芜菁花叶病毒对不结球白菜内源激素含量及代谢相关基因转录水平的影响

以不结球白菜感病品种‘矮脚黄’为材料,采用ELISA和Real-time PCR技术研究了芜菁花叶病毒(TuMV)侵染后不结球白菜内源生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的动态变化以及内源激素相关基因的表达差异。结果表明:TuMV侵染后,植株发病症状的严重程度与IAA含量呈正相关;光敏色素相关蛋白基因PAP1对IAA的合成起负调控作用。处理植株体内GA3含量及其代谢相关基因,即原表皮因子基因PDF1表达量均明显低于对照植株,而ABA含量则随着接种时间的延长不断积累,始终高于对照植株。且发病症状越严重的植株中,GA3含量越低,ABA含量越高。处理植株JA含量和JA诱导基因,即营养贮藏蛋白基因Vsp1表达量在接种后均出现2次上升,且植株病症越严重,JA含量越低。TuMV侵染后,植株中IAA/ABA和GA3/ABA的值则明显低于对照植株,表明TuMV的侵染破坏了内源激素的平衡,干扰了植物的正常生长发育。     

受害马尾松针叶内脱落酸含量的变化

脱落酸(ABA)是普遍存在于高等植物中的内源激素,也是伤害反应信号转导中的重要组分. 2004和2005年在江西对马尾松针叶进行接虫咬食危害处理后,通过GC/MS分析了损伤叶片及其邻枝不同时间序列中脱落酸的含量. 结果表明:马尾松虫害后1 h损伤叶片中ABA含量即升高,分别比对照增加了53.14%和15.85%,72 h后ABA含量升至最高;邻近枝条ABA含量也均高于对照. 证明马尾松受到虫害后,启动了体内的防御系统,并诱导邻枝产生抗性.      

盐胁迫下不同水稻品种苗期植物内源激素含量的变化特征

研究改进了现行的植物激素检测方法,通过探讨耐盐品种超优千号、Y两优900以及盐敏感品种IR64经0.8％的NaCl胁迫处理0、6、24和72 h后茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)3种植物激素的含量变化,初步分析了3种植物内源激素含量在盐胁迫下的变化规律以及激素间相互作用对水稻生长的影响.结果表明:(1)改良后的HPLC-MS/MS法提升了植物激素检测的灵敏度和精确度,在0.5～100μg/L浓度区间内,3种激素分离度较好,且具有较好的线性关系,R2值均>0.999;(2)经盐处理72 h后,2个耐盐品种的叶尖部分泛黄,幼苗生长情况依旧良好,而此时IR64的叶片卷曲得更为严重,且泛黄明显;(3)3个水稻品种幼苗在盐胁迫下ABA含量变化趋势一致,盐胁迫处理6 h后,ABA含量迅速增加,随着盐处理时间的延长而逐渐降低;3个水稻品种的JA含量在盐胁迫前期均显著降低,但盐胁迫一段时间后,JA含量有所增加,其中盐敏感品种IR64中JA含量明显高于耐盐品种;而3个水稻品种中SA含量的变化与品种耐盐性没有明显相关性.     

光肩星天牛咬食复叶槭后植物体内诱导的信号传导

研究与分析表明光肩星天牛咬食复叶槭后,植物体内茉莉酸(JA)含量和脱落酸(ABA)含量在短时间内增加,而水杨酸含量则减少,JA和ABA是抵抗伤害反应的信号传递物质,因此JA和ABA的增加表明该植物存在防御信号传导.     

嫁接黄瓜的光合特性及叶片激素含量和可溶性蛋白研究

以黑籽南瓜为砧木,以津绿21-1和津研4号2个黄瓜品种为接穗,对嫁接植株的光合指标及叶片激素含量和可溶性蛋白进行对比研究.结果表明,2个品种嫁接植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均极显著高于自根植株;嫁接植株叶片GA和ABA含量也与自根植株存在显著差异,嫁接植株叶片ABA/GA值在测定的各个时期均显著高于自根植株;通过等电聚焦聚丙烯酰胺双向电泳(IEF-SDS PAGE)对叶片可溶性蛋白进行分析对比,发现在嫁接植株叶片中产生了1～2种特异蛋白.     

ABA和JA等激素参与葡萄对低温胁迫的应答

以抗寒性不同的2个葡萄品种(贝达和梅鹿辄)一年生枝条叶片为材料,研究不同温度(25℃、5℃、-15℃)下葡萄叶片中IAA、GA、iPA、ABA和JA几种内源激素含量及比值的变化。结果表明,常温条件下(25℃),抗寒性强的贝达叶片中ABA、JA和iPA含量均高于抗寒性弱的梅鹿辄,而IAA、GA含量则低于梅鹿辄;低温(5℃、-15℃)下,2个葡萄品种叶片中均出现ABA和JA的猝发,而IAA、GA、iPA则显示出先降低后有所升高的变化;其中ABA和JA分别与IAA和GA的比值随品种抗寒性的增强及温度的降低而显著增大,与品种抗寒性呈负相关。     

水稻光温敏不育系对SRBSDV的抗性与内源激素的关系分析

利用人工接种SRBSDV(Southern rice black-streaked dwarf virus)和采用高效液相色谱技术(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定内源激素的研究方法,对SRBSDV胁迫下高抗SRBSDV水稻光温敏不育系1S和高感SRBSDV水稻光温敏不育系10S两个不同抗性不育系水稻幼苗植株内源激素赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)的动态变化进行了研究.结果表明:1)人工接种SRBSDV后,促进生长类的激素GA3、IAA在10S处理植株中含量平均值显著低于其对照植株,在第5和第6天感病症状开始出现时达到最低值;在1S处理植株中IAA含量平均值显著低于其对照植株,GA3含量平均值也低于对照植株,但未达到5％显著水平.2)抗御信号分子SA在处理植株中含量平均值显著高于对照植株,在感病症状开始出现时,其含量都达到最高值,但10S在最高值后开始较快下降,而1S的SA含量则保持显著高于对照植株的水平.3)与衰老、死亡有关的内源激素ABA在处理植株中含量高于对照植株,10S的ABA含量显著高于1S,与其对照植株差异显著;1S与其对照差异不显著.4)SRBSDV胁迫改变了植株体内IAA/ABA和GA3/ABA的平衡.结论:SRBSDV胁迫改变了不育系内源激素含量,但这种变化究竟是由病毒侵染直接造成的,还是病毒诱导了细胞损伤或影响了水稻光温敏不育系同化作用后所造成的,还有待深入研究.     

植物生长调节剂对冷胁迫下甜瓜幼苗生理特性及相关基因表达的影响

【目的】探讨植物生长调节剂对冷胁迫下甜瓜幼苗生理特性及相关基因表达的影响,明确其在甜瓜耐冷性调节中的作用。【方法】对甜瓜幼苗喷施不同浓度ABA、氟啶酮（ABA合成抑制剂）和JA并冷处理后,通过测定甜瓜幼苗生长势、相对电导率、脯氨酸、SOD、POD、CAT活性等指标,确定可以提高甜瓜耐冷性的最佳浓度;通过对参与ABA和JA信号途径和活性氧清除酶相关基因进行表达分析,筛选参与甜瓜耐冷性调控的基因;进一步分析甜瓜耐冷、冷敏材料的转录组数据,筛选其他参与ABA和JA信号途径且响应冷胁迫的基因。【结果】外施10μmol·L^-1 ABA和5μmol·L^-1 JA均能减缓冷胁迫下甜瓜叶片受损程度,增强叶绿素荧光强度,增加植株的株高、茎粗和鲜质量,提高POD、SOD和CAT活性,降低幼苗相对电导率,提高脯氨酸含量,明显增强甜瓜耐冷性;喷施ABA及JA能显著抑制激素信号途径相关基因CmJAZ1、CmMYC2和CmPP2C3的表达,转录组中差异表达基因MELO3C021422和MELO3C026019在ABA处理后表达显著上调。【结论】外施ABA和JA能够诱导激...     

菌根菌丝网络介导的番茄植株间机械损伤信号的传递

利用丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae, Fm)在供体与受体番茄根系间建立菌根菌丝网络(common mycorrhizal networks, CMNs),研究机械损伤供体植株叶片诱导产生的防御信号可否通过CMNs传递给受体植株,诱导受体植株产生防御反应.结果表明,机械损伤处理预先接种Fm的供体植株后,与供体有CMNs连接的受体植株叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性以及受体植株叶片和根系苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和β-1,3-葡聚糖基因(PR2)转录水平显著高于无菌根菌丝网络连接、菌根菌丝网络连接被阻断以及有菌根菌丝网络连接但供体植物叶片未机械损伤的对照处理,其叶片中,4种酶最高活性是无CMNs连接对照处理B的162.1%、69.1%、230.6%和54.6%,而叶片和根系中2个基因最高转录水平分别是无CMNs连接对照处理B的3.9、17.3和7.2、9.0倍.可见,机械损伤诱导供体番茄叶片产生的防御信号可以通过CMNs传递到邻近健康受体番茄植株,诱导其产生防御反应.     

赤霉素与多效唑对甘蔗愈伤再生苗植株内源激素含量的影响

在甘蔗品种‘新台糖22号’(‘ROC22’)愈伤再生苗生长前期,分别使用赤霉素(GA)与多效唑(PP333)均匀喷施于植株叶片等生长部位,对植株生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、玉米素核苷(ZR) 4种内源激素含量变化进行分析。结果表明:(1) GA处理甘蔗植株叶片中IAA含量较对照变化较大; GA含量的变化趋势与对照相似; ABA含量逐渐上升; ZR在前期稍高于对照,后期与对照一样。PP333处理甘蔗叶片中IAA、 GA、 ABA与ZR含量初期较高,之后比对照稍低。GA与PP333配合处理后,甘蔗叶片中的IAA、 ABA含量与对照有相似的变化趋势; GA含量较对照变化较大; ZR含量有所上升。(2) GA处理后, GA/IAA、 ABA/IAA、 ZR/IAA比值变化趋势相似。PP333处理的GA/IAA比值变化趋势比较平稳, ABA/IAA、 ZR/IAA比值则比较活跃。GA与PP333配合处理的甘蔗叶片GA/IAA比值前期稍有下降而后上升; ABA/IAA、 ZR/IAA比值变化趋势较一致。经GA与PP333处理的甘蔗植株体内的内源激素IAA、 ZR含量及其GA/IAA、 ZR/IAA比值变化较大,激素之间的平衡调节着甘蔗茎生长过程。     

CHARACTERISTICS OF HERBIVORY/WOUND-ELICITED ELECTRICAL SIGNAL TRANSDUCTION IN TOMATO

• Herbivory and mechanical wounding elicited electrical signals.• Petiole wounding elicited stronger electrical signals than did leaflet wounding.• Leaflet wounding elicited electrical signals and JA signaling within a compound leaf.• GLR3.3 and GLR3.5 mediated leaflet-to-leaflet electrical signal transduction.• JA synthesis and Helicoverpa armigera resistance were reduced in glr3.3/3.5 plants.Electrical signals commonly occur in plants in response to various environmental changes and have a dominant function in plant acclimation. The transduction of wound-elicited electrical signals in the model plant species Arabidopsis has been characterized but the characteristics of electrical signal transduction in response to herbivory or wounding in crop species remain unknown. Here, the features of electrical signals elicited by insect herbivory and wounding in tomato were investigated. Unlike those in Arabidopsis, wounding tomato leaves did not cause leaf-to-leaf electrical signal transduction. In contrast, electrical signals elicited in response to petiole wounding were stronger and more strongly transduced. Leaflet wounding also activated electrical signal transduction and jasmonic acid (JA) signaling within the whole compound leaf. It was also demonstrated that tomato glutamate receptor-like 3.3 (GLR3.3) and GLR3.5 mediated leaflet-to-leaflet electrical signal transduction. Herbivory-induced JA accumulation and Helicoverpa armigera resistance were reduced in glr3.3/3.5 plants. This work reveals the nature of electrical signal transduction in tomato and emphasizes the key roles of GLR3.3 and GLR3.5 in electrical signal transduction and JA signaling activation.     

GC-MS内标法定量分析植物组织中的JA、IAA和ABA

提出了利用气相色谱-质谱联用仪同时定量测定植物组织中茉莉酸(JA)、吲哚-3-乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)的方法。实验以欧洲灰杨叶片为材料,在用80%冷甲醇提取激素时,一并加入ABA、IAA和JA的内标(D3-ABA300ng,13C6-IAA60ng和DHJA80ng),激素提取液浓缩至水相,调pH2.5～3.0后经乙酸乙酯萃取、Sep-PakC18小柱纯化,甲酯化后,GC-MS定量测定ABA、JA。IAA经甲酯化后再经TMS化(三甲基硅烷化),用GC-MS定量测定。经检测:盆栽欧洲灰杨叶组织中脱落酸含量为120.170～128.771ng/g(鲜质量),茉莉酸含量为1.697～6.974ng/g(鲜质量),吲哚乙酸含量为4.990～14.776ng/g(鲜质量);脱落酸含量最高,其次是吲哚乙酸,茉莉酸含量最低。     

Effects of abiotic stress and hormones on the expressions of five13-CmLOXs and enzyme activity in oriental melon(Cucumis melo var.makuwa Makino)

Lipoxygenases(LOXs) are a group of non-heme,iron-containing enzymes and extensively involved in plant growth and development,ripening and senescence,stress responses,biosynthesis of regulatory molecules and defense reaction.In our previous study,18 LOXs in melon genome were screened and identified,and five 13-LOX genes(CmLOX08,CmLOX10,CmLOX12,CmLOX13 and CmLOX18) were predicted to locate in chloroplast.Phylogenetic analysis result showed that the five genes have high homology with jasmonic acid(JA) biosynthesis-related LOXs from other plants.In addition,promoter analysis revealed that motifs of the five genes participate in gene expression regulated by hormones and stresses.Therefore,we analyzed the expressions of the five genes and LOX activity in leaves of four-leaf stage seedlings of oriental melon cultivar Yumeiren under abiotic stress:wounding,cold,high temperature and hydrogen peroxide(H_2O_2),and signal molecule treatments:methyl jasmonate(MeJA),abscisic acid(ABA) and salicylic acid(SA).Real time qPCR revealed that wounding and H_2O_2 induced the expressions of all the five genes.Only CmLOX08 was induced by cold while only CmLOX13 was suppressed by high temperature.ABA induced the expressions of CmLOXIO and CmLOX12 while inhibited CmLOX13 and CmLOX18.MeJA increased the 3 genes expressions except CmLOX08 and CmLOX13,whereas SA decreased the effect,apart from CmLOX12.All the abiotic stresses and signal molecules treatments increased the LOX activity in leaves of oriental melon.In summary,the results suggest that the five genes have diverse functions in abiotic stress and hormone responses,and might participate in defense response.The data generated in this study will be helpful in subcellular localization and transgenic experiment to understand their precise roles in plant defense response.     

拟南芥PPRs基因与莲座叶衰老之间的关系

研究了拟南芥中一个PPR(称PPRs)基因与莲座叶片衰老之间的关系.实时定量PCR分析发现这个基因在生长7周的拟南芥各种组织中几乎都有表达,在莲座叶、花序和角果中的表达较高,在莲座叶中的表达随植株的生长和衰老进程呈不断下降的趋势.体外衰老相关因素处理试验结果显示,在4周的莲座叶中因进行离体处理,叶片衰老的程序提前启动,PPRs基因的表达降至6周时叶片中的水平,而茉莉酸,冷、热和干旱处理则延缓了PPRs表达水平的降低.通过鉴定获得PPRs的超表达和反义抑制转基因植株,并对植株的莲座叶衰老表型进行观察,发现超表达和反义抑制植株叶片的衰老进程与野生型相比并无太大差别,但在茉莉酸处理后PPRs超表达植株表现出延迟衰老的表型.在超表达植株中检测一些与叶片衰老相关基因的表达,发现与野生型相比有些基因的表达出现明显变化.以上结果表明这个PPRs基因在拟南芥中可能在某种程度上参与了一些外源因素诱导下加速生长期拟南芥莲座叶片衰老进程的负调节.     

茉莉酸对棉花单宁含量和抗虫相关酶活性的诱导效应

以植物生长调节物茉莉酸(Jasmonic acid,JA)为诱导子,以常规棉为研究对象,探讨了外源茉莉酸对棉花幼苗单宁和蛋白酶抑制素以及其它抗虫相关酶活性诱导的浓度依赖性和持久性,讨论了棉花抗虫相关物质的抗虫效果.结果表明,0.01、0.1和1.0 mmol/L茉莉酸都能在2周内诱导棉花单宁和胰蛋白酶抑制素(Proteinase inhibitors,PIs)含量增加,诱导多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性升高.对3种浓度茉莉酸的诱导效应进行分析表明,0.1 mmol/L茉莉酸对于诱导PIs、PPO、POD和CAT最有效,0.1和1.0 mmol/L茉莉酸对于诱导棉花单宁和苯丙氨酸解氨酶等效,二者的诱导效应均高于0.01 mmol/L.对茉莉酸诱导抗性的持久性进行分析表明,最佳诱导效应发生的时间各不相同:POD活性在JA处理后第1天最高,随后呈下降趋势,PIs和单宁含量分别在JA处理后第7天和第14天达最大值;JA处理后第1天和第7天的PPO活性无明显差异,但明显高于第14天;JA处理后第7天和第14天的PAL活性无明显差异,但明显高于第1天;JA处理后第1、7和14天棉花叶片的CAT活性均无明显差异.以上结果表明,茉莉酸可通过增加棉叶单宁和PIs含量、提高棉叶PAL、PPO、POD和CAT活性等增强棉花幼苗的抗虫性.     

豌豆叶片内源水杨酸和茉莉酸类物质对机械伤害的响应

 【目的】研究内源茉莉酸类（JAs）和水杨酸（SA）对机械伤害的响应特点。【方法】以豌豆幼苗为试材,设置机械伤害、外施茉莉酸（JA）和SA 3个处理,分别采用ELISA、HPLC和分光光度法测定内源JAs与SA含量,及其合成关键酶活性。【结果】伤害处理后30 min,内源JAs含量显著增加,随后迅速下降;JAs生物合成关键酶脂氧合酶（LOX）和丙二烯氧化物合成酶（AOS）活性增加滞后于JAs含量增加。伤害处理后24 h,内源JAs含量又有小幅升高,此时LOX和AOS活性也维持在较高水平。与此相对应,内源自由态SA在JAs突发时呈下降趋势。外源JA处理后内源SA和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性变化同伤害处理相似。外源SA处理初期显著抑制了LOX和AOS活性,同时叶片内源JAs含量降低。【结论】伤害早期内源JAs含量升高和SA含量降低是植物启动相应防御反应和抵御伤害胁迫的重要机制。     

CaKR1上游启动子分离及其表达分析

运用基因组步移技术分离获得了CaKR1基因上游-1594 bp的启动子序列,命名为CaKR1p,发现其中含有SA、ABA、低温等信号应答原件以及其它诸如W盒等应答逆境胁迫的调控原件。进一步构建CaKR1p与GUS报告基因融合的植物表达载体,获得了烟草转基因植株及其相应的T1代株系,利用T1代转基因株系分析了CaKR1p在几种外源激素处理下的GUS基因的表达,结果表明外源激素SA、JA和ABA的诱导处理均可激活该启动子下游报告基因GUS的表达,说明CaKR1的表达和作用受到SA、ABA以及JA等信号通路调节。     

合作杨植株间伤害信息传递的研究

采用机械损伤和伤诱导挥发物醛熏蒸的方法.研究了合作杨植株遭受不同处理后挥发物的释放情况.结果表明,健康合作杨植株接受伤诱导挥发物熏蒸12h后,释放出的挥发物在量上高于对照植株:先前接受过伤诱导挥发物熏蒸的合作杨植株遭受机械损伤后.挥发物的释放量上高于没有接受熏蒸而直接损伤的植株,接受伤诱导挥发物的合作杨植株具有记忆先前所处环境的能力.