素荧光特性及内源MT代谢的影响。【结果】受NaCl胁迫后,植株不同器官的内源MT、5-HT及2-OHMel与清水对照相比有明显的时空变化,胁迫7 d时以根系的MT含量最高,其次是嫩梢,成叶中的最低;随着胁迫时间的延长,根系中的MT含量大幅度下降,而嫩梢中的5-HT含量增加。根施外源MT后与单纯的NaCl胁迫相比,显著提高了前期成叶中的5-HT含量以及后期新根中的MT含量,嫩梢和成叶中2-OHMel的含量。NaCl胁迫后快速叶绿素荧光曲线（OJIP）形状发生明显改变,最大荧光（F_m）及叶片最大光化学效率（F_v/F_m）显著下降了31.6%和11.6%,非光化学淬灭（NPQ）显著升高,光系统I（PSI）和光系统II（PSII）的线性电子传递速率ETR（I）和ETR（II）均显著下降;而根施MT后,叶片F_m和F_v/F_m的分别升高了12.9%和7.3%,OJIP曲线中K点和J点分别下降了23.6%和11.3%,增加了叶片对光能的利用效率,线性电子传递速率明显提高。【结论】NaCl胁迫严重抑制葡萄叶片光系统活性,但促进了植株中褪黑素的合成;根施MT缓解了光系统活性的抑制程度,促进MT在植株各器官中的代谢和分配,缓解NaCl胁迫对葡萄叶片光合作用的伤害程度。     

多胺与园艺植物生长发育的关系

就多胺对园艺植物的花芽分化、花粉形成、果实发育、根系形成及营养生长的作用进行了综合评述，并就多胺与植物衰老的关系进行了分析。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。     

蔬菜作物应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究进展

蔬菜作为重要的经济作物,近年来的种植面积、产量及需求都在不断增加。蔬菜作物在生长和发育过程中经常受到非生物逆境（包括干旱、盐、极端温度及重金属胁迫等）的侵害,影响其产量及品质。近十年来,国内外关于蔬菜应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究领域取得了一定的进展。在应答干旱胁胁迫方面,DREB、WRKY、NAC、bHLH及bZIP等转录因子受干旱信号诱导,调节下游抗旱基因的表达,从而提高蔬菜作物抗旱能力。同时,水分运输相关功能基因（PIP、TIP）、E3连接酶SIZ1及脱水蛋白DHN也被报道受干旱诱导,并通过调节水势、渗透势及ROS积累抵御干旱胁迫。在抵御盐胁迫方面,SOS途径至关重要。SlSOS2能够通过调节SlSOS1和Na+/H+逆向转运蛋白LeNHX2/4的表达维持离子平衡和调节植物器官中Na+的分配。蔬菜抗盐研究中NAC、ERF、MYB等转录因子响应盐胁迫并激活抗逆相关基因表达,从而提高蔬菜作物抗盐能力。此外蔬菜植物大量合成渗透调节物质是其抵御盐胁迫的常见方式。吡咯啉-5-羧酸合成酶PvP5CS和tomPRO2、脯氨酸脱氢酶BoiProDH等在盐胁迫下能提高脯氨酸的含量;过表达甜菜碱醛脱氢酶SlBADH能提高番茄中甜菜碱含量。在高温胁迫响应过程中,HSFs位于调控网络的核心位置,可调控包括HSPs在内的一系列抗逆基因的表达,番茄中热激转录因子SlHSFs相互之间形成复合体调控下游SlHSPs的表达而应答高温逆境。在低温胁迫中,CBFs/EREBs位于调控网络的核心位置,并受ICE1调控;LEA及HSPs蛋白在低温下能够防止细胞中蛋白质变性并维持细胞膜流动性。蔬菜应答重金属胁迫主要依靠体内隔离和体内外螯合机制。在蔬菜应答非生物逆境的过程中,ABA作为信号受体起到至关重要的作用。蔬菜中NAC、MYB、HSF等转录因子则受ABA信号诱导,应答非生物逆境,进而提高活性氧清除能力,合成更多抗逆物质,从而抵御非生物逆境的侵害。     

园艺作物VA菌根研究进展

综述了近年来国内外有关VA菌根对园艺作物生长发育，矿质营养吸收，抗逆性（干旱，盐碱害，非节律性变温）及抗病性4个方面影响的研究现状，展望了VA菌根在园艺作物上的应用前景。