Hydrogen Sulfide May Function Downstream of Nitric Oxide in Ethylene-Induced Stomatal Closure in Vicia faba L.

Pharmacological, laser scanning confocal microscopic (LSCM), and spectrophotographic approaches were used to study the roles of hydrogen sulfide (H₂S) and nitric oxide (NO) in signaling transduction of stomatal movement in response to ethylene in Vicia faba L. Ethylene treatment resulted in the dose-dependent stomatal closure under light, and this effect was blocked by the inhibitors of H₂S biosynthesis in V. faba L. Additionally, ethylene induces H₂S generation and increases L-/D-cysteine desulfhydrase (pyridoxalphosphate-dependent enzyme) activity in leaves of V. faba L. Inhibitors of H₂S biosynthesis have no effect on the ethylene-induced stomatal closure, NO accumulation, and nitrate reductase (NR) activity in guard cells or leaves of V. faba L. Moreover, the ethylene-induced increase of H₂S levels and L-/D-cysteine desulfhydrase activity declined when NO generation was inhibited. Therefore, we conclude that H₂S and NO probably are involved in the signal transduction pathway of ethylene-induced stomatal closure. H₂S may represent a novel component downstream of NO in the ethylene-induced stomatal movement in V. faba L.     

过氧化氢参与水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程观察

利用表皮条生物分析、激光扫描共聚焦显微术、显微注射等技术,研究观察了蚕豆气孔关闭过程,结果表明,SA浓度在1~1 000μmol/L时诱导的气孔关闭具有可逆性,而10-2mol/L时导致的气孔关闭不可逆;20 U/mL的过氧化氢酶(catalase,CAT)与SA共同处理时可逆转SA诱导气孔关闭作用的83%~90%。以H2O2荧光探针H2DCFDA结合激光扫描共聚焦显微术,直接检测保卫细胞内H2O2的产生,结果表明,与外源10-5mol/L的H2O2的处理结果类似。外施或通过显微注射技术而在保卫细胞内引入100μmol/L的SA均可引起保卫细胞内DCF荧光快速增强。在保卫细胞内显微注射CAT可完全阻止SA导致的DCF荧光增强。表明SA诱导的气孔关闭可能与H2O2的产生有关。     

蚕豆叶片气孔对生长素和脱落酸的反应

研究了蚕豆叶片和离体表皮条上气孔对外源生长素和脱落酸的反应及这2种激素在调节气孔运动中的关系。生长素能诱导关闭的气孔在黑暗条件下开放,在0．01～10μmol·L-1浓度范围内,随生长素浓度增加,气孔孔径加大,但在更高浓度下,诱导作用减小;叶片上的气孔比离体表皮条上的气孔对生长素的浓度变化反应更敏感。在0．0f～10μmol·L-1浓度范围内,脱落酸能有效地诱导气孔关闭,随脱落酸浓度增加而气孔孔径减小;在较低浓度范围,离体表皮上的气孔反应较灵敏,但在较高浓度时,叶片上的气孔关闭更明显。抑制被光诱导的气孔开放的作用随脱落酸浓度增加而加强,在叶片上的气孔和在离体表皮上的气孔对脱落酸的反应有类似趋势,但叶片上气孔孔径变化的幅度更大。生长素对脱落酸诱导的气孔关闭表现出一定程度的拮抗作用,与其不同浓度组合有关。     

一氧化氮在脱落酸和黑暗诱导蚕豆气孔关闭中的作用

[目的]研究一氧化氮（NO）在脱落酸（ABA）和黑暗诱导的蚕豆（Vicia faba）气孔关闭中的作用。[方法]以蚕豆叶片下表皮为材料,借助表皮条分析和激光扫描共聚焦显微镜技术对NO在ABA和黑暗诱导的气孔关闭中的作用进行了探索。[结果]ABA和黑暗都能诱导蚕豆气孔关闭,而且ABA和黑暗诱导都能提高保卫细胞胞质内的NO水平。NO专一性清除剂2,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物（cPTIO）、一氧化氮合酶（NOS）抑制剂NG-氮-L-精氨酸-甲酯（L-NAME）能够大大抵消ABA和黑暗诱导气孔关闭的效应,并能阻断ABA和黑暗诱导的气孔保卫细胞内NO水平的提高,表明NO是ABA和黑暗诱导蚕豆气孔关闭的共同信号分子。[结论]该研究可为探索保卫细胞信号转导网络积累一定的资料,并为提高植物抗逆能力和促进农业生产提供理论依据。     

我国蚕豆育种进展

系统地回顾了我国在蚕豆(Vicia faba L.)种质资源、育种目标、遗传规律和育种方法等方面中取得的进展;认为我国蚕豆育种的目标是稳产、高产、优质、抗逆性强,应该加强对种质资源的收集、研究、利用,建立蚕豆遗传图谱,将现代育种技术与传统育种方法相结合;提出了鼓励种子公司加入到蚕豆新品种选育中的设想。     

不同基因型蚕豆品质构成因子的比较分析

以12个不同基因型蚕豆品种为研究材料,比较分析了蛋白质、脂肪、游离氨基酸含量及有益矿物质元素等9个品质因子,以期为选育优质蚕豆新品种提供必要的理论依据.结果表明:不同基因型间蛋白质含量介于27.9％～31.2％,脂肪含量介于1.2％～1.4％,单宁含量介于4700～5 280 mg/kg,铁含量介于47.45-68.15 m岁kg,钙含量介于571.30～1397.22 mg/kg,锌含量介于47.34～66.10 mg/kg,钾含量介于1.09％～1.38％,硒含量介于0.031～0.064 mg/kg.不同基因型间的不同游离氨基酸含量存在显著差异,总游离氨基酸含量介于0.915％～1.062％.     

春蚕豆试管苗生根培养研究

[目的]为利用组织培养技术进行蚕豆种子快繁提供理论依据。[方法]以青海9号蚕豆为供试材料,研究了不同种类的生长调节剂、BA与生长调节剂、高浓度IBA和基部遮光法对青海9号试管苗的生根作用。处理30 d后,统计生根株数、每株生根数和根长,计算生根率。[结果]单一使用IAA时生根率为0,单一的IBA在1.0 mg/L浓度下的效果最好,生根率为53.20%,平均每株生根数为3.39条,平均根长2.84 cm。在3种不同浓度的IAA和BA组合作用下,生根率均为0;3种不同浓度的IBA和BA组合作用下,以0.04 mg/L BA+1.4 mg/L IBA处理的效果最好,生根率为73.10%。100 mg/L的IBA效果最好,生根率50.32%,平均生根数3.21条,平均根长为2.26cm。基部遮光法处理的生根效果不如黑暗培养的效果好。[结论]0.04 mg/L BA+1.4 mg/L IBA处理的生根率最高。     

一氧化氮对拟南芥气孔运动的影响

利用外源一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理、表皮条检测的方法研究了外源NO(nitric oxide)对拟南芥(Arabidopsis thaliana)气孔运动的影响。结果表明,随着外源NO浓度的增大,气孔关闭的效应也逐渐增大。但该效应可被c-PTIO逆转。此外,就内源NO在光、暗调控的气孔运动中的作用进行了讨论。     

蚕豆种子离体萌发和快繁技术研究

以蚕豆为研究对象,比较了种子处理对种子发芽率的影响、培养基中添加AC,Vc和PVP对抑制外植体褐化的效果以及培养基中添加MET、香蕉、椰汁和马铃薯对试管苗繁殖系数及玻璃苗的影响。结果表明发芽时保留种皮、接种时胚根向上对蚕豆种子的萌发有着至关重要的影响,用5.0mg/LGA3溶液浸种12h有利于种子萌发;培养基中添加0.5g/LAC能有效抑制外植体的褐化,并能使植株生长健壮;培养基中添加150mg/L椰汁能提高繁殖系数,有效抑制玻璃苗的发生。     

不同施肥处理对蚕豆主要农艺性状的影响

进行了不同施肥处理对蚕豆主要农艺性状的影响研究。结果表明：不同施肥处理对蚕豆植株的营养生长性状和产量性状均无极显著差异。施氮肥、磷肥均可抑制单个根瘤的生长发育,单施氮肥和磷肥均可增加植株的根瘤数,蚕豆对氮和磷的吸收有一定的互补作用。     

蚕豆产量研究与高产育种

对近30余年蚕豆(Vicia faba L.)产量研究与高产育种技术进行了总结,蚕豆产量研究表明：生物学产量是经济产量形成的物质基础,两者间存在高度正相关;产量构成因素对产量的形成均有较高的正向作用,但产量构成因素的改良受单株荚、粒数与粒重间负相关的制约;收获指数与籽粒产量间呈现极显著的正相关。还对蚕豆高产育种中高结荚率、早熟性的选择以及如何协调荚、粒数与粒重间的关系进行了讨论。     

水分胁迫诱导的离体蚕豆叶片与保卫细胞脱落酸积累

研究了蚕豆离休叶片失水10％后,叶片与其气孔保卫细胞脱落酸含量的变化及其与叶龄的关系。未受胁迫叶片脱落酸含量在成熟叶片中高于幼嫩叶片,保卫细胞中脱落酸含量均在很低的水平。在叶片自然失水10％的10min内,叶片的脱落酸含量几乎无变化,但保卫细胞的脱落酸含量增加5倍以上。4h后,叶片脱落酸含量也显著增加,从最幼嫩叶片到成熟叶片分别达到处理前的25,26,17,10和6倍。因是离休叶片,排除了脱落酸的其他来源,说明叶片在失去膨压时合成并积累脱落酸;所有保卫细胞脱落酸含量都增加30倍以上,以第2,3片完全展开叶片的保卫细胞最为敏感,其脱落酸含量增加40倍以上。失水处理后保持湿润恢复膨压的叶片和其保卫细胞的脱落酸含量没有增加。分析了在水分胁迫下保卫细胞中增加的脱落酸的可能来源。     

铅对蚕豆种子萌发及根生长的影响

[目的]研究铅对蚕豆种子萌发、根生长以及细胞分裂的影响。[方法]用不同浓度的PbC l2溶液培养蚕豆种子,以蒸馏水培养作为对照,统计蚕豆种子萌发率,测量根长,根尖固定、染色、压片后镜检,计算有丝分裂指数。[结果]1.0×10-45.0×10-4mol/L Pb2＋处理第1、2天,蚕豆种子萌发率稍高于对照,培养第3、4天则与对照相当,Pb2＋对蚕豆种子的萌发没有显著影响。Pb2＋对蚕豆根尖生长产生抑制作用,随着浓度增加,根的生长速率递减,随着处理时间延长,每单位时间的根生长速度递减或停止。根尖细胞有丝分裂指数随Pb2＋浓度的增高和处理时间的延长而递减。[结论]Pb2＋对蚕豆根尖生长发育有影响,其影响程度与Pb2＋处理浓度、处理时间有关。     

有机硒粉对亚硝酸钠引起蚕豆根尖微核的拮抗作用研究

[目的]研究有机硒粉对蚕豆根尖细胞的影响以及对亚硝酸钠引起微核的拮抗作用,为合理利用有机硒元素提供参考依据。[方法]以蚕豆根尖为材料,以亚硝酸钠为生物诱变剂,利用微核检测技术研究不同浓度有机硒粉对蚕豆根尖细胞的影响。[结果]在所研究浓度范围内,低浓度有机硒粉可以抑制蚕豆根尖细胞微核的发生,高浓度对微核的形成有促进作用;同时,在所研究浓度范围内,有机硒溶液均可抑制由亚硝酸钠引起的微核形成。[结论]适量有机硒溶液可拮抗有毒物质亚硝酸钠对蚕豆根尖细胞内染色体的破坏作用,因此在补充硒元素时应注意适量的原则。     

基于盐胁迫转录组信息的蚕豆F-box基因家族分析

【目的】通过生物信息学方法分析蚕豆F-box基因家族成员的分布、结构及进化,研究家族成员在不同处理时间条件下的表达模式及对盐胁迫的响应,为该类基因生物学功能和盐胁迫机制的研究提供参考。【方法】基于蚕豆盐胁迫转录组测序(RNA-seq)数据,利用NR、Swiss-prot和PFAM 3个数据库和NCBI网站,对蚕豆F-box基因进行筛选注释;利用Web Logo 3、Prot Comp 9.0、MEGA-X和MEME等软件进行保守结构域、亚细胞定位、系统进化树和Motif等生物信息学分析。基于盐胁迫转录组数据分析蚕豆(yz17134耐盐和yz17078不耐盐)F-box基因家族在盐胁迫下的差异表达模式,并采用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测部分家族成员在16和24 h的表达情况。【结果】基于盐胁迫转录组测序数据,注释得到161个蚕豆F-box基因,均含有F-box保守结构域。根据C端结构域的不同,将其分成11个亚族:FBX、FBXFBA、FBXLRR、FBXPP2、FBXKelch、FBXTUB、FBXFBD、FBXDUF、FBXACTIN、FBXWD40和FBO。保守结构域...     

蚕豆耐盐相关基因VfHKT1;1的克隆、生物信息学分析及表达特性

高亲和性钾离子转运蛋白(high affinity K+transporter,HKT)能够调节细胞及整株的Na+/K+转运,在植物盐胁迫调控中发挥着重要作用.采用RT-PCR和PCR方法克隆获得蚕豆VfHKT1;1基因全长编码序列,该基因包含1659 bp的开放阅读框,编码552个氨基酸.系统进化树分析发现,该蛋白属...     

蚕豆幼苗内生固氮菌促生长特性的研究

为研究蚕豆内生固氮菌的促生长特性,对蚕豆幼苗叶和根中的内生固氮菌进行分离纯化,并测定这些菌的溶磷溶钾能力与产固氮酶、纤维素酶和果胶酶等酶的能力,确定潜在的促植物生长菌株。从蚕豆幼苗的叶和根中分离得到了8株内生固氮菌,其中7株有溶无机磷能力,2株有溶钾能力,4株有产纤维素酶能力,2株有产果胶酶能力;叶中SL24-3菌株的固氮酶活最高,还有纤维素酶和果胶酶的分泌能力,根中SR23-1固氮菌有溶解无机磷和溶解钾的能力。这些结果表明,蚕豆幼苗内生固氮菌的促生长特性明显,其中SL24-3和SR23-1固氮菌是潜在的优势促生长菌。挖掘了潜在的优良促生菌,为内生菌促进植物生长的深入研究提供理论依据,具有实际价值和意义。     

卷烟烟气及绿茶对蚕豆根尖细胞微核的诱导作用

[目的]研究不同类型卷烟烟气水溶物对蚕豆（ViciafabaL.）根尖细胞微核的诱变作用,并在此基础上探讨了绿茶添加剂对卷烟烟气诱导微核的抑制作用。[方法]卷烟品牌分别为白沙、中南海和狮牌,类型分别为烤烟型、混合型和雪茄型。烟气水溶物的浓度分别为1/8母液、1/4母液和1/2母液,烟气茶溶物浓度为1/4母液。[结果]烟气水溶物能够引起蚕豆根尖细胞微核率发生明显变化,并在一定范围内随浓度增强而加强,其中,狮牌〉白沙〉中南海。相同浓度下,各类型卷烟烟气茶溶物引起的细胞微核率低于同种卷烟烟气水溶物。绿茶对狮牌卷烟微核诱导的抑制作用最明显,对白沙次之,对中南海卷烟最弱。[结论]该研究可为将绿茶用作添加物从而降低烟毒的可行性提供科学依据。     

广西八一锰矿废弃地土壤蚕豆根尖细胞微核监测

采用蚕豆（Vicia faba L.）根尖细胞微核技术,研究广西八一锰矿废弃地4种作物（甘蔗、茶叶、柑橘和花生）种植土壤的污染状况及安全性。结果表明,4种作物种植地土壤的蚕豆根尖细胞微核率均显著高于蒸馏水对照组,且上层（0～20cm）高于下层（20～40cm）;上层土壤属中度污染,下层土壤属轻度污染;由土壤重金属污染引起的蚕豆根尖细胞微核畸变多达9种。说明广西八一锰矿废弃地土壤中含有遗传毒性物质,在其上不宜直接种植人畜食用的农作物,以免土壤重金属通过食物链进入躯体危害健康。     

红光对蚕豆叶片气孔开度及生理作用的影响

将蚕豆浸泡萌发后的幼苗培养在相同土壤肥力、相同体积的花盆中,再分别放在相同辐照度的红光和自然光下,1周后开始陆续测量红光、自然光下气孔开度、蒸腾速率、叶绿素总含量及Ch1a/b的比值、叶片的光合速率、干物质含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。结果表明:红光下叶绿素总含量高,光合速率大,干物质含量高,POD、SOD酶活性大于自然光下处理;而蒸腾速率和气孔开度小于自然光下处理。