拟南芥rd29A的功能鉴定及植物表达载体的构建

利用PCR技术从拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中分离了rd29A基因上游420 bp的调控序列,序列分析表明,该片段与已报道的rd29A启动子有100%的同源性,包括DRE、ABRE等顺式作用元件.用rd29A启动子构建了具有绿色荧光蛋白(GFP)基因的植物表达载体,通过基因枪导入法转化甘蔗愈伤组织,经过抗性筛选获得再生植株,在PEG胁迫下,用荧光显微镜观察到s65t(GFP)基因在愈伤组织和叶片中表达,通过PCR鉴定获得了5株转基因植株.同时本文还构建了由rd29A调控的DREB2B基因的植物表达载体rd29A-dreb-hyg.     

小麦根系PIP2基因表达响应干旱复水的遗传差异研究

【目的】研究干旱-复水的水分动态变化及品种遗传特性对小麦水孔蛋白基因PIP2表达的影响,揭示小麦生理抗旱性的分子机制。【方法】以抗旱性差异较大的2个小麦品种"陕合6号"(抗旱)和"郑引1号"(干旱敏感)为材料,于幼苗培养至8d时,采用渗透势为-0.4MPa的PEG-8000溶液模拟干旱胁迫处理,胁迫时间分别为0(对照),12,36,60h,胁迫60h后复水36h。运用半定量RT-PCR方法,研究从干旱胁迫到复水的整个过程中,水孔蛋白基因PIP2在2种小麦根系中的动态差异表达情况,以及根系水导、叶片相对含水量、游离脯氨酸含量和细胞膜相对透性的变化。【结果】正常水分条件下,"郑引1号"中PIP2的表达水平高于"陕合6号";而水分胁迫条件下,"陕合6号"中PIP2的表达量普遍高于"郑引1号",且PIP2的表达随水分的动态变化在2个品种中均表现出明显的可塑性。水分胁迫初期(36h内),"陕合6号"中PIP2的表达水平显著高于对照,至60h时又逐渐降低至低于对照水平;而"郑引1号"PIP2的表达量随着水分胁迫时间延长持续降低,至60h时几乎检测不到其表达。胁迫60h后复水36h,2个小麦品种中PIP2的表达量均有恢复,但"郑引1号"的净表达量仍未达到胁迫前的水平,而"陕合6号"则超过了胁迫前的水平,表现出补偿效应。与干旱敏感品种"郑引1号"相比,干旱胁迫下抗旱品种"陕合6号"的高PIP2转录水平对应于植株较高的根系水导、叶片相对含水量和游离脯氨酸含量,同时具有较低的根系细胞膜相对透性。【结论】抗旱品种在水分胁迫初期诱导并维持较高的PIP2表达,复水后PIP2的补偿表达可能是其具有较高抗旱能力的重要机制之一。     

干旱胁迫下小麦抗旱能力与其根系特征间的关系

【目的】研究不同基因型小麦抗旱能力的遗传差异与其根系特征间的关系。【方法】采用-1.0MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,测定抗旱型小麦长武134和干旱敏感型品种郑引1号在干旱胁迫下根系的含水量、相对含水量、水分饱和亏、根体积、可溶性蛋白含量、膜透性等生理指标,比较2个品种的根系对干旱胁迫的生理学响应;并通过观察样品根系组织的石蜡切片,分析在受到胁迫后根系解剖结构的变化。【结果】与郑引1号相比,在受到干旱胁迫时,随着胁迫时间的延长,长武134根系的含水量、相对含水量、可溶性蛋白含量和根体积等指标下降更缓慢,水分饱和亏和膜透性上升缓慢,总体表现出更强的抗旱性。根系组织石蜡切片观察表明,长武134出现了根部导管直径减小以及根内皮层增厚等有利于植物适应干旱胁迫的现象,且这些变化较郑引1号更为明显。【结论】受干旱胁迫后,抗旱小麦根系的生理指标及形态结构的特征,是植物抗旱生理基础和形态基础的反映。     

不同小麦品种对干旱胁迫的形态生理响应及抗旱性分析

为了探讨不同冬小麦品种对干旱胁迫的生理响应,以矮抗58、郑麦366、开麦21、衡观35、周麦26、西农979,6个河南省主推的小麦品种为试验材料,研究了在返青期充分灌水(1 050 m~3·hm~(-2))、非充分灌水(450m~3·hm~(-2))以及不灌水处理对不同小麦品种形态指标、生理指标、产量以及产量构成要素的影响。结果表明,返青期非充分灌水和不灌水处理都使小麦的叶片相对含水量、株高、叶面积以及干物质积累量显著降低。衡观35、开麦21、西农979和矮抗58在受到干旱胁迫时过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性的降幅小于郑麦366和周麦26,丙二醛(MDA)含量的增幅也表现出相同趋势。同时,干旱胁迫使小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重及产量显著下降。在轻度干旱胁迫下,有效穗数和产量降幅较大;在严重干旱胁迫下,穗粒数、千粒重和产量下降的幅度均更明显。干旱胁迫引起的小麦叶片相对含水量、株高、叶面积、干物质积累量、POD活性的降幅和MDA含量的增幅与抗旱系数和抗旱指数呈显著或极显著负相关。6个小麦品种中,衡观35和开麦21抗旱性较强,西农979和矮抗58抗旱性中等,郑麦366和周麦26抗旱性较弱。     

两个转W23基因小麦株系的抗旱性鉴定

以两个T₅代转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61为材料,在水培条件下采用PEG-6000人工模拟干旱胁迫措施对转基因小麦株系的根系发育特点、抗旱相关的光合生理等指标进行了测定。结果表明,干旱胁迫条件下各参试小麦的光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均下降,转基因株系降幅较小,且其Pn和Tr值极显著高于受体品种;在正常供水和干旱胁迫两种水分处理下,转基因株系均比受体品种具有较发达的根系,其根总长、根总表面积、根总体积等参数极显著高于受体品种。这一结果说明,转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61在苗期依靠发达的根系维持较强的光合作用,提高其应对干旱胁迫的能力。     

DREB1A基因植物表达载体的构建

以 p Bch质粒为基础 ,构建了分别由 35 s启动子、 rd2 9A启动子调控的 DREB1A基因双子叶植物表达载体p BD35 s、p BD2 9A,其植物选择标记为新霉素磷酸转移酶基因 (N PT ) ,适用于双子叶植物的遗传转化。以 p CU质粒为基础 ,构建了分别由 E12启动子、 rd2 9A启动子调控的 DREB1A基因单子叶植物表达载体 p CDE12、p CD2 9A,其植物选择标记为乙酰 Co A转移酶基因 (bar) ,适用于单子叶植物的遗传转化。并分别通过三亲本杂交法和冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌 L BA4 4 0 4中 ,为通过农杆菌介导法将 DREB1A基因导入植物奠定基础     

草地早熟禾不同品种干旱胁迫下HVA1抗旱基因表达分析

根据大麦(Hordeum valgare)HVA1抗旱基因(X78205)的mRNA序列设计引物,提取干旱胁迫下草地早熟禾叶片中的RNA,以反转录后的cDNA为模板,进行PCR反应,扩增产物经回收、连接、转化和酶切鉴定为阳性重组子,其序列长度为324bp。经比较,与大麦HVA1基因序列的同源性达到79.27%,表明所克隆的基因序列为草地早熟禾HVA1基因部分序列。     

rd29A和CaMV-35S启动子调控转AtDREB2A苜蓿耐碱性分析

rd29A和CaMV-35S启动子广泛应用于植物基因工程中,但调控效果在不同转基因植物中不同。文章采用Real-time PCR分析转基因各株系中AtDREB2A基因表达差异;对苜蓿扦插苗及一年生转基因苜蓿成苗分别作50 mmol·L~(-1)NaHCO_3(pH 8.0)和混合盐碱土(pH 9.3)处理,统计苜蓿各株系成活率、开花植株数,测定叶绿素、丙二醛、相对电导率及根系活力。结果表明,两种启动子对AtDREB2A表达的调控存在明显差异,35S启动子调控的AtDREB2A为超量表达,碱胁迫处理后显著上调,达57.6倍;rd29A启动子调控AtDREB2A诱导表达,表达量低于35S启动子调控株系(20.7倍),AtDREB2A超量表达抑制植株正常生长。在幼苗期和成苗期,两种启动子各转基因株系均有一定耐碱能力,但存在差异。AtDREB2A诱导表达耐碱性效果更明显,其叶绿素含量、相对电导率、MDA、根系活力变化均显著低于AtDREB2A超量表达。研究两种启动子调控的转AtDREB2A基因苜蓿耐碱效果,为AtDREB2A基因在苜蓿耐碱基因工程中应用提供方法。     

干旱胁迫下4个苜蓿品种根系抗旱性的比较

为明确苜蓿根系生理特性的变化与抗旱性的关系,采用盆栽断水的方式模拟土壤干旱胁迫,测定苗期根系相对含水率(RWC)、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(TSS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量.结果表明:随着干旱胁迫程度增加,4个苜蓿品种根系RWC明显下降,Pro、TSS、MDA含量及SOD活性明显上升.经抗旱隶属度分析,‘野生黄花苜蓿’的综合评价值最高,为0.561 8,4种材料的抗旱性强弱顺序为:野生‘黄花苜蓿’>‘陇东苜蓿’>‘清水紫花苜蓿’>‘甘农2号’杂花苜蓿.     

Influence of drought hardening on the resistance physiology of potato seedlings under drought stress

In this paper, the influence of drought hardening on the growth, development, resistance physiology, leaf microstructure and stomatal behavior of potato seedlings under drought stress was studied, and the mechanism of drought hardening improvement of potato seedling drought resistance was elucidated. We found that drought stress had several adverse effects on potato seedlings, yet drought hardening alleviated the decrease in relative water content (RWC), net photosynthetic rate (P_n) and chlorophyll content and inhibited the increase in relative electric conductivity and malondialdehyde (MDA) content. Compared with contrast seedlings, drought-hardened seedlings also had enhanced root vigor, increased antioxidant enzyme activity and higher levels of abscisic acid (ABA), proline (Pro), soluble sugars and polyamines (PAs) under drought stress. In addition, the stomatal density of potato seedling leaves increased significantly, while the leaf area, stomatal size and stomatal aperture decreased with drought hardening treatment. These changes led to reduced leaf transpiration rate (T_r) and improved water utilization efficiency (WUE). The changes in leaf microstructure also had a positive effect on the drought resistance of the drought-hardened potato seedlings. So it can be concluded that through increasing the content of some endogenous hormones, osmotic regulatory substances and the activities of antioxidant enzymes, the resistance physiology of drought-hardened potato seedlings was enhanced.     

SLPIN6基因沉默对番茄抗旱性的影响

SLPIN6基因是番茄PIN家族一员,番茄PIN家族是一类生长素运输体蛋白家族,调控生长素极性运输.研究表明,干旱胁迫改变植物生长素极性运输平衡,影响植物抗旱性.团队前期研究发现SLPIN6基因在干旱胁迫时表达量显著上调,可能参与番茄植株抗旱应答调控.为进一步明确该基因抗旱调节功能,试验采用VIGS方法对SLPIN6基因作沉默处理,通过观察番茄植株抗旱表型及测定抗逆生理指标变化,发现SLPIN6基因沉默后番茄植株与对照相比,沉默番茄植株萎蔫程度加重,抗逆生理指标差异明显,表明SLPIN6基因参与番茄抗旱应答调控,具有抗旱调节功能.     

不同抗旱类型小麦品种开花期光合速率与抗旱性的比较研究

对田间不同水分条件种植下的不同抗旱类型小麦品种开花期旗叶的光合速率与抗旱性的关系进行了比较研究，结果表明，供试品种在正常水分处理条件下，开花期兴合速率（Pn)无明显判别，而在旱处理条件下，开花期光合速率差别很大，幅度在7－23umol.m^-2.s^-1。抗旱性较强的品种晋麦33，河农859在开花期保持较强的光合速率，有利于其适应旱胁迫；冀麦3235，中麦9号开花期兴合速率受到很大抑制，可能是使其抗旱系数（DRC）和抗旱指数（DRI）较小并使其抗旱性较差的因素之一，昌乐5号，温麦6号虽然在开花期强的光合速率，但其DRC和DRI都很低， 简明开花期的光合速率对其影响并不大，其抗旱性差可能是开花期后生理代谢过程受到影响的结果，不同的小麦种质资源在不同的生育阶段不同的抗旱机制。     

SLB9基因沉默对番茄抗旱性的影响

SLB9基因是BES1转录因子家族中的一员,BES1在调控油菜素内酯(BR)基因响应中发挥关键作用。研究证明BES1基因受多种胁迫诱导,介导BR信号,调节植物耐旱等抗逆性。采用基因沉默(VIGS)技术,通过农杆菌介导法构建SLB9基因沉默植株,干旱胁迫处理沉默植株,通过观察沉默植株与对照植株表型差异及生理生化指标变化,研究SLB9基因表达变化对番茄抗旱性的影响。结果表明,SLB9基因沉默植株抗旱性明显低于对照植株,推测SLB9基因下调表达降低番茄抗旱性。     

微胚乳玉米抗旱性研究

以普通玉米正大619和Y1为对照种,研究微胚乳玉米组合MEM1、MEM2、MEM3、MEM4叶片丙二醛含量、相对电导率、ASI和抗旱指数,对微胚乳玉米进行抗旱性鉴定。结果表明：在较肥土壤和瘠薄土壤里,由干旱胁迫引起的微胚乳玉米叶片丙二醛含量、ASI、相对电导率的变化规律与普通玉米一致。MEM1和MEM3在较肥土壤和瘠薄土壤里都表现出较好的抗旱性,综合抗旱性仅次于正大619。     

山西小麦地方品种幼苗期抗旱性的鉴定

小麦幼苗长至二叶一心时,以200 g/L PEG-6000胁迫处理72 h,测定幼苗最大根长、根冠比、叶片相对含水量、相对电导率、SOD和POD活性以及MDA含量;采用模糊隶属函数与抗旱系数相结合的方法对各品种苗期的抗旱性进行综合分析;利用灰色关联度分析各个形态、生理指标与抗旱性的关系.结果表明:1)PEG胁迫下,9个小麦品种的最大根长、根冠比、相对电导率、SOD和POD活性及MDA含量均比对照高,而叶片相对含水量较对照低,而且差异均达到显著或极显著水平.2)利用隶属函数和抗旱系数相结合的方法对品种苗期抗旱性进行综合分析,各品种苗期的抗旱性表现依次为:白和尚头＞晋麦47＞竹杆青＞小红麦＞四月黄＞红皮冬麦＞灯笼红＞中麦9号＞忻县冬麦.3)SOD活性与苗期抗旱性关联度最大,其次为最大根长.     

甘蔗品种抗旱性综合评价

研究人工干旱胁迫对vmc88-354、C266-70、云蔗04-241、新台糖22、桂糖11和云蔗04-621等6个甘蔗品种保护酶SOD和POD活性、Pro及Chl含量等生理指标的影响。通过模糊综合评判和聚类分析对试验数据进行综合评价,结果表明:6个品种抗旱性可分为强、较强、一般三种类型,其中云蔗04-241为抗旱性强;C266-70、vmc88-354和桂糖11为抗旱性较强;新台糖22和云蔗04-621为抗旱性一般。抗旱性综合评价可为抗旱甘蔗品种的推广提供依据。     

小麦抗旱生态分类中的主要农艺性状

选用15个冬小麦品种(系)、在大田自然干旱条件下种植。对专家经验分类和两种较理想的数学分类结果（对应分析法和模糊聚类法）分别进行了逐步判别分析，从21个农艺性状中筛选出5个在小麦抗旱生态分类鉴定中应用价值较大的性状。它们是：株高、茎粗、旗叶弯曲度、千粒重、顶部三叶面积。其中以株高、茎粗、旗叶弯曲度最为重要。     

谷子种质资源萌发期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

为探究适宜的谷子抗旱性评价方法,以35个谷子品种为材料,设置0.03 mol/L PEG-6000溶液模拟干旱胁迫以及正常浇水2个处理,采用频次分析和相关性分析比较了9个与谷子萌发期抗旱性相关的指标,依据隶属函数求出最适宜的综合抗旱性鉴定标准,并以此为依据对所选品种进行聚类并划分抗旱等级。结果表明:在干旱胁迫下,受试品种谷子的发芽势、发芽率、萌发指数、根干重、根鲜重、芽干重、芽鲜重、芽长和根长均受到不同程度的抑制,干旱对发芽势的影响最大;除萌发系数以外发芽势与其余各指标均呈显著或极显著相关,通过因子分析将9个单项性状指标转化为4个因子,累计贡献率达86.74%。通过隶属函数结合聚类分析将35个谷子品种的抗旱性划分为4级,其中强抗旱型品种7个、中度抗旱型品种15个、干旱敏感型品种9个和干旱极敏感型品种4个。通过回归分析建立了可准确评估谷子萌发期抗旱性的回归方程y=-0.187+0.554x_RBDW+0.550x_RRL+0.264x_RRFW,筛选出相对根鲜重、相对芽干重和相对根长作为谷子萌发期抗旱性鉴定的重要指标。干旱胁迫下,可通过测定这3个指标对不同品种谷子萌发期的耐旱性进行快速准确的鉴定及评价。     

水分胁迫下小麦叶片渗透调节能力与品种抗旱性的关系

研究了5个小麦品种不同生育时期的叶片渗透调节能力，结果表明，小麦叶片渗透调节能力以灌浆盛期最强，拔节期、挑旗期、开花期和灌浆初期叶片渗透调节能力差异不大。小麦叶片渗透调节能力与品种的抗旱指数呈正相关关系，所以可作为筛选小麦抗旱、高产品种的指标，其测定时期以挑旗期和灌浆盛期为宜。