硅对盐胁迫下黄瓜幼苗根系质膜、液泡膜酶活性的影响

研究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及根细胞质膜H^＋-ATPase、液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase和Ca^2＋-ATPase活性的影响。结果表明：盐胁迫严重抑制黄瓜幼苗生长,根细胞质膜H^＋-ATPase、液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase和Ca^2＋-ATPase活性明显降低。硅处理明显提高盐胁迫黄瓜根液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase、Ca^2＋-ATPase活性,一定程度上维持了液泡膜质子泵活性,有效地防御了细胞质酸化,这可能是硅提高黄瓜耐盐性的一个重要因素。     

液泡膜质子泵与植物耐盐相关性研究

土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题,盐分胁迫几乎会影响植物所有重要的生命活动,造成植物的减产或其他不利影响.液泡膜质子泵(H~+-ATPase和H~+-PPase)在植物细胞的跨膜物质转运、胞内pH值平衡等诸多生理活性方面都发挥关键作用.因此,在植物对环境胁迫的响应过程中,液泡膜质子泵活性的调节对植物的耐盐性具有重要意义.本文结合植物液泡膜H~+-ATPase和H~+-PPase的分子结构、生理功能及其在盐胁迫下调节机理的研究结果,阐述了植物液泡膜质子泵的生理功能与植物耐盐性的相关性,并对其仍未解决的问题进行了展望.     

过表达谷子液泡H~+-ATPase E亚基基因在拟南芥中的耐盐性

V-H+-ATPase在植物生长、发育和胁迫响应等生物学过程中发挥重要作用。本研究通过序列比对,从谷子中克隆到V-H+-ATPase E亚基基因Si VHA-E。进化树分析显示,Si VHA-E基因在进化上属于E1/E3亚族,与玉米V-H+-ATPase E亚基基因Zm VHA-EL亲缘关系较近。表达谱分析结果显示,Si VHA-E在高盐、茉莉酸甲酯(Me JA)、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)处理下表达上调,在低温和低氮处理下表达下调。亚细胞定位分析表明Si VHA-E定位于液泡膜上。遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定表明,在盐处理条件下,转基因株系的种子萌发率、幼苗主根长、植株鲜重及存活率显著高于野生型的。与野生型拟南芥植株相比,Si VHA-E过表达植株体内Na+含量减少,体内相对含水量提高。此外,ABA萌发试验结果显示,在种子萌发后期,Si VHA-E过表达植株对ABA更加敏感。研究表明,谷子Si VHA-E可以显著提高拟南芥耐盐性,这可能与其正向调控ABA信号途径以及减少植株体内Na+积累和水分散失有关。     

NaCl与Na2CO3+NaHCO3对玉米萌发期胁迫效应的比较

以发芽势、发芽率、根长和苗长作为指标,用不同浓度NaCl及Na2CO3+NaHCO3对3个玉米基因型进行苗期耐盐性试验,结果表明:供试玉米基因型的发芽势、发芽率、根长及苗长随NaCl和Na2CO3+NaHCO3溶液浓度的升高都呈下降趋势,但两种处理对不同玉米基因型的萌发胁迫存在差异,Na2CO3+NaHCO3对玉米萌发的抑制作用比NaCl强烈,各项指标都随浓度增加锐减,而NaCl在低浓度时甚至有刺激种子萌发的作用,丰禾1在60mmol/L NaCl处理下盐害指数为负值,发芽率比对照高24.44%且达到显著水平,而在(30mmol/L+30mmol/L)Na2CO3+NaHCO3丰禾1的发芽率却比对照减少了40%,并且高浓度NaCl对玉米萌发的胁迫效应也轻于同浓度的Na2CO3+NaHCO3。     

NaCl和Na2 CO3+NaHCO3对玉米种子萌发及幼苗生长的影响差异研究

将NaCl和Na2CO3+NaHCO3两种盐分别设置4个浓度梯度,以玉米发芽率、分布频率、幼苗期的苗高、主胚根长及相对盐害率为指标,研究两类盐对玉米萌发和苗期胁迫的生理差异.结果表明,两种盐胁迫处理的发芽率、苗高、主胚根长的平均值均随浓度增加而降低,Na2CO3+NaHCO3处理比NaCl处理胁迫盐害率严重.各品种耐NaCl和Na2CO3+NaHCO3能力并不一致.     

百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1植物表达载体构建与转基因毛白杨的获得

为通过基因工程手段进行杨树耐盐性状的遗传改良,本文分析已克隆的百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1的cDNA序列,根据其与植物表达中间载体pGN上的酶切位点设计一对带酶切位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增百脉根液泡膜H+-PPase基因开放阅读框片段。双酶切PCR回收产物和pGN载体,将目的片段定向连接构建成植物表达载体pGVP,并转入根癌农杆菌;在此基础上,利用根癌农杆菌介导的叶盘转化法,将百脉根液泡膜H+-PPase基因转入毛白杨基因组中。转基因杨树的获得,为获得耐盐性提高的杨树品系提供了基础。     

黑麦种子在不同盐分胁迫下萌发特性的研究

通过NaCl、Na2CO3和KNO3盐分的不同浓度处理,研究了黑麦种子在盐胁迫下的萌发特性.结果表明,NaCl胁迫可延缓种子发芽时间,但发芽率和对照无显著差异;Na2CO3浓度达100mmol/L时对种子萌发具有显著的抑制作用;NaCl和Na2CO3都抑制了黑麦根系的生长,且Na+相同时抑制作用Na2CO3强于NaCl;同时,低浓度NaCl(20mmol/L)和Na2CO3(15mmol/L)均可提高种子活力,促进芽的生长,高浓度则产生抑制作用.KNO3处理促进了黑麦种子萌发和芽的生长,对根系产生抑制作用.     

H~+焦磷酸酶促进植物磷利用的研究进展

植物的生长发育离不开磷这种大量营养元素,但其利用过程中仍旧存在几大主要问题:磷短缺、磷污染以及土壤有效磷含量低,而通过基因工程策略提高植物磷利用效率无疑是最有效的应对解决途径。其中,由植物质子焦磷酸酶(H+-PPase)介导的成效尤为突出,各种H+-PPase过表达转基因植株具有多方面且几乎一致的优异表型(包括耐低磷,耐盐,抗旱等),这可能与H+-PPase不同的细胞定位及其多功能性有关,并且涉及到质膜H+-ATPase的中间作用以及磷/糖的信号调控、代谢和转运。本文着重对H+-PPase与植物磷胁迫的内在关系、促进植物磷利用的研究成效及其可能的作用机理等方面进行综述,以期为H+-PPase在植物抗逆基因工程中发挥更大作用提供理论依据。     

NaCl和Na2CO3胁迫对盐爪爪种子萌发过程中生理生化变化的研究

以盐生植物盐爪爪种子为材料,比较不同浓度中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2 CO3)胁迫对其种子萌发过程中生理指标的影响.结果表明,0～100 mmol/L NaC1处理后盐爪爪萌发种子中丙二醛含量无显著变化,而0～100 mmol/L Na2CO3处理后丙二醛含量显著升高;NaCl处理的萌发种子中可溶性糖变化较平稳且呈现上升趋势,Na2CO3处理的种子可溶性糖先升高后降低;0～ 100 mmol/L NaCl处理后盐爪爪萌发种子中脯氨酸含量基本保持不变,而0～100 mmol/L Na2CO3处理后脯氨酸含量急剧上升;NaCl处理后可溶性蛋白上升幅度大于Na2CO3处理后上升幅度,二者的差异达到极显著水平.研究发现,盐爪爪种子萌发对于低浓度中性盐(NaCl)胁迫具有较强的耐性和抗性,而在碱性盐(Na2CO3)的胁迫下其萌芽受到一定的抑制.     

微核技术在蚕豆氯化钠胁迫和碳酸钠胁迫中的应用研究

为探索微核技术在蚕豆耐盐胁迫中的应用途径。以蒸馏水处理为对照,测定在浓度为0.5%~4.0% 的NaCl和0.5%~3.0%的Na2CO3溶液处理下蚕豆种子的发芽率和微核率,计算相对盐害率和盐敏指数,通过方差分析和多重比较对比其变化趋势。结果表明：（1）蚕豆种子的发芽率和相对盐害率随盐胁迫浓度的升高而降低,而微核率和盐敏指数随盐胁迫浓度的升高先增大后减小,峰值时的浓度为2%;（2）发芽率和微核率在NaCl和Na2CO3各浓度间存在显著差异(p<0.05)或极显著差异(p<0.01);（3）相同浓度下,Na2CO3溶液比NaCl溶液对蚕豆的发芽率、相对盐害率、微核率和盐敏指数影响更大。因此,微核技术在蚕豆盐胁迫应用的适宜盐浓度范围为0.5%~2%的NaCl或Na2CO3。     

NaCl对玉米萌芽期生长及生理胁迫的效应

用不同浓度的NaCl溶液处理玉米自交系无名-5及杂交种垦玉7进行发芽试验,研究了它们在盐胁迫条件下，发芽势、芽长、根长、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶（CAT）活性的变化。结果表明,随NaCl溶液浓度的增加：（1）两品种玉米生长均受到严重抑制，发芽势降低，芽和根的长度均呈减小的趋势，总体来看，杂交种垦玉7的发芽势、芽和根的长势均好于自交系无名-5；（2）两品种玉米体内Pro含量均增加，且在NaCl浓度超过150mmol/L时，杂交种垦玉7体内Pro含量增加的幅度明显大于自交系无名-5，而使垦玉7对盐的适应能力强于无名-5；（3）两品种的CAT活性变化幅度均不大，但无名-5的CAT活性在各NaCl浓度条件下均高于垦玉7，这可能是由品种间本身差异造成的，而与品种的耐盐性无直接关系。而杂交种垦玉7的SOD活性增加幅度却明显大于无名-5，说明垦玉7在盐胁迫下可能主要通过体内的SOD来清除活性氧自由基从而缓解盐害，使其耐盐性优于无名-5。     

盐胁迫对桉树(Eucalyptus)活性氧代谢和CAT基因表达的影响

桉树耐贫瘠,盐胁迫影响桉树的生长速率,严重时造成桉树枯萎死亡。本研究以‘广林9’三月龄组培苗为材料,分别用不同浓度NaCl溶液(0, 30 mmol/L, 60 mmol/L, 90 mmol/L, 120 mmol/L, 150 mmol/L)处理20天后,检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)含量、丙二醛(malonaldehyde, MDA)质量摩尔浓度等生理指标以及CAT基因的转录变化。NaCl处理后,MDA质量摩尔浓度、H2O2含量显著升高,在90 mmol/L或120 mmol/L处达到最大值;盐胁迫下POD、SOD和CAT活性均表现为先升高后降低的趋势,并且在90 mmol/L NaCl时达到最大值。设无NaCl处理下CAT基因的表达水平为1,用qPCR (real-time quantitative PCR)方法分析不同盐胁迫下6个CAT基因的相对表达水平。随着NaCl浓度增大,CAT1、CAT2和CAT3的相对表达水平呈逐渐降低的趋势,NaCl浓度为30 mmol/L相对表达水平最高,分别为1.54、6.38和1.27;CAT5和CAT6的相对表达水平在120 mmol/L NaCl时达到最大值,分别为2.65和2.21;CAT4的相对表达水平随NaCl浓度增大而增大,并在NaCl浓度为150 mmol/L时显著升高,相对表达水平达3.31。结果表明:90~120 mmol/L NaCl浓度为桉树的耐盐胁迫的极限;盐胁迫会引起桉树ROS (Reactive oxygen species)代谢失衡,积累H2O2导致膜脂过氧化;6个CAT基因在不同盐胁迫强度下的转录变化差异显著,响应机制不尽相同。本研究可为桉树应答盐胁迫机理研究和桉树栽培管理提供参考。     

水稻(Oryza sativa)新型液泡Na+/H+逆向转运蛋白基因的特征分析和表达

以拟南芥AtNHX1 cDNA 片段作为探针,筛查水稻盐胁迫植株叶片cDNA 文库,获得与AtNHX1同源的水稻新型液泡Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因（OsANT1）。序列分析表明,OsANT1 全长cDNA为2 178 bp,包括一个长度为1 608 bp的完整开放阅读框,编码535个氨基酸残基。在DNA水平上,OsANT1基因含有15个外显子和14个内含子,长度为4 835 bp。OsANT1含有12个跨膜域,系统进化树分析结果表明,与来自拟南芥、水稻、小麦、玉米、大麦、马蔺和芦苇等的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白高度同源。盐胁迫条件下,OsANT1的表达具有盐分诱导特征,且随着胁迫的增大而增加。表明该基因可能在水稻抵御盐分胁迫的过程中具有一定作用。     

不同浓度NaCl对两个玉米品种Na+、K+、Ca2+含量的影响

比较不同耐盐性品种在NaCl胁迫下的离子含量的差异,为耐盐玉米的筛选提供理论依据。玉米耐盐品种‘郑单958’和盐敏感品种‘齐单1号’在含0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% NaCl的砂子中生长,分别测定根、茎和叶片中Na+、K+、Ca2+含量。NaCl胁迫下,Na+、K+、Ca2+含量在两个玉米品种间、NaCl浓度间差异均达到极显著水平。NaCl胁迫下,两个玉米品种根茎叶中Na+含量均增加,根中Na+含量增加的幅度大于茎和叶,‘郑单958’根中的Na+含量高于‘齐单1号’;K+、Ca2+含量随NaCl浓度的升高而降低。高盐胁迫下,‘郑单958’根中K+含量降低的幅度大于‘齐单1号’,而茎中K+含量降低的幅度小于‘齐单1号’;‘郑单958’茎和叶片中Ca2+含量降低的幅度小于‘齐单1号’。两个玉米品种在离子含量间表现出的差异非常明显,Na+、K+、Ca2+含量可以作为玉米耐盐性鉴定和筛选指标。     

Na2CO3对黄秋葵种子萌发及生理特性的影响

为研究碱环境下黄秋葵种子萌发及生理特性,采用不同浓度(0、10、20、30、40 mmol·L^-1)Na2CO3溶液处理黄秋葵种子,测定其种子的萌发特性、胚根生长速度及第3天时胚根的生理特性。结果表明,随着碱浓度的增加,种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈下降趋势,相对碱害率升高;发芽期间胚根长度与碱浓度呈负相关关系,且生长速度降低;碱胁迫下种子的抗氧化物酶(POD、CAT、SOD)活性较对照组无显著变化,MDA随碱浓度增加呈升高趋势,脯氨酸积累量变化不明显。发芽7 d后对照和10 mmol·L^-1碱液处理可萌发为幼苗,对其复水5 d后,发现10 mmol·L^-1处理侧根生长量远少于对照组。说明碱胁迫能抑制黄秋葵种子萌发及其幼苗生长,但黄秋葵种子对10 mmol·L^-1碱胁迫具有耐受性。     

碱胁迫对碱地风毛菊生理特性的影响

试验对碱地风毛菊（Saussurea runcinata）苗期分别以NaHCO3和Na2CO3进行胁迫,浓度为0(CK)、30mmol/L、60mmol/L、90mmol/L、120mmol/L、150mmol/L、180mmol/L,通过对其脯氨酸、丙二醛、可溶性糖及可溶性蛋白等耐盐碱生理指标的研究,以探讨碱胁迫对碱地风毛菊苗期生理特性的影响。结果表明：NaHCO3和Na2CO3胁迫下,碱地风毛菊中Pro、可溶性糖、可溶性蛋白及MDA含量均显著高于对照,且相同碱浓度胁迫下,根系中的含量显著高于叶片; Na2CO3胁迫对碱地风毛菊的伤害要大于NaHCO3。     

NaCl胁迫对黄瓜嫁接苗耐盐性的影响

为阐明嫁接对黄瓜耐盐性的影响。对日光温室黄瓜嫁接苗和自根苗在150 mmoL/L的NaCl胁迫下的保护酶活性、渗透调节物质及光合特性进行测定和比较。结果表明,黄瓜嫁接苗叶片中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及抗坏血酸(AsA)、叶绿素(Chl.)含量均明显高于自根苗;游离脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖含量均明显高于自根苗;净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均明显高于自根苗;丙二醛(MDA)含量和气孔限制值低于自根苗。以上结果表明,嫁接苗能提高黄瓜的耐盐性。     

外源硫化氢对盐胁迫下加工番茄幼苗生理生化特性的影响

为明确盐胁迫下外源硫化氢(H2S)对加工番茄幼苗的缓解作用,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7和KT-32为材料,采用盆栽法,研究了不同浓度(20,50,100,150μmol/L)的H2S供体硫氢化钠(Na HS)对250 mmol/L Na Cl胁迫下加工番茄幼苗生物量、叶片光合色素含量、相对含水量、根系活力、游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性及膜质过氧化水平和丙二醛含量的影响。结果表明:低浓度的Na HS处理在一定程度上提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生物量、光合色素含量、相对含水量、根系活力、脯氨酸含量以及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,而降低了电解质渗出率和丙二醛含量,其中以50μmol/L的Na HS处理效果最佳,与单独盐胁迫处理相比50μmol/L的Na HS使KT-7的生物量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、SOD活性分别增加30.8%~66.7%,61.8%,56.3%,57.0%,9.1%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降15.0个百分点和23.7%;使KT-32的生物量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、SOD活性,分别增加24.0%~96.4%,49.8%,52.0%,46.7%,10.2%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降12个百分点和24.2%。综上,外源H2S处理通过提高幼苗的抗氧化水平,减少盐胁迫对加工番茄幼苗造成的氧化损伤,在一定程度上提高了加工番茄幼苗对盐胁迫的适应能力。为进一步探索H2S缓解加工番茄盐胁迫的机理提供了理论依据。     

小冰麦(Triticum aestivum -Agropyron intermedium)对盐胁迫和碱胁迫的生理响应

将两种中性盐（NaCl和Na₂SO₄）和两种碱性盐（NaHCO₃和Na₂CO₃）按摩尔质量比1∶1混合,在60~300 mmol L^-1盐浓度内模拟出5种强度的盐胁迫条件,在30~180 mmol L^-1盐浓度内模拟出6种强度的碱胁迫条件,并以此对小冰麦苗胁迫处理12 d。测定相对生长率（RGR）、含水量、丙二醛（MDA）、电解质外渗率、叶绿素、类胡萝卜素6项胁变指标和Na⁺、K⁺、脯氨酸、甜菜碱、有机酸5种溶质含量。结果表明,碱胁迫下小冰麦的各项胁变反应均明显大于盐胁迫下。在本试验条件下,小冰麦可耐受的最高盐胁迫浓度为300 mmol L^-1,而碱胁迫仅为150 mmol L^-1。碱胁迫造成小冰麦光合色素含量急剧下降,可能是其危害甚于盐胁迫的原因之一。碱胁迫下有机酸大量积累可能是小冰麦响应碱胁迫的特殊生理机制。试验结果证明盐、碱胁迫是两种性质不同的胁迫,不仅对植物的作用机制不同,而且植物的适应机制也不同。     

转逆境诱导型启动子SWPA2驱动Cu/Zn SOD和APX基因甘薯(Ipomoea batatas(L).)Lam.)耐盐性

本研究以盐胁迫下逆境诱导型启动子SWPA2驱动转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯叶片一些生理指标的变化研究转基因甘薯耐盐性.结果表明:无胁迫时,转基因甘薯叶的生理指标与未转基因植株无明显差异.相同胁迫条件下,转基因甘薯叶的超氧化物歧化酶(SOD),抗坏血酸过氧化物酶(APX),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT...