低温胁迫下不同浓度ABA对4个油棕新品种幼苗生理特性的影响

探讨低温胁迫下不同品种油棕幼苗ABA合成酶基因NCED3表达特性及不同浓度ABA对其幼苗生长和生理的影响,为提高不同品种油棕幼苗抗寒能力提供理论依据。以油棕新品种Ni、C×N、B×E、D×N为材料,对其进行低温胁迫处理（15、10、5 ℃,5 d）,利用实时荧光定量PCR（qPCR）检测4种油棕幼苗的NCED3基因表达特性;然后,10 ℃低温胁迫下对4种油棕幼苗外施不同浓度ABA（50~300 μmol/L ABA）,测定其可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶（POD）活性等生理指标。结果表明,低温胁迫可触发4种油棕幼苗ABA合成酶基因NCED3的过量表达,外施50~300 μmol/L ABA均降低幼苗质膜透性和SOD酶活性,抑制MDA和H₂O₂含量上升,缓解低温胁迫引起的膜脂过氧化,提高可溶性蛋白、可溶性糖含量和POD活性,进而提高油棕幼苗抗寒性。4个品种中,B×E材料的耐寒能力较强。     

小麦叶绿体果糖 1, 6 二磷酸醛缩酶活性的测定方法及应用

高等植物中的果糖1,6二磷酸醛缩酶（FBA）在叶肉细胞的叶绿体中高效表达,可逆催化卡尔文循环中果糖1, 6 二磷酸（FBP）和景天庚酮糖1, 7二磷酸（SuBP）的合成反应,在各种非生物胁迫的逆境条件下,FBA会表现出不同的响应。为了测定小麦叶绿体FBA (CpFBA)的活性,进一步研究小麦中CpFBA的功能,本研究比较了两种酶活性测定方法：一种方法是根据FBA催化FBP分解的过程中NADH转化为NAD⁺的量来确定FBA的活性;另一种是利用谢利万诺夫试剂（Sediwanoff reagent）与酮糖FBP作用生成鲜红色复合物,根据OD₅₂₀的变化测定FBA的活性。在此基础上,测定了两个小麦材料在4℃低温处理过程中CpFBA活性的变化。结果表明,谢利万诺夫试剂法对于测定小麦叶绿体FBA活性较为可行。CpFBA酶活性受到温度的影响,随着处理时间的延长,在35 d内两个材料的FBA酶活都呈现升高降低升高的交替变化,相比较而言,对低温不敏感的小麦矮变1号相对稳定,对低温敏感的返白系小麦出现先升高后又逐渐降低的趋势。     

小麦TaPK7基因的克隆及其在多种胁迫条件下的表达分析

为了揭示小麦TaPK7基因对不同逆境胁迫的应答机制, 以SAPK7基因的全长cDNA序列为信息探针,采用电子克隆和RT-PCR的方法,从抗旱小麦品种旱选10号中克隆到一个包含1 074 bp开放阅读框、编码357个氨基酸的cDNA序列,命名为TaPK7.生物信息学分析表明,TaPK7同时具有磷酸化丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸的活性.氨基酸序列比对发现,TaPK7与水稻、玉米、大麦等植物中受逆境胁迫诱导表达的直系同源基因高度同源.实时定量RT-PCR检测结果表明,TaPK7参与对高渗、高盐、低温等多种胁迫和ABA处理的应答反应,但在不同胁迫或处理下的表达模式不同,TaPK7对四种非生物胁迫的敏感性次序为:高盐＞高渗＞低温＞ABA.     

小麦TaPP2C59基因的克隆及表达分析

2C型蛋白磷酸酶(PP2C)是ABA信号途径的关键组分,在ABA信号转导及植物对非生物逆境胁迫的应答过程中发挥着重要作用。为给TaPP2C59基因功能的研究奠定基础,同时为小麦对非生物胁迫应答的信号转导机理研究提供参考,本研究从小麦中克隆了第一个PP2C基因TaPP2C59,并对其在逆境胁迫以及多种信号分子处理下的表达模式进行研究。序列分析表明,该基因开放阅读框(ORF)为855bp,编码284个氨基酸。进化树分析表明,该基因编码的蛋白与水稻OsPP2C45蛋白和拟南芥AtPP2C59蛋白的亲缘关系最近。多序列比对分析表明,TaPP2C59具有PP2C家族蛋白的保守结构特征。实时荧光定量PCR分析表明,该基因的表达显著受ABA、低温和高盐胁迫抑制。因此,可以推测TaPP2C59可能作为负调控因子参与ABA信号及非生物逆境胁迫应答。     

脱落酸对PEG胁迫下小麦幼苗渗透调节物质和抗氧化性的影响

为了明确脱落酸对PEG(聚乙二醇)胁迫下小麦幼苗渗透调节物质和抗氧化性的影响,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度,选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法研究了在20%PEG胁迫下小麦幼苗经不同浓度脱落酸(ABA)处理后的形态及生理指标。结果表明:PEG胁迫下,外源ABA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低超氧阴离子自由基■、过氧化氢(H_2O_2)含量,减少丙二醛(MDA)积累,促进小麦幼苗地上部生长。试验表明,外施ABA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解PEG胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。本试验条件下以8 mg/L ABA效果最好。     

壳寡糖对低温胁迫下小麦幼苗的保护作用及相关代谢产物的影响

为了解壳寡糖对低温胁迫下小麦的保护作用,对两个小麦品种(小偃22和西农9871)幼苗喷施100mg·L-1壳寡糖和0℃低温胁迫96h,检测叶片的损伤面积及丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、还原糖含量,并调查复温后返青率。结果表明,与常温对照组相比,低温胁迫48h后壳寡糖处理的小麦叶片损伤面积和丙二醛含量增幅较低,其中小偃22和西农9871的损伤面积相对于低温对照分别减少了25.3%和28.8%,丙二醛含量分别降低了16.9%和33.7%;同时,两个品种叶片脯氨酸含量分别提高了15.8%和26.7%,还原糖含量分别提高了25.6和14.3%,可溶性糖含量也表现出增高的趋势。经过复温培养,壳寡糖处理下小偃22和西农9871的返青率分别提高了4.6%和5.9%。说明壳寡糖可通过促进小麦苗脯氨酸、还原糖等低温抗性相关次生代谢物的表达,提高其对低温寒害的抵抗能力。     

小麦冷休克蛋白基因TaCSP的克隆及表达分析

为深入研究小麦冷休克蛋白(cold shock proteins,CSPs)基因,根据大肠杆菌(E.coli)CSPs蛋白保守氨基酸序列,借助生物信息学技术检索小麦EST序列,采用同源序列法拼接了小麦3个冷休克蛋白基因,并以小麦叶片总RNA为模板,采用RT-PCR对其进行扩增;同时,采用荧光定量PCR对3个基因的组织表达特性以及ABA、低温、高温、干旱和盐胁迫条件下的表达模式进行了研究。结果表明,小麦3个冷休克蛋白基因TaCSP1、TaCSP2和TaCSP3全长分别为290、374和377bp,各编码69、69、80个氨基酸残基。序列分析表明,TaCSP1、TaCSP2和TaCSP3之间氨基酸相似性为72.9%~84.3%,与大肠杆菌来源CSPs的相似性为40.0%~79.7%。荧光定量PCR表达谱分析显示,TaCSPs在抽穗期小麦的根、茎、叶和幼穗中均能表达。胁迫分析表明,3个冷休克蛋白基因在小麦幼根中的表达,在低温和ABA处理下,表现为早期诱导、后期抑制,在高温、干旱和盐胁迫下,则表现为早期抑制、后期有所恢复。克隆获得的小麦3个冷休克蛋白基因在根组织中强烈表达,并受ABA和冷胁迫诱导,推测其在小麦抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用。     

外源ABA对冬小麦越冬期呼吸代谢关键酶与糖代谢的影响

为探讨外源ABA对低温胁迫下冬小麦幼苗呼吸代谢的影响,以抗寒品种东农冬麦1号和冷敏感品种济麦22为材料,测定和分析了小麦三叶期叶面喷施ABA(浓度10-5 mol·L-1,剂量为每4 m2喷施1 L)后越冬期叶片和分蘖节在低温胁迫下碳水化合物含量、糖酵解代谢酶及三羧酸循环代谢酶活性的变化.结果表明,越冬期间随温度的降低,两个小麦品种的叶片和分蘖节中可溶性总糖和淀粉含量先升后降;参与糖酵解代谢的丙酮酸激酶、己糖激酶、磷酸果糖激酶及三羧酸循环代谢酶的活性在对照叶片中均先升后降,但在分蘖节中的变化则不尽相同.外源ABA处理使低温下两个小麦品种叶片和分蘖节积累更多的可溶性糖和淀粉,并且不同程度地提高了两个品种叶片及分蘖节中丙酮酸激酶、己糖激酶及磷酸果糖激酶的活性,尤其在最低温-25℃时明显抑制这几种酶活性的降低,这种影响在抗寒性强的东农冬麦1号中更明显;在低温胁迫后期抑制了三羧酸循环代谢酶和丙酮酸脱氢酶活性的降低,使其保持在相对较高的水平.外源ABA对碳水化合物积累的促进作用有利于植株呼吸和ATP合成维持在较高水平,进而提高低温下植株存活能力.     

卡那霉素对不同小麦品种的效应及其在遗传转化筛选中的应用

为建立利用卡那霉素筛选遗传转化小麦的有效体系,采用不同浓度的卡那霉素对小麦西农1376、郑麦9023、豫麦18、小偃22种子及幼苗进行筛选处理,并较为系统地研究了不同品种、不同时期及西农1376T1植株对卡那霉素的反应.结果表明,不同小麦品种幼苗期对卡那霉素的抗性存在显著基因型差异,同一品种存在不同的敏感时期和敏感浓度.西农1376幼苗的适宜筛选时期为三叶一心前,用20 000 mg/L卡那霉素可对西农1376小麦转基因后代植株有效进行初步筛选.     

活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦萌发胚内α-淀粉酶表达的影响

采用等电聚焦电泳技术研究了活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦种子萌发过程中胚内α-淀粉酶表达的影响,以揭示活性氧促进种子萌发的机理。结果表明,小麦种子萌发时,水分胁迫和ABA处理均可抑制胚内α-淀粉酶的表达和胚根的形态建成;活性氧可以抵消水分胁迫对胚内α-淀粉酶表达和胚根形态建成的抑制,但不能抵消ABA的抑制作用。因而,在水分胁迫情况下,适量的活性氧对种子萌发是有利的。     

两株生防菌对小麦的影响

为明确两株生防菌FO47、153对小麦生长发育和产量的影响,以小麦材料西农979、小偃15、S01(6)-19为材料,采取室内盆栽试验和大田试验相结合的方法,测定了两株生防菌发酵液处理对麦苗的促生作用,于拔节期、孕穗期测定了不同小麦材料的分蘖数、株高、主根长度、叶面积等形态指标和叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量、根系活力等生理指标,并于收获期测定产量。结果表明,两株生防菌FO47和153处理后对拔节期和孕穗期小麦材料均具有明显的促生作用,并具有良好的增产效果。与对照相比,生防菌153和FO47对西农979、小偃15和S01(6)-19的增产效果分别为9.60%、10.58%、7.90%和8.38%、9.17%和4.40%。生防菌FO47、153对小麦有良好的促生、增产作用,具有很好的开发应用前景。     

花后高温胁迫对小麦灌浆特性及产量的影响

为了解小麦灌浆特性对花后高温胁迫的响应,选用西农979、洛旱2号、西农2208、新麦11、郑麦366和兰考矮早8等6个品种,于2016-2018年以自然条件为对照(CK),分析了花后高温胁迫(搭棚增温)后小麦灌浆进程、千粒重和产量的变化。结果表明,小麦粒重主要由灌浆持续时间和灌浆速率决定,不同小麦品种对花后高温胁迫的响应模式不同。西农979、洛旱2号在高温胁迫下,灌浆快增期的平均灌浆速率有所提高,但灌浆持续时间显著降低,导致粒重显著下降,且两年度的千粒重热感指数和产量热感指数均大于1,属于不抗高温型品种;新麦11、郑麦366和兰考矮早8经高温胁迫后,灌浆持续时间变化幅度不大,平均灌浆速率分别降低了0.05、0.09和0.06g·d^-1,千粒重分别降低了2.00、1.45和1.56g,但高温胁迫下粒重与CK无显著差异,且郑麦366和兰考矮早8的千粒重热感指数和产量热感指数在两个年度均小于0.9,属于抗高温型品种。     

普通小麦TaADF8基因的克隆及表达分析

肌动蛋白解聚合因子(actin-depolymerizing factor,ADF)普遍存在于真核细胞中,为低分子量的肌动蛋白结合蛋白,在调控细胞内肌动蛋白纤维的聚合和解聚中起关键作用。为给深入研究TaADF8基因在小麦中的功能机理奠定基础,并为进一步丰富小麦ADF基因研究内容提供理论参考,本研究利用电子克隆策略从小麦品种CP53中克隆出TaADF8基因(GenBank登录号为KJ864962)后对其进行序列分析,并进一步采用荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术对其在小麦不同组织间的表达差异及不同非生物胁迫下的表达模式进行分析。核酸序列分析表明,该基因全长695bp,拥有完整的ORF,编码142个氨基酸。氨基酸序列分析表明,该蛋白含有保守的ADF同源区和PIP2结合结构域,且在氨基端有核定位信号。进化和聚类分析表明,小麦TaADF8基因与大麦HvADF2基因、HvADF3基因和水稻OsADF3基因亲缘关系较近,蛋白相似度分别为75.35%、93.66%和67.86%。qRT-PCR表达特性分析显示,该基因为组成型表达,在根、茎、叶、颖壳和雄蕊中均表达,且在根、叶和雄蕊中表达量较高;该基因表达受低温的强烈诱导,同时也受水分、高盐和外源脱落酸胁迫诱导。     

三个小麦新品种不同生育阶段抗旱性的综合评价

为了解三个小麦新品种西农538、西农556和西农558的抗旱性,以抗旱性不同的三个生产上大面积推广的小麦品种晋麦47、小偃22和西农979为对照,在大田自然干旱和人工灌水条件下,分别测定和分析了不同生育时期与抗旱有关的小麦生理指标(SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、相对电导率、相对含水量)及农艺性状(株高、小穗数、穗粒数、穗下节长、穗长、单穗粒重、千粒重、小区产量),并运用主成分分析、隶属函数和聚类分析方法对六个品种的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱条件下,不同单项指标对小麦品种抗旱性的反映存在差异,不同指标间存在不同程度的相关性。通过主成分分析,在拔节期、抽穗期和灌浆期,将9个生理指标和株高转换为3个相互独立的综合指标;在成熟期,将9个农艺性状指标转换为2个相互独立的综合指标,四个时期的累计贡献率依次达到了93.67%、87.16%、92.29%和89.56%。通过对这四个时期的抗旱性综合评价值(D值)进行聚类分析,可将6个小麦品种分为三类,其中西农538与晋麦47属于强抗旱型品种,西农558与小偃22属于中等抗旱型品种,西农556与西农979属于弱抗旱型品种。     

茶树CsCML16基因的克隆及其低温胁迫下的表达分析

类钙调蛋白CMLs(CaM-like proteins)是植物体内一类重要的钙信号转导蛋白,在抗非生物胁迫中发挥重要作用.以龙井43、福鼎大白茶和黄金芽的一年生茶树扦插苗为材料,通过低温处理(10℃和4℃)分析茶树在低温胁迫下的生理变化;通过克隆茶树类钙调蛋白CsCML16,分析其在低温胁迫下不同抗寒性茶树品种中的表达...     

小麦SPL家族基因在非生物胁迫下的表达分析

SQUAMOSA promoter binding protein like(SPL)是一类在植物中广泛存在的转录因子家族,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。为解析小麦中SPL家族基因响应非生物胁迫的机理,本研究采用生物信息学的方法在全基因组范围内对小麦SPL基因家族成员进行鉴定,并对鉴定到的SPL基因进行表达模式分析。结果表明,在全基因组范围内共鉴定到56个小麦SPL基因,其中27个是miR156的靶基因;系统进化分析发现,56个小麦SPL基因聚类为7个亚家族。基于转录组数据对表达模式进行分析,发现36个小麦SPL基因与非生物胁迫响应相关,响应缺氮、缺磷、高盐、低温、干旱、高温胁迫以及热旱共胁迫的基因分别有12、16、22、6、13、14和21个,其中TraesCS3D02G425800同时响应7种非生物胁迫。qRT PCR验证结果与转录组数据基本一致。     

花生中UDP-glucosyltransferase基因的克隆及在非生物胁迫下的表达研究

通过RACE技术从花生叶片cDNA中克隆到了UDP-glucosyltransferase基因,命名为AhUGT83A1-like （Genbank注册号为KF411463）。该基因全长为1 530bp,ORF为1 380bp,编码460个氨基酸。序列比对与进化分析结果表明,该序列有保守的UDPGT结构域,并且与其它植物的UGT蛋白同源性较高。荧光定量PCR结果表明,AhUGT83A1-like基因在高盐和低温处理的花生根和叶片中均上调表达;在干旱处理时,根中表达也受到显著上调,但叶片中表达量则有明显下降。以上结果表明AhUGT83A1-like可能参与了花生对干旱、低温和高盐的抗性调控。ABA处理结果表明,AhUGT83A1-like在花生根中对ABA响应明显,但在叶片中对ABA没有明显响应,表明该基因在花生根中对非生物胁迫的调控可能是以依赖ABA的方式发挥作用的。?