辣椒(Capsicum annuum L.)热休克因子家族(CaHsfs)全基因组分析、表达谱分析及CaHsfA2的鉴定

背景:热休克因子(Hsf)在植物生长和防御过程中具有重要作用。辣椒(Capsicum annuum L.)是重要的蔬菜作物,其产量和质量受高温、盐渍及渗透胁迫等环境胁迫影响而严重降低。尽管辣椒基因组测序已经完成,但Hsf家族在非生物胁迫条件下的作用尚不明确。结果:通过生物信息学分析及PCR检测,在辣椒基因组中共鉴定出25个CaHsf。根据Hsf的保守结构域,CaHsf可分为3类,分别是CaHsf A、CaHsf B和CaHsf C;除第11号染色体外,该家族基因在其他11条染色体上均有分布;除CaHsf A5外,该家族蛋白均能形成蛋白互作网络。据辣椒栽培种CM334的转录组数据,大部分CaHsf基因在根、茎、叶、果皮、胎座等组织中不止一处表达。q RT-PCR表明,除耐热株系R9叶片中的CaHsfC1外,所有CaHsf均响应高温胁迫(40℃,2 h);且其表达模式与热敏株系B6的CaHsf表达模式不同。许多CaHsf也受到盐胁迫、渗透胁迫、外源Ca~(2+)、腐胺、ABA和茉莉酮酸甲酯的调控。此外,CaHsfA2定位于细胞核,且具有转录活性,具有Hsf的典型特征。随时间变化,CaHsfA2响应高温胁迫的表达谱表明,CaHsfA2在辣椒热敏株系B6与耐热株系R9中的表达模式与表达水平均不相同。结论:从辣椒基因组中鉴定了25个Hsf,多数响应高温胁迫、盐胁迫、渗透胁迫及外源物质,为进一步研究辣椒CaHsf在各非生物胁迫中的功能及相应的信号转导途径奠定了基础。     

外施γ-聚谷氨酸对蚜虫胁迫辣椒叶片叶绿素和两种氧化还原酶的分析

为探索新型无公害抗蚜方法,测试了外源施入γ-聚谷氨酸高分子聚合物的盆栽辣椒植株叶片在蚜虫胁迫后叶绿素含量、过氧化物酶、过氧化氢酶活性的变化。外施γ-聚谷氨酸的植株叶片叶绿素a和b的含量在受胁迫后随时间增加其下降趋势较对照降低;过氧化物酶和过氧化氢酶在蚜虫胁迫期间的活性较对照高。表明了外施γ-聚谷氨酸的辣椒植株叶片能够缓解由蚜虫胁迫导致的叶绿素降低的趋势并增强过氧化物酶和过氧化氢酶活性。     

不同柱花草绿肥种质磷含量差异研究

柱花草是世界热区重要的绿肥与牧草兼用的豆科作物。作为豆科绿肥,磷含量是影响绿肥品质的重要指标。本文对134份柱花草绿肥种质的磷含量进行了分析评价,结果表明,供试的134份柱花草绿肥种质有133份种质磷含量在0.3%以下,这些柱花草的磷含量达到四级有机肥磷含量标准,仅有1份柱花草种质的磷含量高于0.3%,其磷含量达到三级有机肥磷含量标准。     

高温胁迫对三叶爬山虎光合特性的影响研究

以三叶爬山虎为研究对象,采用人工气候室模拟高温环境,分析高温胁迫对三叶爬山虎的叶片含水率、叶绿素含量以及光合作用参数等指标的影响,针对高温天气在园林绿化过程中为植物管理提供参考依据。     

旱稻新品种鑫两优212芽期的耐旱性研究

利用筛选的适宜浓度PEG溶液室内模拟干旱,研究了旱稻新品种鑫两优212和旱稻对照绿旱1号、普通对照金优207等3个水稻品种对芽期干旱胁迫的响应。结果表明,在12.5%的PEG模拟干旱处理下,供试材料的萌发和苗期性状都受到了显著抑制,PEG干旱胁迫处理后成苗率、苗长、苗重及根重降幅最小的品种都是鑫两优212,分别比对照降低1%、42.8%、57.3%、6%。根据3个品种在PEG模拟干旱胁迫处理后的苗期性状表现,结合芽期耐旱系数评价,得出鑫两优212的耐旱性最高,绿旱1号其次,金优207相对最差。     

铅胁迫对国槐幼苗的耐性生理的影响

为了探讨国槐(Sophora japonica)对Pb污染土壤的耐性,采用盆栽方法研究了不同Pb含量对国槐生理指标的影响。结果表明:国槐细胞膜透性呈不断下降趋势,与对照相比差异不显著;随着Pb胁迫浓度的增加,国槐相对电导率、SOD活性抗坏血酸均呈先下降后上升的趋势,与对照处理相比差异显著,表现出一定的适应能力。为利用国槐(Sophora japonica)修复Pb污染土壤提供参考。     

干旱胁迫下‘宁玉’草莓生长发育及相关基因表达特点

为分析基因诊断草莓在干旱逆境条件下生长状态的可行性,以‘宁玉’草莓为试材,调查了不同干旱胁迫条件下的生长特点以及与生长素合成、脱落酸合成、花果发育、色素合成相关的10个基因的表达情况。研究结果表明:在不同干旱条件下草莓均可完成从营养生长到生殖生长的生命周期,所选基因也都行使并完成了其调控功能。与对照植株相比,在轻度和中度干旱胁迫(50%~65%土壤持水量)条件下,草莓植株的物候期较对照(80%土壤持水量)提早,而在严重干旱胁迫(35%土壤含水量时)条件下延缓,随着干旱胁迫条件的加重,草莓植株、叶片、果实明显变小,果实着色加深。每个基因在不同干旱条件下表达水平的变化趋势基本一致,且都与相应的物候期以及生长发育时间长短的变化情况相一致,但所选基因在几种干旱条件下其表达开始的早晚、表达水平的高低以及表达相应程度持续时间的长短存在不同。在轻度和中度干旱条件下,这些基因的表达时间提早,但持续时间较短,表达水平高于对照;而在重度干旱条件下,这些基因的表达开始的时间较对照延缓,表达水平较低但持续时间拉长。上述研究结果表明,利用基因的表达信息可以提前推断草莓植株在不同干旱条件下的生长发育状态,了解干旱胁迫对草莓生长发育的影响以及为是否需要提早采取管理措施等提供重要依据。     

不同形态硼对油菜幼苗铝毒的缓解效应及其FTIR特征分析

采用水培法,以油菜品种Cao 221167为试验材料,设置无机态硼酸(BA)和有机态山梨醇硼(SB)及不同Al~(3+)(0、100、200和500μmol L~(–1))处理,研究不同形态硼(B)对油菜幼苗铝(Al)毒的缓解作用及不同形态B之间的缓解效应差异,以及利用FTIR(傅里叶红外光谱)技术分析叶片各物质含量的变化。结果表明,Al毒胁迫下,不同形态B(BA和SB)处理,显著提高植株生物量和根系长度(0、100、200和500μmol L~(–1) Al毒胁迫下BA处理根长分别增加了52.15%、101.45%、366.70%和18.73%;SB处理分别增加了46.80%、133.98%、261.36%和10.77%),提高色素含量和SOD活性,而降低了Al含量、MDA含量和POD活性。不同形态B处理下,油菜幼苗在200μmol L~(–1) Al~(3+)处理下长势、生物量及色素含量最高。在500μmol L~(–1) Al~(3+)处理下,油菜幼苗株高、根长、总干鲜重及色素含量显著低于无Al处理;FTIR分析表明,Al毒胁迫下油菜叶片中蛋白质和低聚糖等含量明显上升,加硼明显降低了蛋白质和低聚糖的含量,且BA处理降低幅度明显高于SB处理。说明不同形态B(BA和SB)的添加均明显缓解Al毒,且BA对Al毒缓解效果优于SB,这为农业生产中施用何种硼肥来缓解Al毒起到一定的指导作用。     

陆地棉SRO基因家族的鉴定及表达分析

SRO是植物特有的类RCD-ONE蛋白家族,在植物抵御各种生物和非生物胁迫过程中具有重要的作用。本研究利用生物信息学方法从陆地棉遗传标准系TM-1(Gossypium hirsutum L.acc.TM-1)基因组中鉴定到12个SRO基因家族成员。多重序列比对及进化树分析表明,12个陆地棉SRO均含有PARP和RST结构域,聚为3类,即A、B和C亚家族。转录组数据分析表明,TM-1全基因组中的Gh_D12G1442在茎中优势表达,Gh_D05G2064在萼片和雄蕊中优势表达;Gh_A05G3788在雄蕊中优势表达,Gh_A12G1318在雄蕊和纤维中优势表达;Gh_A12G2480、Gh_D12G2608、Gh_A05G2257和Gh_D05G2516在纤维中优势表达;Gh_A08G1390、Gh_D08G1685、Gh_A12G2663和Gh_D12G2054具有较为广泛的组织表达。逆境胁迫处理试验表明,Gh_A08G1390明显受冷处理和盐处理的诱导,Gh_D12G2054、Gh_D08G1685、Gh_A12G2663基因在不同的胁迫处理下受到不同程度的诱导。     

盐胁迫对冬小麦花后抗氧化酶、渗透调节物质的影响

探究小麦花后遭遇盐胁迫下,小麦抗氧化酶、渗透调节物质的变化。本试验以‘青麦6号’、‘济麦22’为材料,以普通土壤为对照,设置2‰、4‰2个NaCl浓度盐胁迫梯度。利用土壤水分用时域水分测定仪(TDR)严格控制0~40 cm土层灌水量,获取冬小麦花后0、7、14、21、28天的小麦旗叶,测定旗叶中超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量的变化。结果表明,随盐浓度及胁迫时间的增加,叶片SOD活性、POD活性、可溶性蛋白含量不同程度的减小;MDA含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量不同程度地升高。‘青麦6号’具有较好的抗盐性,游离脯氨酸含量与小麦耐盐性呈正相关关系,SOD、POD、MDA能够作为作物抗逆性的衡量标准。