四个引自国际马铃薯中心的马铃薯试管苗耐盐性鉴定

【目的】通过研究不同体积分数NaCl胁迫下不同马铃薯试管苗材料生长生理指标及离子分布的影响,为马铃薯耐盐性育种提供理论依据.【方法】以引自国际马铃薯中心的4个马铃薯试管苗种质资源CIP391047.34(简称A)、CIP385499.11(简称B)、CIP394611.112(简称C)和CIP391919.3(简称D)为材料,采用组织培养技术研究不同体积分数(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)NaCl处理对马铃薯试管苗生长生理指标及Na~+和K~+含量的影响,比较其耐盐性.【结果】不同体积分数NaCl处理下,4个引进马铃薯试管苗材料的新叶数、根数、最长根长、茎叶鲜质量、根鲜质量和根冠比均较对照显著下降,其中0.3%的NaCl逆境对试管苗根数影响较大,4个材料的处理与对照间均差异显著,且B材料下降幅度最小、D材料下降幅度最大;0.9%NaCl逆境下试管苗根或叶的形成及生长严重抑制,1.2%NaCl逆境下试管苗生长基本停滞,且C和D材料没有根的发生.盐逆境下,4个材料试管苗的脯氨酸含量、丙二醛含量及Na~+/K~+的变化趋势一致,均随盐体积分数的升高而上升,0.9%NaCl处理下,D材料的脯氨酸含量、丙二醛含量及Na~+/K~+(茎叶)分别是B材料的2.67、1.80和1.87倍.【结论】本研究选用的种质材料可耐受盐害体积分数为≤0.6%,B材料最耐盐、D材料对盐最敏感,脯氨酸可作为胁迫伤害的评价指标.     

干旱胁迫对马铃薯叶肉和茎部细胞超微结构的影响

为了探明干旱胁迫时马铃薯(Solanum tuberosum L.)细胞超微结构的变化规律,以不耐旱品种费乌瑞它和耐旱品种东农308脱毒试管苗为材料,利用含有20%PEG-6000的MS液体培养基进行干旱胁迫处理,研究干旱胁迫对马铃薯叶片和茎部细胞超微结构的影响。结果表明:干旱胁迫严重影响马铃薯试管苗细胞超微结构,受害程度随胁迫时间的延长而加剧,并且东农308损伤程度显著轻于费乌瑞它。在叶肉细胞中,叶绿体对干旱胁迫最为敏感且受损最严重,干旱胁迫后叶绿体膨胀变圆,基粒片层松散、变形、出现孔隙,甚至完全解体;线粒体次之,干旱胁迫后线粒体外形变长、脊减少;细胞核对干旱胁迫最不敏感,干旱胁迫后细胞核皱缩、核仁完好。茎部细胞超微结构受干旱胁迫的伤害程度轻于叶肉细胞超微结构,但茎部细胞核对干旱胁迫的敏感性强于叶绿体和线粒体。     

甘露醇对马铃薯试管苗生长和有效保存期的影响

为给马铃薯试管苗生长和有效保存提供试验依据,以费乌瑞它脱毒试管苗为试验材料,添加不同甘露醇浓度(1％～5％)的继代培养基对其进行增殖培养,比较不同甘露醇浓度对试管苗生长和有效保存期的影响.结果表明:所试甘露醇浓度均对马铃薯试管苗的生长有不同程度的抑制作用,同时还延长了试管苗的保存时间,其中以继代培养基中添加1％～2％的甘露醇的保存效果最为理想,可使试管苗保存7个月以上,成活率达50％,且不影响试管苗继代.     

NaCl胁迫对马铃薯试管苗POD酶活性及同工酶的影响

选用4个马铃薯品种(系)的试管苗,在不同NaCl浓度的培养基上诱导分化成苗,对其耐盐性进行初步研究。结果表明,随着NaCl浓度的增加,大西洋、L03-1、L03-6的POD酶活性与无胁迫处理相比呈现下降趋势,但L03-2与无胁迫处理相比POD酶活性呈增加趋势。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对NaCl胁迫马铃薯试管苗POD同工酶监测表明,马铃薯盐诱导再生苗POD同工酶谱带存在品种(系)间显著差异,盐胁迫已经不能使POD同工酶谱带保持完整,参试马铃薯品种(系)对盐浓度敏感程度存在差异。     

盐胁迫下马铃薯脱毒苗生物产量及Vc含量的变化

采用高效液相色谱 ( HPL C)测定经 Na C1胁迫后马铃薯脱毒试管苗 Vc的含量。结果表明 ,盐胁迫的脱毒苗植株其内部 Vc含量 ( 4 .2 4 8mg/ 10 0 g鲜重 )是对照液体 MS培养基生长下 Vc含量 ( 1.368mg/ 10 0 g鲜重 )的 3.10倍。然而 ,未经处理的脱毒苗生物产量 ( 0 .2 2 1g/株 )是盐处理 ( 0 .12 51g/株 )的 1.767倍 ,这是盐胁迫的结果     

干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化分析

利用甲基化敏感扩增多态性技术探究不同干旱处理下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化的水平及其变异模式。结果表明:‘凤丹’4年生植株的基因组DNA甲基化率为93.24%;随着干旱程度的加强,‘凤丹’基因组DNA发生甲基化变化位点的比率呈先上升后下降的趋势;对不同程度干旱处理后的‘凤丹’进行复水,与对照植株相比,复水后的‘凤丹’植株基因组DNA总甲基化率均表现为上升。干旱胁迫下‘凤丹’基因组DNA甲基化出现4种变异模式,表现为15种条带类型。轻度干旱诱导‘凤丹’基因组39.78%的位点发生了甲基化,40.00%的位点发生了去甲基化;重度干旱诱导‘凤丹’基因组46.00%的位点发生了甲基化,38.60%的位点发生了去甲基化,表明干旱胁迫会诱导‘凤丹’基因组DNA甲基化状态发生改变。     

聚乙二醇处理马铃薯脱毒试管苗的生理反应

以聚乙二醇PEG-6000为渗透剂模拟水分胁迫处理马铃薯试管苗,研究马铃薯试管苗在不同强度水分胁迫下的光合能力、渗透调节物质含量、膜脂过氧化和抗氧化特性等生理反应.结果表明:随着胁迫强度增大,马铃薯试管苗叶绿素、脯氨酸、丙二醛(MDA)与超氧化物歧化酶(SOD)活性发生了不同变化.抗旱性不同的马铃薯品种对水分胁迫的敏感程度也不同.其中水分胁迫后叶绿素含量低于对照;脯氨酸含量随着处理强度的增大显著增加,且以20%的PEG浓度处理增加最明显,抗旱性强的品种脯氨酸增幅较大;MDA含量随着胁迫强度的增大急剧增加,植物叶片的质膜透性上升,抗旱性强的品种增长幅度较小;PEG处理后SOD活性先上升后下降,抗旱性强的品种能维持较高的活性.     

盐胁迫下盐穗木DNA甲基化程度与去甲基化酶基因(Ros1)表达的相关性研究

【目的】甲基化和去甲基化协同调控的DNA甲基化直接影响逆境胁迫相关基因的表达,植物的DNA去甲基化主要由去甲基化酶基因Ros1(Repressor of Silencing 1)介导的碱基切除修复实现。开展盐穗木(Halostachys caspica)DNA甲基化程度与HcRos1表达动态变化的分析,有助于阐明DNA甲基化应答盐胁迫的分子机制。【方法】利用qRT-PCR测定盐胁迫下盐穗木幼苗同化枝和根基因组DNA的甲基化程度,探讨DNA的甲基化程度与去甲基化酶基因HcRos1表达的相关性。【结果】在相同NaCl浓度胁迫不同时间下盐穗木同化枝和根中DNA甲基化程度呈现先升高后降低的趋势,盐穗木同化枝中的DNA甲基化程度大多高于根中的基因组甲基化程度,且均在24 h达到最高DNA甲基化程度。而在不同浓度NaCl胁迫处理24 h时,盐穗木同化枝和根中DNA甲基化程度也是先升高后降低的趋势,盐穗木同化枝中的基因组甲基化程度高于根中的基因组甲基化程度,且多在100 mmol/L达到最高DNA甲基化程度。HcRos1的基因表达量在低浓度NaCl胁迫下变化不大,但在700 mmol/L NaCl胁迫72 h时则显著升高。【结论】HcRos1表达量与DNA甲基化水平呈明显的负相关,盐胁迫能够提高HcRos1的表达,降低基因组DNA的甲基化程度,增强植物的耐盐性。     

DNA甲基化抑制剂对水稻幼苗生长及耐盐性的影响

DNA甲基化抑制剂能够通过改变植物基因组的DNA甲基化水平从而对植物的开花、生长发育和抗逆性产生影响。以耐盐和盐敏感水稻品种为材料,分别在水稻萌发期和幼苗期用DNA甲基化抑制剂进行处理,并对处理后的幼苗进行盐胁迫。结果表明:萌发期抑制剂处理导致种子萌发率显著降低,幼苗出现矮化、成簇、死亡等症状,株高、根长和干重也受到了显著的抑制;同时,DNA甲基化抑制剂处理可以降低盐胁迫时地上部的钠离子浓度、提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。上述结果表明DNA甲基化抑制剂通过改变基因组DNA的甲基化水平来影响水稻的生长发育,并通过影响离子吸收和抗氧化酶类的活性来影响水稻的耐盐性。     

水分胁迫下马铃薯试管苗的生理响应

利用PEG-6000模拟根际水分胁迫法,对马铃薯试管苗进行了水分胁迫处理,研究马铃薯不同品种在不同水分胁迫程度下的生理反应。结果表明,马铃薯试管苗体内丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与可溶性蛋白质含量在水分胁迫下发生了不同的变化。其中,在轻度水分胁迫(10%PEG)下各马铃薯品种可溶性蛋白含量均上升,脯氨酸大量积累,MDA含量急剧增加,POD、SOD、CAT活性上升;经重度水分胁迫(20%PEG)后,以上各指标变化趋势不一。马铃薯不同品种对水分胁迫的反应敏感程度不一致,这与其不同的抗旱能力有关。     

外源钙对盐胁迫下马铃薯试管苗生长和相关生理特性的影响

采用组织培养方法,研究了外源硝酸钙对盐胁迫(100mmol/L NaCl)下马铃薯试管苗生长及相关生理指标的影响。结果表明:盐胁迫下试管苗生物量显著下降,叶绿素质量分数、根系活力和抗氧化酶活性显著降低,脂质过氧化指标丙二醛(MDA)质量摩尔浓度显著增加,试管苗生长受抑制;适量的硝酸钙(10mmol/L)能在一定程度上缓解盐胁迫对马铃薯试管苗生长的抑制,提高根系和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,使之维持在较高的水平,降低MDA质量摩尔浓度和细胞膜透性,增强根系活力及增加试管苗叶绿素质量分数。可见,适量的外源钙可通过促进盐胁迫下试管苗内抗氧化酶活性的提高,降低膜脂过氧化水平,增强光合能力,缓解盐害对马铃薯试管苗生长的抑制作用,诱导其耐盐性的提高。     

DNA甲基化抑制剂DAC处理对鸡Wnt10a基因表达及其启动子甲基化的影响

Wnt10a基因在细胞增殖、分化及迁移中发挥着重要作用,参与调控机体生长发育的诸多生物学过程,但对鸡Wnt10a基因表达的表观遗传调控机制尚不清楚.为探究DNA甲基化对Wnt10a基因表达的影响,以DMSO处理为对照组,5-Aza-2'-deoxycytidine (DAC)处理为试验组,分别用0.25、0.5、1.0...     

盐胁迫下红花基因组DNA甲基化的MSAP分析

以红花幼苗为研究材料,经200mmol.L-1 NaCl溶液分别处理4、8、12h,以未经盐胁迫处理为对照(CK),对DNA甲基化变化特征进行MSAP(甲基化敏感扩增多态性)分析。选用13对选扩引物,共检测到3 140个基因位点。甲基化水平分析表明,CK,4、8、12h处理样本中总甲基化率分别为31.8%、27.1%、31.0%和31.3%。进一步对不同处理时间红花基因组DNA甲基化模式的变化特征进行分析表明,NaCl处理4h后DNA的去甲基化模式调整占优势,而处理8h及12h后DNA甲基化水平恢复到CK水平,甲基化及去甲基化模式调整基本一致。上述结果显示,盐胁迫条件下红花基因组DNA甲基化状态发生了一定变化,并且这种变化与盐胁迫程度相关,推测DNA甲基化修饰可能参与了红花的盐胁迫应答。     

低温下硝普钠对马铃薯试管苗生理指标的影响

为了解较低温下硝普钠对马铃薯试管苗的影响,在4℃低温胁迫下,研究了一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理对陇薯3号试管苗的丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脯氨酸及叶绿素含量的影响.结果表明:4℃低温可以对试管苗产生胁迫,0.05mmol/L和0.10mmol/L的SNP都可以导致其MDA、可溶性蛋白和叶绿素含量都有所上升,其中0.10mmoi/L的SNP可以缓解低温造成的胁迫.     

重金属铅镉对濒危植物中华水韭(Isoetes sinensis)DNA甲基化的影响

为研究古老植物对重金属胁迫的分子水平的响应,探究重金属对濒危植物DNA甲基化影响的特点,选择两种重金属Pb和Cd对濒危植物中华水韭进行胁迫处理,每种重金属设置3个处理浓度,胁迫处理至第28 d选取叶片,采用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术测定DNA甲基化程度。试验结果表明:重金属铅和镉均能够对中华水韭DNA甲基化产生影响,甲基化总体水平基本一致(对照、Pb处理和Cd处理分别为46.96%、48.23%和48.1%),但全甲基化水平(Pb处理是28.34%,Cd处理是20.25%)均低于对照(33.91%),而半甲基化水平(Pb处理是19.89%,Cd处理是27.85%)均高于对照(13.04%)。甲基化增强的变化,以无甲基化或内外侧胞嘧啶半甲基化向内外侧胞嘧啶全甲基化变化的模式为主。去甲基化的变化,以内外侧胞嘧啶全甲基化向无甲基化或内侧胞嘧啶半甲基化或全甲基化变化的模式为主。铅和镉胁迫在导致中华水韭DNA甲基化增强所占比率方面几乎相等(39.04%和39.71%),而在去甲基化所占比率方面镉(46.86%)高于铅(33.92%)。     

非生物胁迫诱导拟南芥中防御基因表达的分子机制

以缺水处理、低温胁迫和盐胁迫的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植物作为试验材料,采用实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(RT-qPCR),检测水杨酸(SA)途径调控基因AtACD6和下游防御基因AtPR5的表达水平。分析结果证实了非生物胁迫处理的植物中这些防御基因的表达水平明显增加。亚硫酸盐测序结果证明非生物胁迫诱导AtACD6基因启动子区域的DNA去甲基化,导致该基因的转录激活。进一步研究证实,沉默抑制因子1(ROS1)介导的DNA去甲基化,在低温诱导AtACD6基因表达的过程中起重要作用。揭示了植物水杨酸途径防御基因应答非生物胁迫相关的分子机制中ROS1起重要作用,为探索植物适应不利环境的表观调控机制提供参考。     

干旱胁迫下复苏植物牛耳草基因组DNA甲基化分析

利用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,研究干旱复苏过程中,牛耳草叶片DNA甲基化水平及动态变化情况.5对引物对共扩增出376个CCGG位点,其中188个位点发生了甲基化或去甲基化变化.处理组总甲基化水平均高于对照组,且均以Ⅰ型CHG(半甲基化)位点为主,占约32.3%~40.2%.牛耳草干旱复苏过程DNA甲基化和去甲基化同时发生,但以去甲基化为主.此外,qRT-PCR技术检测Bh Dnmt2、Bh CMT2等DNA甲基化相关酶基因在干旱复苏过程中的表达,发现均有明显变化.综上,DNA甲基化参与了牛耳草的抗旱复苏过程,可能是通过甲基化/去甲基化调节基因表达,从而参与牛耳草的抗旱分子反应.     

干旱胁迫诱发的玉米DNA甲基化变异的研究

本实验以玉米品种B73和H99为实验材料,分别对其进行干旱胁迫处理(0天、5天、7天、9天、11天),用MSAP方法分析干旱胁迫条件下的玉米基因组DNA甲基化变化情况。结果表明,干旱胁迫下,玉米DNA甲基化修饰发生了明显的改变,包括甲基化水平变化和模式变化;B73与H99的甲基化变异程度存在差异,其中B73在处理7天时检测到的变异率最高,为32.48%,H99在处理9天后的变异率最高,为30.00%。本研究初步分析了玉米在干旱胁迫下所发生的表观遗传学变异的频率及其与玉米抗逆性之间可能存在的关系,为进一步研究植物抗干旱胁迫的机制和培育抗干旱玉米新品种提供理论依据。     

低磷胁迫下四种双糖对马铃薯幼苗根系形态和生理的影响

【目的】研究低磷水平下4种双糖对马铃薯试管苗生理的影响,对马铃薯幼苗低磷胁迫的生长和物质积累具有重要意义.【方法】以"大西洋"试管苗为材料,研究0.1 mol/L的4种双糖(蔗糖、海藻糖、麦芽糖和乳糖)在低磷(0.5 mmol/L)胁迫和正常磷素(1.25 mmol/L)水平下马铃薯试管苗形态建成和生长的影响,以无糖为对照.【结果】1.25 mmol/L磷水平下,与对照相比,蔗糖、海藻糖和乳糖处理下茎叶磷含量分别降低25.3%、26.0%和48.7%;乳糖处理下使淀粉含量提高3.7倍,蔗糖、海藻糖和麦芽糖处理下淀粉含量分别降低16.6%、22.6%和24.5%;0.5 mmol/L磷水平下,与对照相比,蔗糖、海藻糖和麦芽糖处理下茎叶磷含量分别降低25.0%、26.6%和59.5%;蔗糖、海藻糖和乳糖处理下花青素含量分别是对照的2.13、1.91和3.68倍.【结论】4种双糖通过调节马铃薯试管苗的生物量、磷的转运以及促进花青素和碳水化合物的积累,来提高其对低磷胁迫的适应性.     

多胺及其合成抑制剂对干旱胁迫下杏苗生理指标的影响

【目的】探讨喷施多胺及其合成抑制剂甲基乙二醛双脒基腙(MGBG)对干旱胁迫杏苗生理指标的影响,为杏抗旱栽培提供参考依据。【方法】以金太阳杏1年生嫁接苗为试材,设处理1(对照,CK)、处理2[干旱(Drought, D.)胁迫]、处理3[(CK+亚精胺(Spermidine,Spd)]、处理4(D.+Spd)、处理5(D.+MGBG)和处理6(D.+MGBG+ Spd)共6个处理,每2 d处理1次,处理30 d后分别测定并分析各处理叶片丙二醛(MDA)、可溶性糖、游离脯氨酸(Pro)含量、叶绿素总含量及光合参数。【结果】干旱胁迫下,杏苗叶片MDA、可溶性糖和Pro含量增加,叶绿素总含量和光合参数均降低;喷施1.0 mmol/L Spd的杏苗叶片MDA含量、可溶性糖含量、Pro含量、叶绿素总含量及大部分光合参数提高;在干旱胁迫下喷施1.0 mmol/L Spd可使杏苗的MDA含量、可溶性糖含量、Pro含量、叶绿素总含量及大部分光合参数显著提高(P<0.05);在干旱胁迫下喷施1.0 mmol/L MGBG可促进杏苗叶片MDA含量、Pro含量、叶绿素总含量及大部分光合参数降低。【结论】喷施1.0 mmol/L Spd可增强金太阳杏苗对干旱胁迫环境的适应能力,可在杏规模化栽培中应用。