木薯种茎离体脱水胁迫下生理生化响应研究

木薯是热带和亚热带地区重要的粮食和经济作物。木薯种茎是目前唯一的繁殖方式,然而采收后木薯种茎如何应对脱水胁迫及糖代谢基因的表达尚不清楚。本研究通过检测对照组和保水处理组的木薯种茎在采后不同时间点水分和糖分的含量变化来探究离体条件下木薯种茎内糖类发挥的作用。通过检测糖类代谢相关基因的表达来解析不同糖分间的代谢关系及离体种茎的活性状态。结果表明,在保水处理组中随着采后时间的延长,种茎中的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量先降低后升高,而海藻糖含量变化正好相反。同时,保水处理组的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量显著高于对照组,而海藻糖含量显著低于对照组。qPCR分析发现,严重的脱水胁迫显著地提高了糖酵解基因的表达。这些结论表明,脱水胁迫显著影响木薯茎中糖类的相互转化。推测脱水胁迫前20 d通过合成海藻糖来响应脱水胁迫,在20~30 d则通过分解海藻糖为木薯种茎提供必要的能量物质。同时本研究通过甘油处理提高了木薯种茎的贮藏时间,为木薯种茎的贮藏提供新的方法。     

辣椒几丁质酶类基因家族的全基因组鉴定和表达特征分析

几丁质酶（chitinase, EC 3.2.1.14）是一种降解几丁质的糖苷酶,在植物应对非生物和生物胁迫中起重要作用。本研究对辣椒几丁质酶类（Capsicum annuum chitinase-like, CaCTL）基因家族成员进行了全基因组注释、进化分析和基因表达模式分析。从最新的辣椒基因组数据库中鉴定出31个CaCTL成员。根据系统发育进化树将这些成员分为GH18和GH19亚家族,并进一步分为5个亚类（Ⅰ~Ⅴ类）。保守基序分析结果表明,每个亚类中的成员存在功能相关性。对辣椒、矮牵牛以及番茄的CTL基因家族成员同源性分析表明,在矮牵牛和番茄中分别有7个和11个辣椒CaCTL的同源基因。通过qRT-PCR分析发现,在正常环境生长的辣椒植株中,64.2%的GH18亚家族的CaCTL成员表达水平很低,有64.7%的GH19亚家族成员在不同组织中存在差异表达。顺式作用元件分析表明,CaCTL成员启动子区域存在许多激素反应以及生物和非生物应激相关元件。当植物遭受不同的非生物胁迫时,qRT-PCR结果显示,多数CaCTL成员表达上调。当植物遭受高温干旱条件时,多个CaCTL成员的表达上调明显。上述结果丰富了CTL基因家族进化的研究,为探索CaCTL成员的功能提供了数据基础。     

番木瓜干旱胁迫相关CpDHN1基因的克隆与分析

番木瓜（Carica papaya L.）隶属于番木瓜科番木瓜属,是一种营养价值高的热带果树,广泛种植于热带和亚热带地区。作为全年结果的典型热带作物,番木瓜易受寒害、旱害等非生物胁迫的影响。然而,目前有关番木瓜的抗逆研究主要集中于导致绝产的病毒病,鲜见针对非生物胁迫的报道。脱水素又名第二类胚胎发育晚期丰富蛋白,属于亲水性高、富含甘氨酸、复杂度低的非结构蛋白,因其与生物的抗逆性密切相关而受到广泛关注。为解决番木瓜生产在地域上的局限性,并进一步提高其品质和产量,积极筛选和鉴定参与非生物胁迫响应的关键基因具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于转录组获得的CpDHN1转录本序列,以‘台农二号’番木瓜组培苗叶片为材料,提取总RNA进行反转录,结合RT-PCR技术克隆了该基因636 bp的全长编码区序列,在此基础上对其进行序列、表达特性以及原核表达分析。结果显示,CpDHN1编码211个氨基酸,其理论分子量为24.09 kDa,等电点为5.05,总平均疏水指数为-1.584,不稳定系数为66.51,属于不稳定、高度亲水的细胞核定位蛋白。CpDHN1蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和丝氨酸,含有3个保守区域,即2个K片段和1个S片段,符合脱水素蛋白的基本结构特征,属于SK_n型脱水素。生物信息学分析表明CpDHN1无跨膜螺旋,其二级结构中以α-螺旋结构占主导。表达分析显示,该基因在根、叶片和韧皮部树液中均有表达,且其表达水平受干旱胁迫调控。同源分析表明,CpDHN1与拟南芥AtLEA4序列相似性最高,为46.8%,而与番木瓜中已报导的另一个脱水素CpDHN的相似性仅为19.4%。研究还构建了CpDHN1的原核表达载体,根据SDS-PAGE结果,CpDHN1在40 kDa处有条中强度的诱导条带,而在55 kDa处有条高亮的诱导条带,可能与其无规结构有关。这些结果为进一步的功能分析与应用奠定了坚实的基础。     

淡水淹水胁迫对桐花树幼苗生长及生理特征的影响

为探究红树植物桐花树在淡水环境中的耐淹能力,采用不同水位的淡水对桐花树进行模拟淹水栽培试验,通过了解其生长及生理生态特征,分析桐花树在淡水中的生长状况,为桐花树在城市淡水河流、湖泊以及人工湿地中的应用提供参考依据.以正常泡水为对照,模拟淡水轻度、中度、重度淹水胁迫60 d,观察桐花树形态特征、苗高、地径、生物量以及生理...     

NaCl胁迫对油茶幼苗生理特性的影响

探究NaCl胁迫对油茶幼苗生理特性的影响,为提高油茶种苗耐盐能力和耐盐栽培提供理论依据。以18月生盆栽油茶幼苗为研究材料,考察不同浓度(0、100、200、400和800 mmol/L) NaCl胁迫对其生长、质膜透性、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛(MDA)、SOD和POD活性及离子吸收与分配的影响,分析油茶幼苗耐盐性能。结果表明,不同NaCl浓度对油茶幼苗生长有不同的影响,较低浓度NaCl处理的油茶幼苗株高增加量、全株干质量、根冠比均增加,高浓度NaCl处理的株高增加量和全株干质量显著下降;随着NaCl浓度增加,油茶幼苗的可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、H_2O_2含量、质膜透性和SOD、POD活性均呈增加趋势,相对含水量则呈先升高后降低的趋势。NaCl胁迫下,油茶幼苗积累了大量Na~+,不同部位Na~+含量表现为叶茎根;根和茎中K~+含量呈先降低再增加趋势,叶片中K~+积累较高,而Ca~(2+)仅在100、200和800 mmol/L NaCl处理下的茎中含量比CK高。轻度盐胁迫(100 mmol/L NaCl)下,油茶幼苗株高增加量、全株干质量、根冠比、相对含水量、可溶性糖含量增加,叶片SOD、POD活力增强,叶片中K~+含量大幅提高,进而抵御盐胁迫对幼苗的伤害,维持植株的正常生长。油茶幼苗对较低浓度的NaCl胁迫有一定耐受能力。     

柱花草磷饥饿响应基因SgPHR1和SgPHR2的克隆与表达分析

低磷胁迫是限制作物生长和产量的重要因素之一。磷饥饿响应因子PHR（phosphate starvation response）是植物磷信号调控网络中的关键因子,具有调控植物磷平衡的生物学功能。本研究在柱花草（Stylosanthes guianensis）中克隆到转录因子SgPHR1和SgPHR2基因。SgPHR1和SgPHR2基因cDNA全长分别为1413 bp和849 bp,编码470和282个氨基酸残基,蛋白分子量分别为51.4 kD和30.9 kD。SgPHR1和SgPHR2均为SANT家族成员,包含MYB蛋白结构域和CC蛋白结构域,并具有多个潜在的磷酸化位点。亚细胞定位预测表明,SgPHR1和SgPHR2均定位于细胞核中。实时定量PCR结果表明,SgPHR1基因在柱花草根和叶中的表达量高于茎中的表达量,而SgPHR2基因在叶中表达量显著高于根和茎。缺磷（-P）和缺氮（-N）处理均显著增强了SgPHR1和SgPHR2在柱花草根中的表达。不同缺磷时间处理结果进一步表明了SgPHR1和SgPHR2在转录水平上响应低磷胁迫,暗示SgPHR1和SgPHR2可能参与了柱花草对低磷胁迫的应答。本研究结果为解析柱花草响应低磷胁迫的分子机制提供了候选基因。     

盐胁迫对罗汉果幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响

为揭示罗汉果幼苗对盐胁迫的响应,研究了不同浓度NaCl溶液胁迫处理罗汉果幼苗后其生长和叶绿素荧光参数的变化.结果 表明,随着盐胁迫浓度的升高,罗汉果幼苗茎叶、根系质量,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量逐渐减小,相对电导率逐渐增加.40 mmol/L以上浓度盐胁迫下茎叶鲜质量及叶绿素含量显著低于对照.随着盐胁迫浓度的...     

局部高浓度硝酸盐供应对玉米根系 形态及氮累积的影响

以郑单958和鲁单981为研究对象,进行水培分根试验,在正常供水和水分胁迫条件下,分别以均匀低浓度硝酸盐处理主根和种子根(LPR-LSR)、局部高浓度硝酸盐处理主根（HPR-LSR）和局部高浓度硝酸盐处理种子根（LPR-HSR）,测定分析根系形态、生物量以及氮含量。结果表明：与氮低效鲁单981相比,氮高效郑单958具有较高的主根根长、根表面积、根系生物量、地上部生物量和氮累积量。水分胁迫条件下,郑单958和鲁单981的主根的根长、根表面积、根体积、地上部生物量和氮累积量总体上均低于正常水分条件。玉米主根和种子根对局部高浓度硝酸盐的反应存在差异。与均匀低浓度硝酸盐处理相比,局部高浓度硝酸盐处理促进正常水分条件下主根和种子根根系的生长,尤其是根长和根系表面积;在正常水分条件下,主根根长和根系表面积增加幅度范围为6.8%~27.3%和1.9%~21.9%,除HPR-LSR处理条件下的郑单958外,种子根根长和根系表面积增加幅度范围为30.4%~92.7%和10.5%~135.1%;在水分胁迫条件下,主根根长和表面积增加幅度范围为24.6%~152.9%和62.1%~229.9%,然而种子根根长降低了10.0%~29.9%,表明水分胁迫会影响种子根对高浓度硝酸盐的响应。除水分胁迫条件下LPR-HSR处理外,局部高浓度处理可同时增加两侧根系的生物量和氮累积量。无论是正常供水还是水分胁迫,与LPR-LSR处理相比,局部高浓度硝酸盐供应均能够增加地上部生物量以及氮累积量,在LPR-HSR处理条件下,增加幅度范围分别在35.0% ~107.9%和162.9%~291.1%,在HPR-LSR处理条件下分别为56.7%~109.4%和204.1%~377.0%,HPR-LSR处理条件下增加幅度较大,表明在氮素非均匀分布环境中,当主根处于高浓度硝酸盐区域时将会更显著促进生物量的增加和氮累积。     

干旱胁迫对不同根型苜蓿内源激素含量的影响

为探究不同根型苜蓿在不同生长年限的抗旱性与内源激素间的关系,采用高效液相色谱法测定根茎型、直根型、根蘖型苜蓿播种当年及生长第2年在干旱胁迫后地上与地下部内源激素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）含量。结果表明,随干旱胁迫加剧,播种当年及生长第2年,根茎型、直根型和根蘖型苜蓿地上、地下部IAA和ZT含量显著降低,相比CK,IAA的年均降幅分别为50.09%、36.52%、49.15%和58.17%、53.42%、56.62%,ZT的年均降幅分别为38.11%、52.57%、36.18%和43.86%、63.94%、54.17%。ABA含量显著升高,随生长年限延长增幅降低,种植当年及生长第2年的增幅分别处于62.50%～358.82%和19.70%～85.19%之间;而GA₃含量在播种当年显著下降,生长第2年中、重度胁迫下达到峰值。相比CK,播种当年地上、地下部GA₃/ABA、IAA/ABA、（IAA+GA₃+ZT）/ABA比值及干质量随胁迫加剧呈下降趋势;生长第2年...     

油菜苗期抗旱性鉴定及抗旱指标评价

为提高油菜苗期抗旱性鉴定效率,筛选抗旱优异种质,以具有代表性的79份油菜为研究材料,通过PEG 6000模拟干旱胁迫和盆栽苗期干旱存活率试验,分析油菜苗期在干旱胁迫下鲜重、干重、叶面积、相对含水量和抗氧化酶活性等12个指标的变化规律,结合抗旱系数和抗旱度量值(D值)为衡量指标,对油菜材料进行了抗旱性综合评价.结果表明,...