转2-Cys Prx基因烟草抗氧化酶和PSII电子传递对盐和光胁迫的响应

以转2-Cys Peroxiredoxins (2-Cys Prx)基因的烟草(Nicotiana tabacum)为材料,非转基因烟草为对照,调查盐和光胁迫对转基因烟草幼苗叶片抗氧化酶和叶绿素荧光特性的影响,揭示2-Cys Prx基因在植物抗逆方面的功能。结果表明,弱光(200 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草和对照的SOD活性皆增加,APX活性变化不大,H₂O₂含量稍有升高;强光(1000 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草SOD活性增强,APX活性下降,H₂O₂含量增加缓慢,而对照的H₂O₂含量迅速升高,转基因烟草叶片的PSII电子传递速率(ETR)、最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Ф_PSII)均高于对照,而且PSII电子受体侧的受抑制程度明显低于对照。结果暗示在强光和盐胁迫使APX活性降低的情况下,2-Cys Prx可有效清除细胞中过量H₂O₂,增强光合电子传递链的稳定性,特别是PSII电子受体侧的电子传递,有效减轻盐和高光胁迫引起的PSII光抑制。     

模拟酸雨对杨梅生理生化特征的影响

研究了不同强度模拟酸雨对6年生东魁杨梅生理生化特征的影响。结果表明:随着模拟酸雨胁迫加剧,叶片可见伤害症状严重,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量以及叶绿素a/b比值显著降低,光系统I(IPSII)的潜在化学活性(Fv/Fo)和最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,水分利用效率和光合能力显著下降,细胞质膜透性增加,MDA含量增加,SOD、POD和CAT活性受到明显抑制,从而抑制杨梅的生长发育。     

模拟酸雨对黑麦草种子萌发及生理特性的影响

以一年生黑麦草(Annual Ryegrass Lolium multifolorum)种子为材料,研究不同pH值的模拟硫酸型酸雨作用下,种子的萌发及幼苗生理特性发生的变化.实验分别测定了种子发芽率、发芽势、发芽指数及幼苗鲜重、叶片导电率等指标.结果表明,一年生黑麦草种子的发芽势、发芽率、发芽指数整体变化趋势比较一致,随着模拟酸雨pH值的增大而减小.幼苗叶片的生长量变化差异比较大,单株幼苗的平均鲜重随模拟酸雨酸性的减弱而增大,所测幼苗叶片的相对电导率值随模拟酸雨pH值的升高而减小,与对照相比差异显著,表明幼苗叶片受到了酸雨的破坏.试验表明,一年生黑麦草种子在pH≥3.09的弱酸条件下能够正常萌发和生长,具有一定的耐酸性,但是在pH≤2.03的强酸条件下,种子的萌发和幼苗的生长受到了显著的抑制.     

模拟酸雨对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响

以紫花苜蓿的种子为研究材料，研究种子在不同pH值的模拟硫酸型酸雨作用下，种子的萌发和幼苗生理特性发生的变化。实验分别测定了种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗的鲜重、根长、芽长、叶片叶绿素含量、叶片电导率等指标。结果表明，紫花苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的整体变化趋势比较一致，随着模拟酸雨浓度的增大而减小。幼苗叶片的生长量的变化差异比较大，单株幼苗的平均鲜重和根长随模拟酸雨酸性的减弱而增大，单株幼苗的平均芽长则随pH值的增大而减小，幼苗芽的生长受到酸雨的抑制主要是由根的生长受到抑制引起的。幼苗叶片叶绿素含量的整体变化趋势是随着模拟酸雨pH值的升高而增大。所测幼苗叶片的相对电导率值随模拟酸雨pH值的升高而减小，与对照相比差异显著，表明幼苗叶片受到了酸雨的破坏。试验表明，紫花苜蓿种子在pH≥4．0的弱酸条件下能够正常萌发和生长，具有一定的耐酸性，但是在pH≤3．0的强酸条件下，种子的萌发和幼苗的生长受到了显著的抑制。     

模拟酸雨对三叶草种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨红三叶(Trifolium pratense L.)和白三叶(Trrifolium repens L.)种子幼苗对酸雨胁迫的响应,分别在pH值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的酸雨条件下观测并分析两种豆科牧草种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗鲜重和干重。结果表明,随胁迫强度的增大,红三叶和白三叶种子萌发(发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数)和幼苗生物量(鲜重和干重)均受到显著抑制,但红三叶受到的抑制程度低于白三叶。模拟酸雨对两种三叶草的种子萌发和幼苗生长均具有抑制作用,但红三叶种子的耐受性较好,酸性土壤或酸雨严重地区生产实践中可以考虑选择红三叶。     

模拟酸雨对不同颜色棉花种子萌发与幼苗生理特性影响的研究

 以5个不同颜色棉花品种为材料,通过不同pH值的模拟酸雨处理棉花种子,分别测定了发芽势、发芽率及POD活性、SOD活性和可溶性糖含量的变化。结果表明,不同的pH值模拟酸雨对5个品种的发芽势、发芽率均有一定的影响,发芽势均高于各自的对照,发芽率均低于对照,且随着模拟酸雨酸性的增强而降低。POD和SOD活性的变化也有一定的规律,pH值从高到低,POD活性呈现先降后升的趋势;SOD活性变化呈现先升后降的趋势,表明模拟酸雨对棉花幼苗的细胞发生了实质损伤,其酶活性不可逆下降。5个品种幼苗也受一定的模拟酸雨胁迫,叶片中可溶性糖含量有所增加,表明其对模拟酸雨胁迫的抵抗能力。结果显示酸雨对不同颜色棉花种子萌发与幼苗生理特性能造成一定的影响和危害。     

控制供水对棉花叶片的光合生理特性和水分利用率的影响

控制供水处理后，棉花叶片的光合作用发生差异，４个处理叶片的光合作用都有午休现象发生，较高的土壤含水量，并没有消除午休现象的发生，较低的土壤含水量对午休也没有延长的作用，但土壤干旱明显影响了棉花的光合作用（Ｐｎ），午休期间，光合作用降低幅度较大。当土壤含水量较低时，叶片的蒸腾速率（Ｔｒ）也有较明显下降的趋势。大水供应，虽然使棉花的水分利用效率（ＷＵＥ）有所提高，但其产量相对较低。充分供水使棉叶的光合生理处于较好状况，但其产量并不高。适水处理和适水偏旱处理，对增加产量和提高水分利用效率都是有意义村。     

高温条件下CO2对黄瓜叶片光合速率和气孔特性的影响

探索高温条件下,施加CO₂对黄瓜叶片的光合速率、气孔长度、气孔宽度、气孔密度、气孔开张比和气孔开度的影响。采用LI-6400测定光合速率,结果显示高温条件下,经CO₂处理的14、21、28、35和42d的黄瓜叶片光合速率显著增加,分别比常温处理增加30.8%、49.7%、34.5%、32.1%和32.1%。利用软件Motic Images Advanced 2.0分析表明,高温结合CO₂处理后黄瓜气孔长度、宽度、密度、开张比和开度均显著增加,在处理35、28、42、14和28d时分别比常温处理增加了36.4%、38.8%、37.7%、30.2%和36.9%。     

酸雨对2种草坪草生长及生理代谢的影响

为了解酸雨污染对草坪草生长的影响,以高羊茅和多年生黑麦草为材料,通过盆栽试验,研究不同pH酸雨条件下对草坪草生长和代谢的影响。分别测定生物量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛和电导率等指标。结果表明,高羊茅和多年生黑麦草鲜重、叶绿素含量等在高酸度、长时间胁迫下整体呈降低趋势,氧化物歧化酶、过氧化物酶则先高后低,丙二醛和电导率则随酸雨pH值减小而有增加趋势。     

过量表达OsYUC2转基因水稻幼苗对干旱和H2O2胁迫的生长生理应答

OsYUC2基因是控制水稻生长素合成的关键基因家族OsYUCs成员之一。本研究以过量表达pUbi-OsYUC2-GUS转基因水稻(G3株系)和野生型水稻(WT,Oryza sativa L .sppj.aponica,v.nipponbare,日本晴)为材料,分别比较了二者在干旱和 H2O2 胁迫下生长生理的变化。结果显示,20%PEG-6000和0.06% H2O2 处理条件下,G3的株高、初生根上侧根的长度(特别是不定根上侧根的数量和长度)都大于WT的;而G3的MDA和H2O2积累量则都少于WT的。与对照组比,PEG和H2O2处理后G3根系的GUS活性都降低且由均匀分布变为梯度分布,说明PEG和H2O2影响OsYUC2基因的表达部位和空间分布。相同处理条件下,G3根系与DR5-GUS转基因水稻根系GUS活性和分布样式的变化类似,显示PEG和H2O2减少生长素的积累并影响其梯度分布。OsYUC2过量表达在一定程度上缓解了由于PEG和 H2O2 胁迫导致生长素减少引起的伤害,转基因水稻幼苗的抗逆水平有所提高。     

不同小麦种光合作用对光、温、CO2及水分胁迫的反应

本文以三个典型的小麦种为材料，对其部分生理生态特性进行了研究。结果表明野生一粒小麦及节节麦的光饱和点都在１０５０μＥｍ＾－２ｓ＾－１左右，而普通小麦中国春的光饱和点为８５０μＥｍ＾－２ｓ＾－１左右。饱和光强下野生一粒小麦和节节麦的光合速率分别比中国春高３６．３％和２７．２％。光合作用最适温度野生一粒小麦和节节麦均在３５℃左右，较普通小麦中国春高（中国春为３０℃左右）。在１００至３００ｐｐｍＣＯ２浓     

普通菜豆中烟草水杨酸结合蛋白2同源基因的鉴定及表达特征分析

水杨酸(salicylic acid, SA)能够诱导植物产生系统抗病性反应, 而水杨酸结合蛋白2 (salicylic acid binding protein 2, SABP2)是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶。本研究利用生物信息学方法在普通菜豆中搜索到7个烟草水杨酸结合蛋白2的同源基因, 命名为PvMES1~PvMES7。分别在2个菜豆感病品种(白刀豆和BRB130)和2个抗病品种(黑芸豆和260205)中接种尖镰孢菌FOP-DM01菌株(Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli isolate, FOP-DM01)后, 检测寄主根组织中水解水杨酰甲酯(methyl salicylate, MeSA)活性和游离SA含量的变化, 并利用荧光定量PCR技术分析7个PvMES基因表达量变化。结果表明, PvMES1、PvMES3、PvMES4、PvMES5和PvMES6的转录表达受FOP-DM01菌株诱导均呈现不同程度的升高, 其中黑芸豆中PvMES5基因和260205中PvMES1基因表达量变化最显著, 接种3 d后分别升高至0 d表达量的7.6倍和5.6倍。此外, 黑芸豆和260205根中水杨酰甲酯酯酶(methyl salicylate esterase, MES)活性显著提升, 游离SA含量也相应升高, 激活寄主内SA介导的相关防御反应。本研究结果可以为普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病分子育种和抗病机理研究提供理论基础。     

冬小麦不同品种叶片光合速率与气孔导度等性状之间关系的研究

对４５个冬小麦品种不同生育期的叶片净光俣速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、胞间ＣＯ２浓度（Ｃｉ）、气孔阻力（ｒｓ）等４个性状的研究表明：４个性状在品种间均存在较大的差异；大部分品种的净光合速率（Ｐｎ）后期显著低于盛花期以前，几乎所有品种气孔阻力（Ｒｓ）盛花后期显著地低于盛花前期，气孔导度（Ｇｓ）和胞间ＣＯ２浓度则恰好相反；净光合速率（ｐｎ）在盛花前期主要受气孔因素限制，盛花后期主要受非气孔因素限制。     

花生FAD2基因家族表达分析及其对低温胁迫的响应

为了探究FAD2在花生低温响应中的作用,本研究从普通油酸花生中花16 (ZH16)和高油酸花生中花413 (ZH413)中克隆得到花生AhFAD2家族的全部基因,共7个。通过分析这些基因的表达模式发现,在ZH16和ZH413中各FAD2基因表达模式相似, AhFAD2-1A/B主要在花和发育的种子中表达, AhFAD2-3A/B主要在营养组织中表达, AhFAD2-4A/B主要在根和花中表达,表明AhFAD2基因在花生不同发育阶段和不同组织中发挥各自的生物学功能。在15℃下发芽6 d发现,ZH413的发芽率未显著下降,而ZH16的发芽率显著下降。种子萌发过程中,AhFAD2-1A/B和AhFAD2-4A/B均受低温诱导表达。在ZH16中AhFAD2-1A/B在低温诱导第6天开始显著上调表达,而在ZH413中第1天显著上调表达;在ZH16中AhFAD2-4A/B在低温诱导第3天出现显著上调表达,之后表达量下降,但在ZH413中第1天就显著上调表达,且始终维持在高水平表达。基于以上研究结果推测,高油酸花生在受到低温胁迫时,AhFAD2-1A/B编码蛋白失活,但AhFAD2-4A/B的高量表达在一定程度上弥补了这部分功能。同时也说明AhFAD2-1A/B功能的缺失并不是决定花生耐寒性的主要因素。本研究的开展为培育抗寒的高油酸花生品种奠定了理论基础,为高油酸花生在高纬度、高海拔地区推广提供了理论支持。     

Water Relations, Abscisic Acid and Yield of Wheat Plants in Relation to the Interactive Effect of Seawater and Growth Bioregulators

Irrigation of wheat plants with seawater (10 and 25 %) led to significant increases in free and bound abscisic acid (ABA) in leaves, especially at 25 %. The relative water content (RWC) and water use efficiency (calculated from grain yield, WUE_G, or from biomass yield, WUE_B) of the seawater-irrigated plants were lower than those of the control. Grain pre-soaking in gibberellic acid (GA₃), indole-3-acetic acid (IAA) or ABA reduced the levels of accumulated ABA (free and bound) produced by seawater irrigation. The stress imposed by seawater generally reduced yield and yield components of wheat plants and the effect was more pronounced at the higher level of seawater irrigation (25 %). Furthermore, seawater treatments decreased the carbohydrate content and increased the protein content of the developing grains. The effect of seawater treatments on ion concentrations in the developing grains was not consistent. The application of growth bioregulators appeared to mitigate the effect of seawater salinity stress on wheat productivity. GA₃ was the most effective hormone in this regard. The economic yield (grain yield) had a strong positive correlation with RWC, WUE_G, WUE_B, plant height, shoot fresh and dry weight, grain number/main spike, kernel weight and harvest index.     

花生ahFAD2A等位基因表达变异与种子油酸积累关系

花生ahFAD2A是控制种子油酸、亚油酸含量和油亚比的关键基因。利用ahFAD2A基因特异引物检测远杂9102, 豫花9416等52个花生品种的ahFAD2A基因等位变异, 并比较其中13个品种的ahFAD2A基因序列。结果表明, 花生ahFAD2A基因存在G-A两种单核苷酸等位变异(野生型ahFAD2A-wt和突变体ahFAD2A-m), DNA序列比对结果证实, 豫花9416等10个品种(突变体)与远杂9102、延津花籽和开农白2号(野生型)相比, 在ahFAD2A基因的448 bp处存在核苷酸G-A突变。应用real-time PCR检测ahFAD2A等位基因在种子不同发育时期的表达动态显示突变体豫花9416等位基因(ahFAD2A-m)在种子发育中期表达量稍高, 种子发育后期表达量下降速度较野生型远杂9102(ahFAD2A-wt)更快。进一步测定豫花9416和远杂9102在种子不同发育时期的油酸、亚油酸积累和油亚比动态, 发现两品种间存在明显差异, 豫花9416在籽粒发育前期油酸相对含量已超过亚油酸, 油亚比大于１并逐渐增加, 而远杂9102到籽粒发育中后期油酸相对含量才高于亚油酸, 油亚比逐渐接近于１左右。