NaCl胁迫对宁夏枸杞组培苗抗氧化酶及相关基因表达模式的影响

以宁杞1号无菌实生苗的叶片、下胚轴以及茎尖生长点组织为材料,以MS为基础培养基,设置不同的激素浓度比例,诱导不同外植体产生丛生芽并完成形态建成.采用水培处理方式,分别设置0、100、200 mmol/L NaCl胁迫梯度,于处理后1、2、3 d分别测定地上部超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(C...     

棉花幼苗受铅、镉胁迫的抗氧化酶反应

以棉花柯312为材料,研究了铅、镉胁迫条件下,棉花幼苗根、茎长度和根、茎叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化趋势.结果表明:在铅、镉胁迫下,棉花幼苗根、茎生长均受到抑制;较低浓度铅、镉胁迫下,棉花幼苗SOD、POD、CAT活性增强;当胁迫浓度增大时,SOD、POD、CAT的保护作用伴随着细胞膜脂质过氧化反应的加剧而逐渐降低,长时间胁迫将导致棉花幼苗死亡;棉花幼苗丙二醛含量随胁迫浓度的增大而上升.     

Pb胁迫对富集植物金丝草种子萌发和幼苗生长的影响

以Pb超富集植物金丝草种子为试验材料,选取同为禾本科的百喜草种子为对照,设置不同Pb浓度(0、50、150、300、600、800mg /L和1000mg /L)的胁迫水平,测定Pb胁迫条件下金丝草和百喜草种子的发芽率、发芽势及根长、芽长、胚质量等指标,比较Pb胁迫对金丝草和百喜草种子各萌发指标、抑制指数和幼苗生长影响的差异。结果表明：低Pb浓度胁迫（50mg/L）对金丝草种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数有一定促进作用,随胁迫浓度的增大,种子萌发的各项指标受到较大程度的抑制,Pb胁迫浓度大于300mg/L时,金丝草种子萌发受到显著抑制;而Pb胁迫条件下金丝草种子萌发指标均小于百喜草,但金丝草种子对Pb胁迫具有较强耐性,在Pb胁迫浓度为800mg/L时,仍有一定萌发能力;Pb胁迫对金丝草根长和芽长无显著影响。     

铅胁迫对费菜叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响

[目的]丰富绿化植物抗重金属污染的理论,为受污染地区绿化植物的选择提供借鉴。[方法]采用水培的方法,研究不同浓度的重金属铅（240、480、960、1450、1630μmol/L）对费菜生理生化特性的影响。[结果]叶绿素的含量及抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性对Pb^2＋胁迫都表现为低浓度下的促进和高浓度下的抑制作用。轻度胁迫下叶绿素含量增加;随着处理时间的延长和重金属浓度的增加,叶绿素含量总体呈下降趋势。当Pb^2＋浓度小于480μmol/L时,SOD的活性随着时间的延长先升高后下降;随着Pb^2＋浓度的增加,酶的活性逐渐降低。随着处理时间的延长,低浓度铅（Pb^2＋≤480μmol/L）胁迫下CAT活性先升高后下降,高浓度铅（Pb^2＋≥960μmol/L）胁迫下,CAT活性持续下降。[结论]明晰了铅胁迫对费菜叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响规律。     

铅胁迫对蜀葵重金属积累及抗氧化酶活性的影响

为探究植物对重金属铅(Pb)的积累和耐性,以锦葵科(Malvaceae)植物蜀葵(Althaea rosea Cavan.)为材料,研究了不同Pb浓度(0、50、100、200、500 mg·kg-1)处理对蜀葵叶片抗氧化酶活性及生理特性的影响。结果发现:蜀葵对于重金属Pb胁迫有较强的耐受性,低浓度Pb处理促进蜀葵地上生物量的积累,抑制了蜀葵根的生长,且根为主要积累Pb的部位;Pb浓度的增加导致相对叶绿素含量(SPAD)降低,过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)、超氧阴离子(Superoxide anion,O-2·)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量及电解质外渗率(Electrolyte leakage,EL)增加;Pb浓度为100 mg·kg-1时,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性比对照分别增加了5.6%、29.36%、22.48%和54.19%。研究表明,蜀葵可以通过调节自身的生理生化机制来适应Pb胁迫环境,可用于Pb污染地区的土壤修复。     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。     

基于转录组测序挖掘小麦叶片抗旱相关基因

【目的】通过转录组测序分析干旱胁迫的小麦,以期挖掘小麦响应干旱胁迫的关键基因。 【方法】采用高通量 Illumina Hiseq 2500 测序平台对郑麦 366 号正常生长与自然干旱处理进行测序,并对测序数 据进行分析,筛选响应干旱胁迫的关键基因。【结果】两组样品中分别获得 45 471 018、45 133 470 个 clean read 片段,包含 6.82 Gb、6.39 Gb 碱基信息,拼接组装后,得到 188 334 个转录本和 119 588 个 Unigenes。通过筛选 共获得 1 207 个 DEGs,其中 752 个上调,455 个下调。GO 功能富集分析显示,上调的 DEGs 主要富集在水解酶 活性、催化活性、代谢过程、甘油代谢过程、膜和细胞部分等;下调的 DEGs 富集在细胞器、细胞和氧化还原 酶活性的最多。KEGG 途径富集分析发现,DEGs 显著富集于淀粉和蔗糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、光合作用 - 天线蛋白、光合作用、苯丙烷生物合成、乙醛酸和二羧酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸代谢和光合生物中的碳 固定等代谢通路。5 个抗氧化酶基因的 qRT-PCR 结果与 RNA-Seq 测序结果变化趋势相一致。【结论】利用转录 组测序技术获得了大量小麦抗旱相关基因,为深入研究小麦响应干旱胁迫的分子机制提供更多的基因遗传资源。     

金鱼藻抗氧化系统对镉胁迫的响应

[目的]研究镉对金鱼藻生长的影响和金鱼藻抗氧化酶对胁迫伤害的响应。[方法]用不同浓度的氯化镉溶液(纯镉离子浓度分别为0、0.2、1.0、2.0 mg/L)处理金鱼藻,并分别于处理后1、2、4、8 d测定处理后植株叶绿素和可溶性蛋白含量、镉的积累量、抗氧化酶活性以及氧化胁迫参数等指标。[结果]金鱼藻体内镉的积累量随胁迫浓度和时间的增加而增加,但积累速率随胁迫浓度和时间的增加而降低;抗氧化酶系统对镉胁迫具有应激反应,当镉浓度小于1.0 mg/L时,超氧物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性均先上升,4d后又下降,而当镉浓度大于2.0 mg/L时,上述酶活性下降,同时,H2O2含量、MDA含量上升。[结论]低浓度镉可以诱导抗氧化酶活性,抵御氧化胁迫,但随着隔浓度的增加,抗氧化酶活性降低,植物受到氧化胁迫伤害。     

高盐胁迫对沟叶结缕草叶片抗氧化酶活性的影响

以优良草坪植物泌盐型沟叶结缕草(Zaysia matrella Merr.)为材料,研究了在0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L梯度浓度NaCl高盐胁迫下,对沟叶结缕草叶片SOD、POD、CAT、APX和GR等抗氧化酶活性的影响。从抗氧化能力角度揭示沟叶结缕草的耐盐机理,为沿海地区用沟叶结缕草铺建草坪提供参考。结果表明:沟叶结缕草叶片抗氧化酶对盐胁迫的响应次序为:SOD>APX>POD>GR>CAT,说明SOD对高盐胁迫最敏感,各酶对0.5 mol/LNaCl的胁迫均有一定适应,而只有CAT酶对2.0 mol/L NaCl的胁迫有短期适应,其他酶活性均明显下降。     

铅胁迫对金丝草AsA-GSH循环及铅积累的影响

为了探究金丝草的耐铅(Pb)机制,以金丝草为材料,测定不同浓度(0、1000、2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环和亚细胞分布等指标。结果表明:低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草叶片谷胱甘肽还原酶(GR)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量高于对照,但未达显著水平(P0.05);金丝草根系GR、As A、抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量则显著增加(P0.05),较对照增长41.1%、60.6%和74.0%。同时,低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫对金丝草根系总根长、根表面积、根平均直径和根体积也有一定促进作用。高浓度(2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下,金丝草根系总根长、根表面积和根体积显著降低(P0.05),叶片及根系细胞内叶绿体、线粒体、核仁等亚细胞器损伤严重,毒害作用渐显。但金丝草叶片和根系GR、GSH、As A含量在高浓度Pb处理下仍高于对照,细胞壁和可溶性组分Pb含量显著高于低浓度Pb处理(P0.05),且两组分Pb含量占总量69%以上。研究表明,金丝草可通过诱导体内As A-GSH循环响应和Pb在亚细胞的差异化分配,增强植株抗氧化能力,限制Pb转运及其对细胞活跃区域的毒害来适应土壤Pb逆境。     

金丝草总多酚提取工艺及抗氧化性研究

采用乙醇浸取法对金丝草中多酚进行提取并对其抗氧化性进行研究。探讨乙醇浓度、提取温度、时间和料液比对多酚提取的影响,并用正交试验进行优化。结果表明,最佳参数为乙醇浓度50%,时间为1 h,料液比1:30 (g·mL^-1), 提取温度80℃。在此提取条件下,金丝草多酚总含量为4.14 mg·g^-1,且金丝草提取物有较好清除羟基自由基的能力, 提取效果好,多酚含量较高。     

RNA-Seq定量分析盐肤木对铅胁迫的响应

为探究重金属污染地生态修复先锋植物——盐肤木对重金属胁迫的分子响应机制,设置3个铅胁迫水平(0、250、1000mg·kg~(-1)),应用Illumina HiSeq~(TM)2000进行盐肤木根系的转录组测序,并通过Gene Ontology(GO)与Pathway功能显著富集分析方法,分析说明盐肤木响应不同铅胁迫水平下的差异表达基因。结果表明,盐肤木在遭受轻度铅胁迫时,主要有4类水解酶与2类磷酸酶相关基因显著富集,说明盐肤木主要通过调节细胞内水解酶与磷酸酶相关基因来抵御胁迫,而在重度铅胁迫下,主要有6类氧化还原酶相关基因出现显著富集,此时氧化还原酶相关基因起到主要调节作用;盐肤木在铅胁迫下细胞受损,在轻、重度铅胁迫下,分别有24、16类细胞相关基因显著富集,但其自身可通过调节细胞内细胞器、细胞质等相关的细胞运动以应对逆境;核糖体代谢通路是盐肤木适应铅胁迫的主要代谢通路。研究表明,核糖体相关基因是盐肤木响应铅胁迫的主要应答与调节基因。     

盐芥GRP7基因的克隆和逆境表达分析

【目的】从抗逆植物盐芥中分离GRP7(glycine-rich RNA-binding protein7,GRP7)基因,为进一步揭示GRPs基因在盐芥逆境应答中的作用机制及生物学功能奠定基础。【方法】利用盐芥GRP7基因的EST序列设计特异引物,克隆GRP7基因的全长序列,对其保守结构域和系统进化树进行分析,并对TsGRP7基因的启动子区进行预测;利用qRT-PCR技术,检测GRP7基因在不同逆境胁迫、不同组织中的表达情况。【结果】TsGRP7基因编码区全长522bp,编码173个氨基酸;TsGRP7蛋白的N端第9~82位氨基酸之间有1个RNA识别基序(RRM),RRM中含有保守的RNP-1和RNP-2亚结构域;多重序列比对和系统进化树分析表明,盐芥和拟南芥亲缘关系较近;启动子序列分析表明,盐芥GRP7启动子区含有HSE热激响应元件、LTR低温应答元件等多个逆境相关的顺式作用元件,表明盐芥GRP7基因参与逆境响应。qRT-PCR分析表明,盐芥GRP7基因在不同逆境胁迫条件及不同组织中表达不同。【结论】盐芥GRP7基因参与低温、高盐、PEG等逆境响应。     

青海湖裸鲤TNNI1和TNNI2基因克隆及其响应盐碱胁迫的表达研究

【目的】克隆青海湖裸鲤慢收缩骨骼肌型肌钙蛋白I基因(TNNI1)和快收缩骨骼肌型肌钙蛋白I基因(TNNI2),分析其在不同组织及盐碱胁迫环境下皮肤和腹侧肌肉组织中的表达水平,为揭示青海湖裸鲤生长缓慢及恢复青海湖裸鲤鱼类资源提供基础数据。【方法】以青藏高原特有鱼类青海湖裸鲤为研究材料,利用RACE技术克隆TNNI1和TNNI2基因全长cDNA序列,进行氨基酸序列同源性比对;利用实时荧光定量PCR法检测2个基因在青海湖裸鲤鳃、眼、脑、脾脏、肝脏、肠、肾、心、皮肤、腹侧肌肉组织的表达情况,以及盐碱胁迫下腹侧肌肉和皮肤组织中的表达规律。【结果】青海湖裸鲤TNNI1 cDNA序列全长为1 211 bp,其中开放阅读框540 bp,共编码179个氨基酸;TNNI2 cDNA序列全长为737 bp,其中开放阅读框531 bp,共编码176个氨基酸。序列同源性分析发现,青海湖裸鲤TNNI1氨基酸序列与安水金线鲃的同源性高达92.13%,TNNI2氨基酸序列与鲤鱼的同源性最高为92.61%。系统发育树结果显示,从TNNI1氨基酸序列来看,青海湖裸鲤与金线鲃属鱼类、鲫鱼、鲤鱼的亲缘关系较近;从TNNI2氨基酸序列来看,青海湖裸鲤与鲤鱼的亲缘关系最近,其次是鲫鱼和金线鲃属鱼类。TNNI1和TNNI2基因在青海湖裸鲤不同组织中均有表达,且在腹侧肌肉中相对表达量最高。盐碱胁迫条件下,TNNI1和TNNI2基因在肌肉组织中的相对表达量均显著下调;在皮肤组织中TNNI1的相对表达量极显著下调（P＜0.01）,而TNNI2极显著上调（P＜0.01）。【结论】成功克隆了青海湖裸鲤TNNI1、TNNI2基因全长;TNNI1、TNNI2基因在腹侧肌肉组织中高表达,表明其与肌肉组织发育密切相关;盐碱胁迫条件下TNNI1、TNNI2基因在腹侧肌肉组织中的表达均显著下调,提示2个基因表达量降低可能是青海湖裸鲤生长缓慢的重要因素。     

柳叶箬对Pb胁迫的生理响应及其体内Pb的亚细胞分布研究

以Pb超富集植物柳叶箬(Isachne globosa)为研究对象,采用室内模拟Pb胁迫水培试验,设计不同Pb浓度(0、250、500、1000、1500 mg·L~(-1))胁迫处理,测定柳叶箬体内不同化学形态Pb、有机酸和非蛋白巯基含量,以及体内Pb的亚细胞分布,探讨柳叶箬对Pb胁迫的响应机理。结果表明:随Pb胁迫浓度的增大,柳叶箬体内各化学形态的Pb含量显著增大(P0.05);Pb胁迫条件下,柳叶箬体内的Pb以盐酸提取态为主,其次为醋酸提取态、NaCl提取态和乙醇提取态,去离子水提取态和残渣态含量较低;柳叶箬叶片的柠檬酸和苹果酸,以及体内非蛋白巯基含量均随Pb浓度的增加而显著增加(P0.05);电镜观察发现,大部分Pb~(2+)被束缚在细胞壁中,细胞区室化作用显著。以上结果表明,有机酸和非蛋白巯基的螯合作用以及Pb的细胞区室化作用对柳叶箬在Pb胁迫过程中具有重要解毒作用。     

凤尾蕨对铅污染土壤的修复机理研究

以景观植物凤尾蕨作为供试植物,研究其对土壤铅污染的修复效果,并通过分析凤尾蕨植物酶、土壤酶活性的变化,铅积累量的变化等探讨其可能的修复机理。结果表明:叶绿素、植物POD酶(过氧化物酶)、植物CAT酶(过氧化氢酶)一系列指标,在0～500 mg·L~(-1)时随着铅浓度的增加而上升,植物SOD酶(超氧化物歧化酶)在铅胁迫下呈下降趋势,表明凤尾蕨具有一定的耐铅性能;凤尾蕨可以吸收高浓度Pb,其地下部分与地上部分的铅积累量均随土壤铅浓度的升高而增加,地下部铅最大富集量82.578 mg·kg~(-1)、地上部铅最大富集量16.153 mg·kg~(-1),且地下部分和地上部分的富集系数均大于1,其中地下部最大富集系数达10.819,表明凤尾蕨具有将土壤中重金属富集在植物体内的能力;在低浓度Pb(0～500mg·L~(-1))处理时,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶三种酶活性相对于对照组有所增加,表明凤尾蕨根际微生物在低浓度铅污染情况下,可协同植株强化对重金属污染土壤的修复作用。     

大豆GmPIN2b调控根系响应低磷胁迫的功能研究

目的 研究生长素转运蛋白PIN基因家族在大豆Glycine max 根系适应低磷胁迫中的功能。方法 对大豆23个GmPIN家族成员进行进化树分析和表达模式分析,并进一步对GmPIN2b进行功能分析。结果 大豆23个GmPIN家族成员分散在7个不同的亚族,其中,GmPIN2a、GmPIN2b和GmPIN9a、GmPIN9d与拟南芥Arabidopsis thaliana的AtPIN2位于同一亚族。不同GmPIN家族成员在大豆中的组织表达定位及其受低磷调控的表达模式不同,其中,GmPIN2b在大豆根系中的表达水平在低磷胁迫6 d后显著上调,回补表达GmPIN2b能够部分恢复Atpin2突变体的表型。无论在低磷还是高磷条件下,回补表达GmPIN2b的转基因植株鲜质量和主根长均显著高于Atpin2突变体;而且回补表达GmPIN2b显著提高了Atpin2突变体在低磷条件下的一级侧根数,以及高磷条件下根系对重力的敏感性。结论 GmPIN2b在大豆根系形态建成响应低磷胁迫的过程中起重要的调控作用。     

尾叶桉响应水肥单、双因素胁迫的差异表达基因分析

【目的】比较尾叶桉Eucalyptus urophylla对水肥单、双因素胁迫的分子响应机制,为桉树抗逆育种提供思路和分子基础。【方法】以无性系ZQUA44为试验材料,设3个水肥胁迫处理和1个对照(CK)。水肥双因素胁迫:20%～40%田间持水量,基肥[钙镁磷肥(CMPF) 250 g];水分单因素胁迫:20%～40%田间持水量,基肥(CMPF250 g+复合肥150 g);养分单因素胁迫:60%～80%田间持水量,基肥(CMPF 250 g);CK:60%～80%田间持水量,基肥(CMPF 250 g+复合肥150 g)。水分单因素胁迫和对照在种植2个月后施尿素100 g,8月份施复合肥150 g,第2年春天施复合肥100 g。对受胁迫处理的尾叶桉进行生长指标测定,并取叶片进行转录组测序,对测序结果进行拼接,利用生物信息学手段获得差异表达基因,对差异基因进行GO功能注释和KEGG通路分析。最后随机选择4个具有不同表达模式的差异表达基因进行qRT-PCR,验证转录组测序数据的可信度。【结果】3种胁迫处理均在一定程度上抑制尾叶桉的生长发育,胁迫处理下尾叶桉各项生长指标多显著低于对照。水肥双因素胁迫、水分单因素胁迫和养分单因素胁迫处理共得到5 547个差异表达基因,分别有2 585、1 472和1 490个差异表达基因,各有1 195、222和665个基因表达上调和1 390、1 250和825个基因表达下调;3种胁迫处理分别获得155、75和108个基因编码转录因子。水肥单、双因素处理的差异表达基因均显著富集在苯丙烷的生物合成路径中。qRT-PCR结果与转录组测序结果基本一致,说明测序结果可信。【结论】尾叶桉在3种胁迫处理下的转录变化具有明显的普遍性和特异性,综合胁迫对植物生长的影响比单独胁迫的影响更大,不同胁迫条件下植物可能具有不同的响应方式。     

臭氧与干旱胁迫对海南蒲桃和盆架子幼苗光合生理的影响

以海南蒲桃（Syzygium hainanense）和盆架子（Alstonia scholaris）幼苗为材料,置于开顶气室进行人工臭氧熏气和干旱处理。通过测定0 d、15 d、30 d时2种树木幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率,计算气孔限制值,分析这些指标在臭氧胁迫和干旱胁迫下的变化情况。结果显示：⑴受臭氧和干旱胁迫的影响,2种幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率随处理时间的延长呈现下降,胞间CO₂浓度和气孔限制值上升或下降,臭氧与干旱交叉胁迫的影响大于臭氧或干旱单一胁迫。在臭氧胁迫下,海南蒲桃幼苗的净光合速率下降以气孔限制为主,干旱胁迫下以非气孔限制为主。（2）盆架子幼苗在臭氧胁迫和干旱胁迫下从气孔限制转为非气孔限制,说明海南蒲桃的抗臭氧能力强于盆架子,抗旱能力不如盆架子;臭氧和干旱交叉胁迫下,2种幼苗的净光合速率下降均以非气孔限制为主,说明他们抗臭氧与干旱交叉胁迫的能力相近。