水分和盐胁迫下小麦种子萌发相关性状的QTL定位

小麦萌发期对水分和盐胁迫敏感,对该时期水分和盐胁迫下种子萌发性状进行QTL定位具有重要的意义。本研究以小麦“泰农18×临麦6号” RIL群体为材料,以20%PEG-6000溶液和100 mmol·L^-1 NaCl溶液分别模拟水分和盐胁迫环境,对种子萌发期10个性状进行了QTL定位。结果表明,在正常、水分胁迫和盐胁迫3种不同处理下各性状变异较大。相关分析表明,抗旱和耐盐可能是两个独立遗传的性状,胚芽鞘长可以作为节水抗旱的鉴定指标。3种处理下共检测到10个萌发相关性状的103个QTL,其中,17个为相对高频QTL（RHF-QTL）,分布在7条染色体（1A、3A、3B、4B、7A、7B和7D）上,平均贡献率为7.55%~15.97%。这些RHF-QTL形成4个QTL簇（QTL cluster,QC）,分布在3A、7A和7D染色体上。其中,7A染色体上的QC2包括3个RHF-QTLs（ QSdw-7A.1、 QGf-7A.1和 QGi-7A.1）,均与小麦耐盐性相关;7D染色体上的QC3包括2个RHF-QTLs（ QGi-7D.1、 QGdrc-7D.1）,均与小麦节水抗旱性相关。这2个QCs增加效应均来自母本泰农18。本研究获得的RHF-QTLs和QCs,可为小麦萌发期节水抗旱和耐盐分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

Effects of apelin-13 on oxidative stress induced by high uric acid in adipocytes

AIM: To study the effects of apelin-13 on oxidative stress induced by high uric acid in 3T3-L1 adipocytes and its underlying mechanisms. METHODS: 3T3-L1 adipocytes were stimulated with uric acid at 10 mg/dL for 48 h. Some of the adipocytes were administered with 1 μmol/L apelin-13 in the presence of uric acid at 10 mg/dL. The adipocytes stimulated with 100 μmol/L H₂O₂ were served as positive controls. The intracellular reactive oxygen species (ROS) concentrations were detected by flow cytometry. The biochemical kits were used to measure the activities of superotide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), catalase (CAT) and NADPH oxidase (NOX) activity, and the content of malondialdehyde (MDA) in the cell lysate and the supernatant. The mRNA levels of renin-angiotensin system (RAS) components, including angiotensinogen (AGT), angiotensin-converting enzyrne1 (ACE1), angiotensin II type 1 receptor (AT1R) and AT2R, as well as angiotensin II receptor -like 1 (APJ) were measured by real-time PCR. The concentrations of angiotensin II (AngⅡ) in the cell lysate and the supernatant were measured by ELISA. RESULTS: Adipocytes stimulated with uric acid at 10 mg/dL had lower activities of antioxidant enzymes (SOD, GSH-PX and CAT) and higher levels of NOX activity and MDA content (P < 0.05). Accordingly, the intracellular ROS levels were found to be dramatically increased. However, apelin-13 administration attenuated uric acid-induced oxidative stress in the 3T3-L1 adipocytes. Uric acid at 10 mg/dL upregulated the mRNA expression of local RAS, enhanced AngⅡ concentrations both in the cell lysate and the supernatant, and down-regulated the mRNA level of APJ in the adipocytes (P < 0.05). Conversely, apelin-13 partially reversed these parameters. CONCLUSION: Apelin-13 attenuates oxidative stress induced by uric acid, may be via down-regulation of local RAS expression in the 3T3-L1 adipocytes.     

Role of endoplasmic reticulum stress in trimethylamine N-oxide-induced oxidative stress in human umbilical vein endothelial cells

AIM: To investigate whether endoplasmic reticulum stress is involved in trimethylamine N-oxide (TMAO)-mediated oxidative stress in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). METHODS: The cell viability was examined by CCK-8 assay. The cells were stained by DCFH-DA, and the intracellular level of reactive oxygen species (ROS) was observed by phase-contrast microscopy and detected by flow cytometric analysis. The protein levels of phospho-IRE-1α, IRE-1α and GRP78/BiP were detected by Western blot. RESULTS: TMAO exerted no significant effect on the viability of HUVECs. For a long period (>24 h), even a low concentration (10 μmol/L) of TMAO increased the oxidative stress level in the HUVECs (P<0.05). TMAO increased the phosphorylation level of IRE-1α and significantly up-regulated the protein level of GRP78/BiP in HUVECs (P<0.01). Pretreatment with STF-083010, an inhibitor of IRE1α, for 1 h reduced TMAO-induced oxidative stress in HUVECs (P<0.05). CONCLUSION: Endoplasmic reticulum stress is involved in TMAO-induced oxidative stress in HUVECs.     

常见景天高温胁迫细胞伤害率试验

以7种常见景天科多肉叶片为材料进行温度梯度处理,用电导率法测定细胞伤害率,观察供试材料对高温胁迫的耐受性。结果表明,55℃是姬秋丽、薄雪万年草、黄丽、胧月、八宝景天的细胞伤害率跃升临界温度,60℃是佛甲草和垂盆草的跃升临界温度。供试景天种类的叶型大小和取样方式不影响试验结果。     

低温与氮耦合对水稻内源激素含量的影响

【目的】探究不同耐冷氮高效水稻材料内源激素代谢特点,以阐明氮营养对提高水稻耐冷性的调节机理。【方法】以水稻近等基因系耐冷氮高效I16和冷敏氮低效I67为材料,采用水培试验,研究人工气候室模拟低温胁迫与4个氮肥水平(10,20,40和60 mg/L)耦合对水稻根、叶中内源激素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量的影响及其互作效应。【结果】随水稻生育进程,根和叶中IAA、CTK、GA含量呈先升高后降低的趋势,在开花期达到峰值,ABA含量在成熟期达峰值。水稻根和叶中IAA、CTK、GA含量随施氮水平增加而升高,ABA则相反;在相同施氮水平下,低温抑制IAA、CTK、GA合成,促进ABA升高,4种激素含量呈现I16高于I67,叶高于根。低温与中氮耦合对水稻根和叶中IAA、CTK、GA的调控为正效应,低温与高氮耦合调控ABA为负效应,中氮可使水稻维持较高内源激素含量,这是增强水稻耐冷性的内在机理之一。【结论】在低温和氮肥耦合下,维持根叶中较高的IAA、CTK、GA、ABA含量,以及施氮对根、叶激素耦合效应的差异,是引起水稻耐冷性和氮素利用效率差异的重要生理调节因素。     

宛氏拟青霉提取物对盐胁迫下水稻幼苗的生理适应性

为探讨沙棘内生菌提取物作为生物刺激素对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响,于沙棘内生菌宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）中提取了生物刺激素PVE（Paecilomyces variotii extracts）,并经液相色谱对PVE的活性物质进行了富集纯化。通过水稻液培试验,设无盐（CK）、添加NaCl（NS）、添加PVE和NaCl（PN1）、添加PVE纯化物和NaCl（PN2）4个处理,研究生物刺激素对水稻的耐盐效应。结果表明,施用生物刺激素能够缓解盐胁迫对水稻生长造成的严重抑制。PN1、PN2处理较NS处理提高了叶片与根系的干质量,减少了植株体内的水分流失,增加了根系的直径和吸收面积,但根长相较于CK处理无显著差异;PN2处理叶片鲜质量、叶片含水量、根系含水量较PN1处理分别增加了12.44%、1.13%和0.42%。与NS处理相比,PN1和PN2处理叶片光合速率分别提高了34.08%和40.82%,蒸腾速率分别提高了23.90%和18.86%,PN1和PN2处理还显著提高了叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,使丙二醛（MDA）含量分别降低了28.36%和20.97%。PN2处理叶片和根系中的Na⁺含量较NS处理分别降低了36.31%和10.85%,从而降低了Na⁺/K⁺,保证了植株体内的离子平衡。研究表明,PVE及PVE纯化物在极低的浓度下具有较高的生理活性,并通过减少水分流失、促进根系生长、提高光合速率来减轻氧化损伤,同时以降低Na⁺流入的方式缓解盐胁迫对水稻幼苗的影响。     

黑果枸杞LrDREB1基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

DREB(Dehydrate responsive element binding factor)转录因子是植物非生物逆境适应中的关键调节因子,该类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,在低温、高盐等非生物逆境胁迫下,可调控下游逆境应答基因的表达,对增强植物的抗逆能力有重要作用。黑果枸杞具有极强的耐干旱、盐碱能力,为研究黑果枸杞DREB类基因在低温、盐碱响应中的功能,本研究以强抗盐灌木黑果枸杞总RNA为模板,基于前期转录组测序拼接序列,利用RT-PCR方法克隆得到一条DREB基因。该基因含有一个1116 bp的开放阅读框,编码372个氨基酸。系统进化树分析显示,Lr DREB1基因属于DREB亚家族A2组成员,与拟南芥AtDREB2B、AtDREB2E具有较高的相似性。荧光定量PCR结果显示,Lr DREB1受盐胁迫、ABA胁迫和低温胁迫诱导表达,可能参与依赖ABA的信号转导途径,调节黑果枸杞抗盐响应。本研究通过对黑果枸杞LrDREB1基因的克隆、序列分析和表达分析,为研究Lr DREB1的功能及黑果枸杞抗盐机理提供了帮助。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。     

盐碱胁迫下产ACC脱氨酶促生菌对绿豆叶片脂质代谢的影响

为探讨盐碱胁迫下产ACC脱氨酶促生菌对绿豆叶片脂质代谢的影响,采用液相色谱质谱联用技术分析盐碱胁迫下接种产ACC脱氨酶促生菌（DQJC1）后绿豆叶片内脂类代谢产物的变化。结果表明：盐碱胁迫下接种DQJC1可以促进绿豆生长,显著提高了绿豆植株的株高（34.87%）、地上部鲜质量和干质量（44.07%和46.43%）、地下部鲜质量和干质量（30.56%和23.68%）及叶绿素含量（41.61%）。同时在绿豆叶片中共筛选到61个具有显著性差异的代谢产物,其中包括32种甘油磷脂类、14种固醇类、4种甘油糖脂类、3种鞘脂类和8种其他脂类;其中上调的代谢物主要为甘油磷脂（PC、PG、LPC、PI、PE、LPG）、甘油糖脂（SQDG47∶11）及鞘脂（CerG1d18∶2/16∶0+O）,下调的代谢物主要为固醇（TG）,甘油糖脂（SQDG：16∶0/16∶0）及鞘脂（CerG1d34∶2+O）。KEGG通路富集分析发现筛选出的差异代谢物中有6种代谢物被富集到9条代谢通路中,包括甘油磷脂代谢通路、甘油脂代谢通路、自噬性溶酶体代谢通路、糖基磷脂酰肌醇代谢通路、醚脂质代谢通路、亚油酸代谢通路、磷脂酰肌醇代谢通路、α-亚油酸代谢通路和花生四烯酸代谢通路。