低温胁迫下小麦幼穗中差异表达蛋白质的鉴定

为探究低温胁迫下小麦幼穗中胁迫响应差异表达蛋白,采用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳及质谱技术,以低温敏感品种SW601和低温不敏感品种陇麦157为材料,对常温生长、0℃低温胁迫12h和72h的幼穗全蛋白进行了分析。结果表明,在pH 4~7时,SW601和陇麦157各处理幼穗蛋白图谱中均可重复检测到800~900个有效蛋白质点;低温胁迫12h、72h后,SW601和陇麦157中上调表达的蛋白点分别有120个和101个,下调表达的蛋白点分别有92个和60个。对2种胁迫处理下均差异表达且Ratio2的54个蛋白点进行质谱分析,成功鉴定出43个差异蛋白。经数据库搜索匹配和蛋白质鉴定,这43个差异蛋白分别属于胁迫应激/防御相关蛋白、光合作用蛋白、蛋白代谢相关蛋白、碳水化合物代谢相关蛋白、信号传导相关蛋白、能量产生和运输相关蛋白和未知功能蛋白等7类蛋白。其中,抗坏血酸过氧化物酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶和胚胎后期发育富集(LEA)同源蛋白14-A等蛋白的表达量在低温不敏感材料陇麦157中变化显著,而在低温敏感材料SW601中没有表达,这可能与小麦幼穗在低温逆境下的代谢调控和低温敏感特性有一定关系。     

干旱胁迫下小麦幼苗基因表达谱的cDNA AFLP分析

为了分离和识别小麦抗旱相关基因,给小麦抗旱节水育种提供依据,以既抗旱又具备高水分利用效率的新疆春小麦主栽品种新春6号为材料,采用cDNA-AFLP技术,分析了小麦在两叶一心期干旱胁迫条件下的诱导表达基因。通过253对引物组合的筛选,共得到748个干旱胁迫特异上调表达的转录衍生片段(TDF)。对其中22条片段进行克隆、测序、Blastx比对和功能分类分析的结果表明,有18个TDFs所推导的蛋白质序列与NCBI已有序列同源,功能涉及逆境胁迫反应、发育、信号转导、抗病蛋白、跨膜转运、能量代谢等方面;有4个TDFs在NCBI找到同源序列,但功能未知。     

旱涝急转对不同花生品种生理生化指标的影响

为探讨旱涝急转对花生生理生化的影响,以不同旱涝耐性的3个花生品种中花8号（抗旱）、豫花15（耐涝）和湘花2008（旱涝兼耐）为材料,进行不同梯度的先旱、后涝连续处理,比较不同花生品种的叶片相对含水量,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及丙二醛（MDA）含量的变化情况。结果表明,在旱、涝急转的胁迫过程中,干旱对叶片相对含水量的影响甚于湿涝。一定强度的旱或涝胁迫总体上均可使花生叶片的4种抗氧化酶POD、SOD、CAT、GR活性提高,随着胁迫的加深活性降低,复水后活性回落至对照水平,且旱甚于涝。MDA含量总体变化趋势是干旱胁迫下各品种花生叶片中MDA含量有所升高,并于复水解除干旱胁迫后恢复至对照水平;而湿涝处理阶段,MDA含量呈直线上升趋势,在胁迫解除后有所降低。中花8号、豫花15、湘花2008等3个花生品种具有显著不同的水分适应性,中花8号抗旱性更强而耐涝性较弱,豫花15抗旱性较弱而耐涝性强,湘花2008抗旱性中等而耐涝性更强,为水分广适性品种。     

外源钙对盐胁迫下玉米幼苗不同器官离子含量的影响

以郑单958为试验材料,采用水培法研究盐胁迫下外源钙对玉米幼苗根、生长叶、成熟叶叶鞘和叶片生长的影响及K+、Na+、Mg2+、Ca2+含量,探讨盐胁迫下外源钙对玉米幼苗不同器官离子含量的影响。结果表明,外源钙可缓解盐胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,促进干物质积累及根冠比的增加。外源钙可明显降低根系对Na+的吸收量,减少Na+向地上部的运输量;增加对K+、Mg2+、Ca2+的吸收量和运输量;降低盐胁迫下玉米幼苗各器官Na+/Ca2+值、Na+/K+值,表明Ca2+可改善玉米幼苗体内的离子平衡,缓解盐胁迫造成的伤害。     

小麦籽粒清蛋白和球蛋白表达对干旱胁迫的响应

为了解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆期蛋白表达的影响,以强筋优质小麦品种藁城8901为材料,采用双向电泳以及质谱鉴定分析了干旱胁迫和正常生长条件下成熟籽粒清蛋白和球蛋白表达谱的差异。结果表明,与正常生长条件相比,干旱胁迫后,小麦籽粒出现130个差异蛋白质点。通过MALDI TOF-TOF质谱鉴定和数据库搜索,最终成功鉴定出57个差异蛋白,其中上调表达29个,下调表达19个,特异表达7个,沉默表达2个;涉及ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、α-淀粉酶抑制剂、过氧化还原酶、β-淀粉酶、二硫键异构酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂、超氧化物歧化酶等13种蛋白质,其中代谢类10个,能量类2个,蛋白质加工和储藏6个,病害防御相关17个,转录1个,功能未知和假定蛋白21个。说明干旱胁迫影响小麦籽粒灌浆期的多个代谢途径,进而影响小麦产量和品质。     

小黑麦萌发期耐盐性评价

为了解不同基因型小黑麦萌发期的耐盐能力,以87份小黑麦品种(系)为材料,分析了不同浓度NaCl溶液(100～250mmol·L-1)处理后小黑麦种子萌发的变化。结果表明,200～250mmol·L-1 NaCl对小黑麦种子萌发影响显著。在200mmol·L-1 NaCl胁迫下,可以鉴别不同小黑麦材料的耐盐性差异。利用200mmol·L-1 NaCl胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗干重的耐盐系数进行聚类分析,87份材料中,耐盐性较强的材料有32份,中间型有14份,盐敏感型41份。     

高温胁迫下油菜素内酯对水稻幼苗的保护作用

以两个籼稻材料082（耐热型）和协青早B（热敏型）为研究对象探讨高温胁迫下油菜素内酯（BR）对水稻秧苗的保护作用。在苗期进行高温和喷施BR处理,观察高温胁迫下BR对叶绿素、蛋白质和MDA含量、电解质外渗率和保护酶（SOD、POD）活性及其同工酶表达等的影响。结果表明,高温胁迫下,喷施BR能明显提高热敏型材料协青早B的叶片叶绿素和蛋白质含量,增加SOD和POD活性,降低叶片MDA含量和电解质外渗率,但对耐热型材料082的影响相对较小。经BR处理后两个材料的POD同工酶谱带表达均明显增强。在高温胁迫下,BR处理减弱了耐热材料082的4条SOD同工酶谱带的表达,但明显增强了热敏感材料协青早B的A、B两同工酶谱带的表达,表明BR能够增强稻苗内活性氧保护酶系统的活性或诱导其表达,能有效减轻高温对秧苗的伤害。BR处理后稻苗对高温的应答机制,在温敏性不同的材料间存在差异。     

磷水平对杂交水稻及其亲本根系酸性磷酸酶活性的影响

为了解优良亲本和杂交组合的磷营养遗传特性,以7份亲本及其4个组合为材料,采用水培试验研究了不同磷水平对水稻亲本及其杂交组合根系酸性磷酸酶(APase)活性的影响。在低磷条件下,磷低效型保持系材料Ⅱ-32B的APase活性较对照增加不显著,而磷高效型保持系材料D62B和D83B则通过显著提高根系APase活性增强了对磷胁迫环境的适应性。磷高效型恢复系材料R892和R527在分蘖期和孕穗期的APase活性均较对照显著提高,而磷低效型恢复系材料R549和R781除在分蘖期APase活性增加明显外,在孕穗期和灌浆期APase活性与对照差异不显著。不同亲本配制的杂交稻在低磷水平下,根系APase活性增加的幅度有所不同。磷低效型杂交组合Ⅱ优549分蘖期、孕穗期和灌浆期根系的APase活性在不同供磷水平下差异不显著;磷高效型杂交组合D83A/R527在低磷水平下3个时期APase活性均明显提高。由磷低效型保持系材料Ⅱ-32B与磷低效型恢复系材料R549配制的Ⅱ优549,根系APase活性受低磷胁迫增幅不大;磷高效型保持系材料D83B与磷高效型恢复系材料R527配制的D83A/R527,根系APase活性在低磷水平下上升显著;磷低效型保持系材料Ⅱ-32B与磷高效型恢复系材料R892配制的Ⅱ优892,以及磷高效型保持系材料D62B与磷低效型恢复系材料R781配制的D62A/R781,受低磷胁迫时根系APase活性上升幅度介于磷低效组合Ⅱ优549和磷高效组合D83A/R527之间。     

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。     

孕穗期冷水胁迫对寒地水稻干物质生产的影响

以黑龙江省30份主栽水稻品种或品系为试材,在孕穗期设置17℃冷水灌溉处理(20d),以常规栽培管理为对照,分析冷水胁迫对水稻干物质生产的影响。结果表明,冷水胁迫导致所有试材每穴实粒数、结实率、千粒重和产量下降,并根据相对结实率将试材耐冷性分为1、3、5、7和9级,以7和9级最多,1级最少,分别占总材料的30%和10%。在冷水处理下,全部材料抽穗期至成熟期干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比、收获指数、叶面积指数、剑叶叶基角、剑叶和倒2叶与倒3叶披垂度均下降,但高效叶面积率增加。相关分析表明,冷水处理的相对结实率与收获指数(r=0.96**)、产量(r=0.91**)、粒叶比(r=0.84**)和干物质积累量(r=0.48**)的冷水反应指数(CRI)呈极显著正相关,与群体生长率(r=0.44*)、净同化率(r=0.44*)和干物质积累比例(r=0.43*)的CRI显著正相关。综上,孕穗期冷水胁迫对水稻干物质生产的影响在品种间存在很大差异,在冷水胁迫下耐冷性极强品种(系)干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比和收获指数对冷水反应迟钝,这是耐冷性极强品种(系)保持较高产量的重要形态特征和生理原因。