硅及其吸收基因Lsi1调节水稻耐UV-B辐射的作用

硅能提高植物对生物和非生物胁迫的抗性,水稻是吸收硅较多的作物之一。本研究以UV-B耐性水稻Lemont和UV-B敏感水稻Dular及其硅吸收基因(Lsi1)的转基因水稻为材料,研究硅与水稻耐UV-B辐射的关系。结果发现,自然光照条件下,缺硅培养的UV-B耐性水稻Lemont和UV-B敏感水稻Dular叶片的苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia lyase, PAL)和光裂解酶(Photolyase, PL)基因的表达以及总酚、类黄酮的含量都分别低于加硅的处理; UV-B辐射后,上述指标在不同硅处理的两水稻中都增加和增强,但缺硅培养的水稻仍显著低于加硅培养的水稻。进一步分别以Lsi1被抑制、增强的两种转基因Lemont水稻,以及Lsi1增强的转基因Dular水稻为材料,采用加硅培养的方式对转基因水稻的上述指标进行研究,结果也发现,抑制水稻Lsi1基因表达,其叶片PAL、PL基因表达也下调,总酚、类黄酮含量降低,此结果与缺硅培养下的野生型植株相似; 增强表达Lsi1基因则结果相反。UV-B辐射后,上述指标也增强和增加,但在相同的水稻品种中仍表现为Lsi1被抑制的植株最低,Lsi1增强的植株最高。研究结果表明,通过调节水稻Lsi1能够改变水稻耐UV-B辐射的能力。     

玉米不同自交系幼苗光合对 UV-B 辐射增强的响应

为了探讨玉米不同自交系对UV-B辐射增强的响应，在摸拟光照培养条件下，研究了增强UV-B辐射对玉米不同自交系气体交换参数的影响。结果表明，五叶期UV-B辐射处理6 d后，供试的48个自交系中近一半以上材料的幼苗叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著降低10％以上，其材料比例分别为64．6％，47．9％，54．2％；而有62.5％的材料胞间CO2浓度表现为显著增加；相关分析发现，气孔导度与蒸腾速率对UV-B辐射增强的响应值间存在极显著正相关关系；根据气体交换参数对UV-B辐射增强的响应程度将48个材料分成6类，其中对增强UV-B辐射反应比较敏感的材料和能够忍耐UV-B辐射增强的材料均占12．5％。说明玉米不同自交系幼苗叶片气体交换参数对UV-B辐射增强反应敏感程度具有显著的基因型差异，从中能够筛选出对UV-B辐射增强反应敏感和有忍耐能力的材料。     

UV-B辐射增加对水稻生长发育及产量的影响

在盆栽条件下,以有代表性的2个粳稻品种为试材,采用盆栽方法,研究UV-B辐射对2个粳稻品种生长发育及其产量的影响。试验设3个处理,分别为自然光、紫外辐射增强5%和10%。试验结果表明,UV-B辐射强度增加明显滞后水稻的生育期,使株高变矮,分蘖数减少,叶面积和干物重下降,最终导致产量降低。并且UV-B辐射强度增加后穗粒数和穗数的下降是水稻产量降低的主要原因。总体来说,UV-B辐射增加越多对水稻的影响越大,但其抑制程度依品种,水稻所处的生长阶段的不同而不同。     

UV-B辐射对不同发育时期辣椒主要果实品质的影响

为了探讨辣椒果实对UV-B辐射的生理应激反应机制,进一步阐述高UV-B辐射地区蔬菜果实品质劣变的机理,以紫外敏感型品种华美105和耐紫外型品种乐都长辣椒的幼果、青果、红果的果实为试材,研究0(CK),2,4,6 h不同UV-B辐射时长(剂量)对果实生长发育、还原型保护及营养品质相关的物质含量的影响。结果表明：随着辐射时间的延长,华美105青果期和红果期的单果质量、纵横径显著降低,从而抑制其果实的生长;2个品种各个生育期的果实中保护性物质Vc、总酚含量随着处理时长的延长逐渐增加,可溶性蛋白含量逐渐下降,其中6 h大幅度提高了Vc、总酚的含量,可溶性蛋白含量下降幅度最大,且华美105各处理下Vc、总酚、可溶性蛋白含量的变化幅度较乐都长辣椒要大;2个品种果实各生育期营养风味品质物质可溶糖随着辐射时间的延长其含量表现为先升高后降低的趋势,纤维素含量表现为先降低后升高的趋势。总之,UV-B对2个品种幼果期生长发育指标的影响不大,高剂量UV-B可以显著抑制紫外敏感型品种青果期和红果期的生长,并能显著增加2个品种Vc、总酚、纤维素等物质的含量,显著减小可溶性蛋白、可溶性糖含量;而低剂量的UV-B能大...     

UV-B辐射增强及CO_2浓度升高对水稻产量及品质的影响

于2008年以日本粳稻品种Sasanishiki为研究材料,利用开放式气候室,以正常CO2浓度350±50mg/L和自然光照处理为对照,设置UV-B 14.7k J/(m2·d)、CO2700±50mg/L及CO2+UV-B复合3个处理,研究了CO2浓度升高及UV-B辐射增强对该品种水稻糙米产量及品质的影响。结果表明:(1)水稻单株产量CO2浓度升高处理增加21.78%,而千粒重、单株穗数、穗粒数及结实率无显著变化。结实率与单株产量UV-B辐射增强及复合处理分别降低6.44%、6.13%、14.89%、14.79%。千粒重复合处理降低5.28%。(2)CO2浓度升高及复合处理导致糙米的完整粒比率下降(29.54%~42.18%),断裂粒(29.73%~103.25%)和未成熟粒(30.71%~176.36%)的比率增加。UV-B胁迫下,未成熟粒比率增加幅度均小于CO2单独处理及复合处理。(3)UV-B辐射增强、CO2浓度升高及复合处理均显著增加脂肪酸含量(32.6%~76.29%)和蛋白质含量(5.3%~28.0%),而对水分和支链淀粉含量没有影响。综上所述,UV-B辐射增强显著抑制了水稻产量;CO2浓度升高显著增加水稻产量,但在本试验设计范围内,CO2浓度升高并未缓解UV-B辐射增强的抑制效应;UV-B辐射增强、CO2浓度升高及二者复合处理均显著改变了该品种稻米的营养品质。     

磷素和干旱胁迫对大豆叶片活性氧和保护酶系统的影响

研究干旱和磷素双重胁迫对大豆叶片产生的生理影响,获取大豆营养和抗旱生长信息。缺磷素处理下水培不同基因型大豆,采用不同浓度聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱处理。测定活性氧和保护酶系统。随着干旱胁迫强度加大,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性下降。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性随干旱胁迫时间的延续,同样表现出活性先升后降的趋势。可根据叶片活性氧及保护酶系统特性,初步监测大豆磷肥施用量和大豆干旱情况下的生长状况。     

两种栽培荞麦对日光UV-B辐射的响应

两种荞麦(甜荞和苦荞)栽培在不同紫外线B(UV-B)辐射[减弱(-UVB)、近充足(NA,Near-abient)、增强(+UVB)]保护小区内,以研究当前和未来增强UV-B辐射对其生长、发育、产量、生物量和卢丁含量等的影响。结果表明,不仅未来增强UV-B辐射而且当前高原条件下的UV-B辐射显著抑制了荞麦的生长、降低了产量和生物量积累,但促进了荞麦发育使其开花期提前。另一方面,叶片卢丁和UV吸收化合物在NA和增强UV-B辐射下显著增加,而多酚氧化酶在UV-B辐射下大幅度提高。两种栽培荞麦对UV-B辐射非常敏感,在高紫外辐射地区或未来增强UV-B辐射条件下荞麦生产除应考虑到高产外,还应该考虑到荞麦对紫外线辐射的耐性。     

水稻抗Cd胁迫的生理生化特性研究

以耐性不同的两个水稻品种（Lement,低累积型和Dular,高累积型）为材料,研究了镉胁迫对水稻植株生长和抗氧化酶系统的影响。采用水培试验,Cd处理设0、5mg/kg和10mg/kg三个水平。结果表明,Cd胁迫改变丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性。在抗氧活性上,根和地上部对Cd胁迫的反应存在差异。根和地上部MDA随着培养液浓度的提高而增加,且增加幅度Dular大于Lement。高浓度胁迫下,两个品种在MDA含量的增加幅度和叶绿素含量的降低幅度上表现不同,显示出它们在镉的耐性上存在着差异。     

不同缺素处理对贵州地方水稻品种光合生理特征影响的研究

以从江红皮糯、榕江矮糯、惠水黑糯、从江黑糯、苟央当和黎平无名禾6份贵州地方水稻以及常规品种EY 105为材料,采用营养液培养法,3叶1心期分别进行氮、磷、钾、钙、镁、铁、硫、锌、铜等元素缺乏处理,研究不同营养元素缺乏对供试水稻品种的叶绿素含量(Chl)气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)的影响.结果表明,除惠水黑糯叶片叶绿素含量在缺磷处理升高外,其他缺素处理时水稻叶片叶绿素含量均下降.不同缺素处理对不同水稻品种气孔导度的影响存在差异.除缺钾、磷外其他各种缺素处理下,水稻叶片净光合速率较完全营养液处理降幅差异显著.叶片气孔导度变化与净光合速率变化表明,净光合速率降低不仅与气孔导度下降有关,还与其他非气孔因素有关.综合各指标分析,惠水黑糯、从江红皮糯、从江黑糯和榕江矮糯相对其他品种对不同缺素胁迫具有较强抵抗能力.     

短期的昆虫取食和机械损伤可提高植物的抗虫性

<正>为探讨昆虫取食和机械损伤处理下葡萄叶片的生理响应机制,河北农业大学林学院等单位研究人员以5-7月"赤霞珠"葡萄叶片为试材,测定不同处理和时间下叶片部分次生代谢物质、营养物质和相关蛋白酶抑制剂代谢物质量分数的变化,探讨诱导因素与诱导抗性的相关性,分析葡萄叶片在不同胁迫下生理防卫机制及耐害补偿机制的差异,为防治葡萄绿盲蝽提供依据。结果表明,机械损伤和取食处理都能诱导植物生理代谢物质量分数的变     

水稻对紫外光B辐射增强的生化适应机制

水稻品种１Ｒ６８和Ｄｕｌａｒ生长在室外条件下,在以自然条件（６．０）,１３．０和１９．１ｋＪｍ＾－１ｄａｙ＾－１（分别模拟臭氧浓度下降２０％和４０％时的ＵＶ－Ｂ强度）的紫外光Ｂ（ＵＶ－Ｂ２８０～３２０ｎｍ）进行二周与四周的辐射处理,研究ＵＶ－Ｂ对水稻叶片内一些生化指标的影响,研究结果表明,ＵＶ－Ｂ辐射增强诱导了二个水稻品种对叶片内吸收ＵＶ的类黄酮化俣物的积累,同时使叶片内多胺的含量明显提高,然而,     

氮素胁迫下强、弱化感水稻萜类代谢途径中关键酶基因差异表达的FQ-PCR分析

运用实时荧光定量PCR技术研究低氮条件下化感与非化感水稻异戊二烯代谢途径中关键酶基因的表达差异。结果表明,与正常氮条件下相比,低氮条件下化感和非化感水稻与萜类物质合成相关的12个关键酶基因表达发生了不同程度的变化,其中,化感水稻PI312777有6个基因表达下调,6个基因则上调;而非化感水稻Lemont有7个基因表达下调,5个基因表达上调。在供氮条件从高向低改变的过程中,两水稻中有11个基因的表达行为（上调或下调）相同,从分子水平上,证实了它们萜类代谢相关基因在响应供氮环境变化的行为生态上是相同或相似的。低氮引起两水稻催化生成与化感物质相关的单萜、倍半萜、二萜、三萜类物质的合成酶基因表达量均显著下降,从而认为营养胁迫引起水稻化感抑草作用增强与萜类物质代谢变化无关。还讨论了营养胁迫引起萜类物质代谢变化与内源激素合成和生长速率减缓的关系,认为水稻甲羟戊酸代谢途径支路中3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA合酶、3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA还原酶和甲羟戊酸激酶相关基因表达量不同程度的上调,维持了生长所必需的激素水平。     

水稻苗期耐Cd胁迫的QTL定位分析

[目的]进行水稻苗期耐Cd胁迫的QTL初步定位。[方法]（1）以Lemont（美国）和Dular（印度）杂交建立的重组自交系（RILs）群体,包括123个家系和亲本在内,用含有0.2mg/L镉的水培液进行处理,以不加镉培养的水培液作为对照,考察了叶绿素含量、根长、株高、叶长等4个性状,并转换成抗性指数,用于评价水稻对Cd污染的抗性指标。（2）在已构建的以109个引物为基础的遗传图谱上进行复合区间定位。[结果]（1）共检测到9个加性QTLs,涉及1,2,3,11等4条染色体,其中,以叶绿素抗性指数为指标,检测到3个与耐Cd有关的QTLs 分别位于第2,3,11染色体上,解释了14%,9%,9%的表型变异;（2）以根长抗性指数为评价指标,只定到1个位于第1染色体上控制耐Cd的QTLs,解释了9%的表型变异; （3）用株高抗性指数进行定位,共有3个与耐Cd相关的QTLs,位于1,1,11染色体上,分别解释了10%,27%,10%的表型变异;（4）而以叶长抗性指数进行水稻秧苗耐Cd性表现的QTL定位,结果发现也有2个QTLs与其耐Cd 反应有关,它们分别位于1,11染色体上,解释了21%,12%的表型变异。分析表明,在采用不同评价指标所检测到的9个与耐Cd相关的QTLs中,有7个集中于第1和第11染色体上,其中第1染色体上有4个,第11染色体上有3个。（结论）以株高和叶绿素抗性指数为评价指标,检测到的QTLs最多,根长抗性指数为评价指标的最少。研究还发现在第1和第11染色体上的相同区间内同时检测到以不同抗性指数为评价指标的多个与耐Cd相关的QTLs,推测它们可能是功能相同的几个紧密连锁的非等位基因,也可能就是同一等位基因的不同表现形式,从而也说明了该评价指标用于基因定位的准确性和可行性。     

紫外线(UV-B)照射对水稻产量及稻米蛋白质含量的影响

以抗紫外线UV-B的日本粳稻品种Sasanishiki为材料,1999年和2000年在大田条件下,探讨了不同生育时期的UV-B处理对水稻产量、糙米的大小及蛋白质含量的影响.结果表明,营养生长期(移栽至幼穗分化)、生殖生长期(幼穗分化至抽穗)及抽穗成熟期的UV-B处理对Sasanishiki的产量及其构成因素的影响不显著;生殖生长期(幼穗分化至抽穗)与     

Effects of Enhanced Ultraviolet-B Radiation on Physiological Characteristics of Nitrogen Metabolism in Cotton Seedlings(Gossypium hirsutum L.)

The effects of ultraviolet-B (UV-B) radiation on the physiological characteristics of nitrogen metabolism were examined in two transgenic Bt cotton cultivars, 29317 and 29312, under hydroponic conditions. UV-B was artificially applied via filtered lamps at three levels: 0(CK), 2.7 and 5.4 kJ·m^-2·d^-1. Our results showed that UV-B radiation decreased shoot dry weight, but had no impact on root dry weight accumulation. At 2.7 kJ·m^-2·d^-1 UV-B radiation, no significant difference in total nitrogen content compared with the control was observed. However, high levels of UV-B radiation at 5.4 kJ·m^-2·d^-1 significantly increased the total nitrogen content. Further physiological studies revealed that UV-B radiation upregulated nitrate reductase activity, glutamine synthetase activity, protease activity, and peptidase activity. Higher contents of soluble protein and total free amino acids were induced by UV-B radiation. The results suggested that UV-B radiation promoted protein synthesis and degradation, which accelerated nitrogen metabolism in cotton seedlings. Enhanced nitrogen metabolism may be a protective response to UV-B radiation damage.     

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.     

水稻对百草枯（Paraquat)和一些环境胁迫的交叉抗性

比较了两个水稻品种对除草剂百草枯及某些环境因子的响应,发现抗百草枯品种Lemont较敏感品种桂朝2号对强光造成的光抑制、低温与脱水诱导的光氧化均具较强的抗性.同一品种的衰老叶较功能叶对百草枯敏感,对上述逆境因子的抵抗力也较弱.Lemont较桂朝2号、功能叶较衰老叶均具较高的超氧物歧化酶(SOD)活性.因此SOD在水稻对逆境胁迫的交叉抗性中起重要作用,其活性可能作为水稻的综合抗逆性筛选指标.     

OsPAL2;3对水稻化感抑制稗草能力的调控作用

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL,EC4.3.1.5)是调控酚酸类化感物质合成的关键酶。PAL在水稻中为多基因家族,化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont中,相同PAL基因成员的启动子组成序列均存在差异,并以OsPAL2;3、OsPAL2;4基因启动子序列的差异最大,且PI321777的OsPAL2;3基因启动子的驱动活性高于Lemont。过表达OsPAL2;3基因,使PI312777和Lemont的抑草率分别提高11.11%和5.56%。过表达OsPAL2;3同时增强OsPAL2;3、OsC4H、OsCCA、OsCOL、OsOMT等基因的表达,增加水稻的原儿茶酸和香草酸含量。Co-IP结合质谱鉴定结果显示, OsPAL2;3蛋白与转酮醇酶、碳酸酐酶、果糖二磷酸醛缩酶、ATP合酶α亚基、ATP合酶β亚基等相互作用,调控水稻的苯丙氨酸代谢途径。本研究表明,OsPAL2;3的转录水平高低是P1312777和Lemont化感抑草能力差异的原因之一;OsPAL2;3与多个蛋白互作共同调控酚酸类化合物合成,该基因可用于提高水稻化感抑草能力的育...