低温胁迫对大蒜生长、活性氧代谢及相关基因表达的影响

为探讨大蒜对低温胁迫的响应特性,本研究以‘乐都紫皮大蒜’为材料,分析了低温胁迫下大蒜地上部及根系的生长指标、氧化伤害物质丙二醛含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性及相应基因的动态变化特征。结果显示,低温胁迫抑制了大蒜幼苗的正常生长,且低温对地上部的影响显著强于地下部。与正常培养下的大蒜相比,低温处理加速了丙二醛的累积,促进了脯氨酸含量及抗氧化酶活性的显著增加,其中以提高抗氧化酶GR和POD的活性为主。在胁迫处理期间,抗氧化相关基因也参与了低温响应,其中低温处理9 d时AsPOD基因比对照显著高了745.16%,增幅最大,主成分载荷值最高。本研究表明,低温胁迫主要抑制了大蒜地上部的生长,大蒜脯氨酸含量、POD、GR酶活性及AsPOD基因表达量的显著增加与胁迫响应密切相关。本研究通过测定低温胁迫下大蒜幼苗的生理生化变化及相关基因的表达,分析大蒜对低温的响应模式,解析抗氧化系统调控大蒜抗逆的机制,为培育大蒜抗逆品种提供理论基础。     

紫外和干旱胁迫对转基因水稻生理和抗氧化酶的影响

以携带谷胱甘肽转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT1)的转基因水稻和非转基因水稻(Oryza sativaL.中花11)的地上部分为材料,比较分析了二者在不同强度紫外胁迫及紫外和干旱复合胁迫下生理和抗氧化酶活性的变化.结果表明,单一紫外和紫外+干旱复合胁迫条件下,转基因水稻的株高、相对含水量、叶绿素含量、光合效率及GST、CAT、SOD和APX的活性都高于非转基因水稻;而转基因水稻MDA的积累量则低于非转基因水稻;说明转基因水稻对紫外和干旱胁迫的抵抗能力有所提高.此外,本实验条件下,紫外+干旱复合胁迫比单一紫外胁迫(尤其在强辐射组)对植株的伤害轻,说明干旱对紫外胁迫有一定的缓解作用,这种缓解作用对转基因水稻更加明显.     

低温胁迫对石榴光合特性和抗氧化能力的影响

从生理水平分析低温胁迫对不同品种石榴幼苗光合特性和抗氧化活性的影响,筛选低温对石榴影响的代表性评价指标,为石榴抗寒性育种研究和抗寒性评价体系建立提供科学依据。以1年生喀什酸石榴(抗寒性强)和突尼斯软籽石榴(抗寒性弱)2个品种幼苗为试验材料,采用盆栽方式,通过人工模拟低温的试验方法在人工气候室中设置5个温度水平的处理2、4、6 d,探究低温处理期间对2种石榴幼苗叶片光响应曲线(P_max、AQY、LCP、LSP)、叶片水分饱和亏(WSD)、活性氧自由基(H₂O₂、O₂^·-)和抗氧化酶活性(POD、SOD、CAT、APX)的影响,利用主成分分析进行抗寒性生理生化指标的筛选。结果表明,随低温胁迫时间的延长,2种石榴的最大光合速率、表观量子效率和光饱和点呈下降趋势;随着胁迫温度的下降和低温胁迫时间的延长,细胞膜的完整性受到破坏,叶片水分饱和亏、H₂O₂含量和产生速率呈上升趋势;随胁迫温度的降低,抗氧化酶活性呈现先升高后降低的趋势。主成分分析表明...     

低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响

作物对低温胁迫的响应是一个复杂的生理生化过程。为了选育耐寒性强、稳产高糖的甘蔗品种,在前期区域试验的基础上,选择4个抗寒能力不同的甘蔗品种（系）作为研究材料。通过测定分析不同甘蔗品种（系）活性氧（ROS）代谢和抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,研究其对低温的响应。结果发现：随低温胁迫时间的延长幼苗叶片ROS增加,抗氧化酶活性在一定时间范围内以较快速率提高并对低温胁迫产生的ROS进行清除,且活性出现降-升-降的响应过程;不同甘蔗品种（系）抗氧化酶对胁迫的响应存在差异。与此同时,叶片的相对电导率和丙二醛（MDA）含量也随胁迫时间延长而波动增加,根据两者的大小变化得出不同甘蔗品种（系）对低温胁迫的敏感性,即ROC22>FN39>GR2>GT28。     

淹水胁迫下褪黑素浸种对水稻幼苗生长的影响

为研究淹水胁迫下褪黑素浸种对长短中胚轴水稻幼苗期生理和生化性状的影响,采用不同浓度梯度的褪黑素(MT)处理,测定中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量、成活率等相关农艺性状,测定过氧化物歧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)含量等生理生化指标。MT浸种对淹水胁迫下水稻生长的影响可分为低浓度缓解胁迫和高浓度加剧毒害;淹水处理下相比短中胚轴品种华航31、DH4040,长中胚轴品种鄂中4号、DH4038具有较高的成活率;在对4个品种添加10,100μmol/L的MT浸种处理时,华航31中MT浸种效果表现均是最好的,其中100μmol/L MT浸种处理在每个品种中均能显著提高幼苗的成活率。随着浓度提高到1 000μmol/L,对所有的品种均表现为抑制成活;MT浸种可降低MDA含量,提高POD、SOD、CAT活性,促进中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量等农艺性状,100μmol/L MT浸种处理效果最好;1 000μmol/L MT浸种也可以促进相关农艺性状提升并提高酶活性,但成活率显著下降。适当浓度的褪黑素浸种,能提高淹水胁迫下水稻幼苗活力和出苗率,显著降低淹水胁迫对水稻幼苗的毒害作用。     

外源亚精胺对淹水胁迫玉米的生理调控效应

以玉米单交种登海662(DH662)和浚单20(XD20)为材料, 以盆栽方式研究了外源亚精胺(Spd)对淹水胁迫玉米叶片光合、根系生理及产量的调控效应。结果表明, 喷施亚精胺使遭受不同生育阶段淹水胁迫的DH662和XD20产量平均提高12.9%和10.8%。不同生育阶段淹水对玉米影响不同, 两个品种均以苗期淹水影响较大, 且Spd对其正调控效应也最好。喷施亚精胺提高了不同生育阶段淹水处理玉米叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光量子产量(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P), 降低了细胞间隙CO₂浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(q_N)。喷施亚精胺使淹水胁迫后DH662和XD20根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性分别较单独淹水处理高出14.5%和4.6%, 过氧化氢酶(CAT)活性分别较淹水处理高出19.9%和18.2%;使DH662和XD20根系的异柠檬酸脱氢酶(IDH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性增加26.1%和19.6%, 但抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性无明显增加。喷施亚精胺缓解了淹水胁迫引起的膜脂过氧化, 使DH662和XD20根系活力平均增加12.9%, 根系丙二醛(MDA)含量平均降低23.9%。表明叶面喷施亚精胺可有效改善玉米根系和叶片生理功能, 从而降低减产幅度, 但不同玉米品种及其不同生育阶段对亚精胺的调控效应存在差异。     

干旱胁迫下茉莉酸甲酯对水稻叶片质膜透性及无机离子含量的影响

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物体内一种具有应答外界刺激,传导逆境信号及启动抗逆基因的天然生理活性物质,提高作物的抗旱性是MeJA的重要生理功能之一。研究了干旱胁迫下施用不同浓度(250,2.5,0.25μmol/L)MeJA对水稻幼苗的生理调控作用。结果表明,干旱处理后水稻叶片水势和叶绿素含量显著下降,叶片MDA含量、电导率及无机离子(K+,Ca2+,Mg2+)含量均显著上升,而喷施不同浓度的MeJA则显著提高叶片水势和叶绿素含量,降低质膜透性和叶片无机离子含量,从而增强水稻幼苗的抗旱性。以0.25μmol/L MeJA处理抗旱效果最好,2.5μmol/L次之,然后是250μmol/L。     

不同有机物料水稻育秧基质的持水性 及对水稻秧苗素质的影响

为探讨不同有机物料水稻育秧基质的持水性及对水稻秧苗素质的影响,以‘龙稻11号’为供试品种,采用秸秆和稻壳为有机物料与有机肥、草炭、沸石、蛭石、细河沙、碳粉等按不同配比混合,进行有机物料育秧基质的水稻育秧试验。结果表明,有机物料育秧基质的容重与最大持水量呈极显著负相关、不同有机物料育秧基质的失水率在一定范围内都可以满足育秧要求。CO1C为最优基质,基质栽培期间无病虫害发生且所育水稻苗素质最好,达到壮秧效果。利用有机物料配制的育秧基质符合机插秧苗的要求且具有良好的壮秧效果,可以代替普通土壤应用于水稻育秧生产中。     

低温胁迫对水稻苗期根系影响的蛋白质组学研究

为了从蛋白质水平揭示水稻苗期响应低温胁迫的分子机理,以耐冷性强的东乡野生稻和冷敏感品种中嘉早17为材料,于5℃低温处理0,1,2,3 d后分别测定根系活力、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量等生理指标。随后利用iTRAQ技术对5℃低温处理3 d后水稻幼苗的根系差异蛋白质组进行分析。通过生理指标分析,5℃低温处理影响东乡野生稻和中嘉早17的根系生理指标,且在低温处理第3天,两者已出现明显差异。通过差异蛋白质组学分析,与常温(25℃)相比,东乡野生稻经低温处理后共鉴定到167个差异蛋白,其中,上调表达蛋白61个,下调表达蛋白106个;中嘉早17经低温处理后共鉴定到261个差异表达蛋白,其中,上调表达蛋白122个,下调表达蛋白139个。通过GO功能分析,这些差异蛋白质主要参与代谢、细胞和单机体过程,主要涉及细胞及细胞成分,主要起着结合和催化作用。通过KEGG分析,这些差异蛋白质主要参与代谢、次级代谢产物合成和碳代谢等代谢通路。通过对东乡野生稻和中嘉早17中均发生差异表达的29个蛋白质的进一步分析,了解到两者受低温危害后根系部分蛋白质的表达动态。本研究鉴定到的差异表达蛋白质为进一步阐述水稻耐冷机理及耐冷基因的挖掘提供理论依据。     

镉胁迫对水稻的影响及其调控技术研究进展

为了防治稻田镉污染并为选育与栽培低镉积累水稻新品种提供参考,本研究综述了重金属元素镉(Cd)对水稻糙米与精米及营养器官镉含量、水稻种子萌发及幼苗生长、水稻根系生长与生理生化性状、水稻营养代谢、水稻生长发育与产量及米质、水稻细胞遗传等的影响;最后提出了水稻镉胁迫的调控措施和技术,如土壤调控技术、育种技术。     

低温胁迫下组蛋白H3K18cr在水稻全基因组上的动态变化特征解析

组蛋白修饰在水稻响应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。巴豆酰化是一种新型的组蛋白修饰方式,其在水稻受到低温逆境时如何变化目前很少有见报道。本研究对正常生长和低温处理的水稻日品种本晴幼苗进行RNA-seq和ChIP-seq高通量测序,然后联合分析组蛋白H3赖氨酸18特异位点上巴豆酰化修饰(H3K18cr)在低温胁迫下对基因表达的调控特征。研究表明,在基因组中H3K18cr主要富集在第1外显子和基因间区,且与基因表达和基因长度呈现正相关。低温胁迫下,H3K18cr在水稻基因组上的分布区域没有变化,但是蛋白免疫印记和ChIP-seq结果均表明整体修饰水平下降;差异修饰分析发现低温胁迫后有899个和409个基因分别表现出修饰显著增加和减少。通过与RNA-seq关联分析显示共有199个基因H3K18cr修饰水平增高且表达水平上调,GO富集分析发现这些基因主要参与转录活性的调控等过程。进一步验证表明组蛋白H3K18cr通过调控OsDREB1A、OsEATB、OsAP2-39、OsNAC9等转录因子的表达来参与水稻低温胁迫的响应过程。相关研究结果为解析组蛋白巴豆酰化调控植物响应低温胁迫的表观遗传机制...     

盐胁迫下LaCl3和CPZ对稻苗抗氧化酶类活性的影响

以质膜Ca2+通道阻断剂LaCl3和钙调素(CaM)拮抗剂氯丙嗪(CPZ)对水稻幼苗预处理以阻碍Ca2+*CaM信使传导后, 览研究了盐胁迫下, 稻苗保护酶活性的变化. 结果表明: 0.15 mol/L NaCl胁迫下, LaCl3和CPZ预处理显著加剧稻苗过氧化氢酶 (CAT)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降; 对谷胱甘肽还原酶(GR)活性则无明显影响; 而超氧化     

外源茉莉酸甲酯对UV-B胁迫下颠茄生物碱积累及TAs代谢途径调控的机制探究

以颠茄(Atropa belladonna L.)为材料,采用外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理颠茄幼苗,研究UV-B胁迫下不同浓度外源MeJA在不同处理时间对颠茄托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)含量、TAs合成途径上游产物、信号分子以及关键酶基因表达量的影响,初步探究UV-B胁迫下外源MeJA调控颠茄TAs代谢途径的机制。UV-B胁迫显著降低了颠茄莨菪碱和东莨菪碱的含量,对TAs合成途径前体物质的积累产生抑制作用,不利于TAs合成代谢。经适宜浓度的MeJA处理后,颠茄TAs含量有一定程度的提高,次生代谢途径中前体氨基酸(鸟氨酸和精氨酸)、多胺含量以及腐胺合成关键酶活性也均有不同程度的上升;信号分子NO的浓度随MeJA浓度的升高呈先升后降的趋势,在MeJA浓度为250μmol L^-1时达到最高。对TAs合成途径关键酶基因表达量的检测发现,在外源MeJA的诱导下,颠茄叶片和根部TRI、PPAR、H6H表达量均有不同程度的上调。表明外源MeJA通过诱导颠茄TAs合成上游产物含量的升高,刺激NO的迸发,为TAs合...     

磷酸二氢钾对提高花生萌发期耐低温胁迫能力的研究

低温是影响早播春花生萌发和幼苗生长的主要环境因子。采用4个不同浓度的KH_2PO_4溶液对花生进行浸种处理,研究KH_2PO_4溶液浸种对花生幼苗根系和茎叶生长发育的影响。结果表明,KH_2PO_4溶液浸种能够显著地提高主茎高、叶片数和叶面积;也显著增加了根长、根表面积、根体积和根尖数。对8个形态学指标进行了因子分析,提取3个因子作为主因子,对KH_2PO_4溶液浸种提高耐低温胁迫能力进行综合评价,其中3 000 mg/L KH_2PO_4溶液浸种处理综合因子分值最高,可显著提高花生幼苗抗寒能力。     

低温胁迫对黑龙江省芽期水稻幼苗死苗率的影响

冷害在水稻生产中是导致水稻减产的最大非生物灾害之一。黑龙江省属寒地气候,低温冷害发生频繁,每3～5年便会发生一次冷害。近年损失最大的冷害发生在2002年,导致水稻大面积减产,因为黑龙江是最大的水稻商品粮生产基地,所以这种大面积冷害的发生对水稻商品粮的生产影响巨大。选育耐冷性强的水稻品种是黑龙江省水稻育种的主要目标,在选育耐低温水稻品种的过程中,亲本的选择极为重要,     

PEG预处理对水分胁迫下水稻叶片抗氧化酶同工酶及其表达的影响

采用聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫,研究水稻在10％PEG预处理及复水和更强的水分胁迫（15％PEG）处理条件下叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）同工酶及其基因表达的变化。结果表明PEG预处理能提高叶片SOD、CAT和POD同工酶的产生,并诱导产生新谱带。当水稻受到更强的水分胁迫（15%PEG）时SOD同工酶的酶II和IV的活性升高,并有新诱导出的酶III参与其中;对POD而言酶Ⅱ升高,酶Ⅴ减小,并有新诱导出的酶VI参与抗氧化过程;而对CAT同工酶却有着不同的调节作用。此外,直接15%PEG胁迫（即对照组2）的Cu/Zn-SOD、APX1和CAT1基因在转录水平有明显的上调,而预处理复水组和预处理组CAT1较对照组1略有降低,预处理组APX1与对照组1相似。说明15%PEG会使水稻受到伤害,但是经过预处理后的水稻能提高抗性使其抗氧化酶基因与对照组1有着相似的表达,表明植物在遇到较强的水分胁迫时,会通过调节自身的基因表达水平来抵抗外界水分胁迫。     

不同生育时期低温胁迫下水稻耐冷指标变化的研究

以东北地区冷敏感品种东农423、冷钝感品种东农425及中间型品种东农427为试验材料,分别在分蘖期、孕穗期及灌浆期进行冷水灌溉,对水稻叶片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素及可溶性糖含量的动态变化进行研究,并用冷水反应指数(CRI)对4个生理指标进行相关分析。结果表明:低温处理下MDA、Pro、可溶性糖3种生理指标的含量呈上升趋势,停止胁迫后含量有所下降;而低温处理下叶绿素含量呈下降趋势,停止胁迫后含量上升。可溶性糖CRI与Pro CRI和叶绿素CRI之间呈显著正相关;MDA CRI与Pro CRI和叶绿素CRI呈极显著负相关;Pro CRI与叶绿素CRI呈极显著正相关;其他指标间相关性不显著。就本试验的3个生育时期来看,孕穗期是低温冷害的敏感时期,在生产上应加强这一时期的冷害预防力度。     

盐胁迫及La3+对不同耐盐性水稻根中抗氧化酶及质膜H+-ATPase的影响

用盐敏感的武运粳8号和强耐盐的韭菜青两个粳稻品种,比较了盐胁迫条件下根中抗氧化酶类和质膜H＋-ATPase活性的变化以及La^3＋对其变化的影响。结果表明,两个品种根中SOD和APX活性无显著区别,但耐盐品种的CAT和POD活性强于盐敏感品种。盐胁迫不同程度地提高了两者抗氧化酶活性。La^3＋对其影响最显著的差异出现在高盐条件下（200-300mmolL^-1NaCl）,对耐盐品种添加La^3＋可以提高上述4种酶的活力,而对盐敏感品种,La^3＋的作用不明显。对盐敏感品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性持续下降,添加La^3＋明显提高其H＋-ATPase活性,而对耐盐品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性呈现先降后升的趋势,La^3＋对其活性影响不大。进一步分析表明,上述H＋-ATPase活性变化及La^3＋对其影响均发生在转录水平上。据此推测,以上2个品种可能具有完全不同的盐胁迫响应机制。     

NaCl胁迫对胡卢巴幼苗抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响

以胡卢巴幼苗为试验材料,研究NaCl胁迫下胡卢巴幼苗叶和根中抗氧化酶SOD、POD、CAT活性及丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:随着NaCl处理浓度的升高,SOD、POD、CAT活性总体呈现先上升后下降的趋势,MDA含量则呈上升趋势。叶片中抗氧化酶活性在NaCl浓度为1.0%时达到峰值,根中抗氧化酶活性在NaCl浓度为0.5%时达到峰值。在0.5%的NaCl浓度处理下,随着处理时间的延长,3种抗氧化酶协同作用,使MDA含量减少并控制在较稳定的阶段。可见,盐胁迫下胡卢幼苗可通过提高抗氧化酶活性,降低膜质过氧化水平,减缓盐胁迫对植株的伤害,从而增强其耐盐性。     

根施甜菜碱对水分胁迫下小麦幼苗水分状况和抗氧化能力的改善作用

研究了外源根施甜菜碱对抗旱性不同的两个冬小麦品种幼苗抗旱性的影响。结果表明，水分胁迫会诱导小麦幼苗体内甜菜碱的积累，外源甜菜碱能提高体内甜菜碱含量，改善水分胁迫下两小麦品种的水分状况，提高其水势，膨压和相对含水量，这可能是通过提高小麦幼苗体内一些有机渗透调节物质（如可溶性糖和脯氨酸）含量进而增强其渗