镉对紫茉莉叶片蛋白质·脯氨酸和抗氧化酶活性的影响

[目的]了解镉诱导的植物生理生化变化。[方法]采用盆栽试验,以氯化镉配制土壤镉含量分别为1、5、10、25、50、100 mg/kg干土,以不加镉处理作为对照,研究镉处理20 d对80 d龄紫茉莉叶片叶绿素、蛋白质、脯氨酸含量和抗氧化酶活性的影响。[结果]随着镉处理浓度的增加,紫茉莉叶片总叶绿素和蛋白质含量、硝酸还原酶活性降低,叶绿素a/b值和脯氨酸含量升高。过氧化物酶活性随着镉处理浓度的增加而增加,可作为指示重金属植物毒性的一种生物指标。在较低浓度镉处理下,抗氧化酶活性随镉处理浓度的增加而增加,谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶在25 mg/kg镉处理下活性最高,而超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶在50 mg/kg镉处理下活性最大,但在100 mg/kg镉处理下,这4种酶的活性都明显回落,过氧化氢酶活性甚至低于对照。[结论]抗氧化酶是紫茉莉抗氧化防御系统的重要组成部分,能有效降低氧化胁迫对植株造成的伤害。     

耐盐西瓜砧木筛选及其耐盐机理的研究

通过NaCl处理筛选出了适合保护地栽培的耐盐西瓜砧木,并对其耐盐机理进行了研究。结果表明,三丰付子瓜、北京极早冬瓜等砧木最耐盐,可耐受300mmol/L的浓度,韩育瓠子瓜等品种不耐盐;高盐胁迫下,细胞膜结构破坏,质膜透性增加,相对电导率均大幅度提高;细胞的膜脂过氧化程度明显加剧,丙二醛(MDA)含量显著增加;植物体内过氧化物酶(POD)活性增强,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;同时,盐处理后植物体内游离脯氨酸含量增加,无盐及盐胁迫下,耐盐品种均高于盐敏感品种。     

NaCl胁迫对向日葵幼苗生长发育的影响

[目的]探讨不同浓度NaCl对向日葵幼苗生长和生理活性的影响,为盐碱地向日葵栽培提供理论依据。[方法]以向日葵矮大头567DW为材料,采用水培的方法,研究不同NaCl浓度(0、0.06、0.12、0.18、0.24mol/L)对向日葵幼苗生长状况及生理活性的影响。[结果]随着NaCl浓度的升高,向日葵幼苗的形态指标均呈下降趋势,叶片丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,脯氨酸(Pro)含量和过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降趋势。在NaCl浓度为0.12mol/L时植株Pro和POD活性最高。[结论]矮大头567DW型向日葵临界耐盐浓度为0.12mol/L左右。     

干旱、盐胁迫下LaCl_3和CPZ对稻苗脯氨酸积累的影响

干旱、盐胁迫下水稻幼苗丙二醛 (MDA)含量增加、质膜透性增大 ,同时脯氨酸 (Pro)积累 ;以质膜 Ca2 通道阻断剂 L a Cl3 和钙调素 (Ca M)拮抗剂氯丙嗪 (CPZ)对水稻幼苗预处理以阻碍 Ca2 / Ca M信使传导后 ,加剧逆境下 ,水稻幼苗 MDA含量的增加、质膜透性的增大和 Pro积累 ,且 Pro含量与MDA含量和质膜透性呈极显著正相关。表明干旱、盐胁迫下阻碍 Ca2 / Ca M信使传导后 ,水稻幼苗Pro积累加剧 ,Pro积累的多少 ,可反映水稻幼苗的伤害程度。     

两种水生园艺作物对铝胁迫的生理响应

为了研究豆瓣菜、大聚藻2种水生园艺作物响应铝胁迫的机制及耐铝能力,通过盆栽试验,研究了不同浓度铝处理(0,300,600,900,1 200 mg/kg)对豆瓣菜、大聚藻生长及生理特性的影响。结果表明,Al3+为300 mg/kg处理下,豆瓣菜根长、地下部干质量均达最大峰值,大聚藻根长及地上部干质量与对照差异不显著;梯度铝处理下,豆瓣菜地上部分干质量、根系活力呈下降趋势,大聚藻铝处理则各组差异不显著。对生理指标的进一步研究发现,随土壤Al3+浓度的增加,豆瓣菜膜脂伤害指标丙二醛(MDA)含量呈升高趋势,可溶性蛋白含量(Pr)、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升后降的趋势,脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈降低趋势。大聚藻除Pr含量呈升高趋势,SOD含量呈先升后降趋势外,其他指标与豆瓣菜各生理指标变化趋势相似。综合各指标可知,低浓度的Al3+(300 mg/kg)处理下,豆瓣菜生长指标所受促进作用较大聚藻明显,随Al3+浓度的升高,铝对豆瓣菜根长、干质量、叶绿素含量的促进作用逐渐消失,抑制作用较大聚藻也更明显,即豆瓣菜较大聚藻表现出对铝的敏感性。铝胁迫下,二者生理变化有所差异,但从生长指标上看都表现出对铝胁迫较好的耐受性。     

DREB1B基因在转基因小麦后代的稳定表达

本研究对基因枪导入了pBAC128F/R质粒(含有玉米Adh1内含子1的CaMV35S启动子驱动的bar基因作为选择标记,以来自拟南芥菜逆境诱导表达类型--亲水蛋白rd29b基因的启动子驱动脱水应答转录因子DREBIB基因的逆境诱导表达类型质粒)的T4代转基因小麦进行了稳定表达研究.PCR、PCR-Southem和Southern杂交分析表明,外源转录因子DREBlB基因已稳定整合到转基因株系的基因组中.半定量RT-PCR结果表明,部分转基因株系的DREB1B基因的相对表达量有所增强.叶片除草剂抗性检测结果显示有8个转基因株系可抗到150 mg/L.叶片脯氨酸含量测定结果表明,有4个株系(编号为1,18,30和76)的脯氨酸含量提高幅度较大,同一株系,干旱与未干旱处理相比,脯氨酸含量提高了3～5倍.干旱处理后的转基因植株与非转基因植株相比,脯氨酸含量高2～3倍.在干旱条件下,T4代田间小区产量统计数据分析结果表明,有4个转基因株系(编号为30,51,70和76)的产量与非转基因植株相比有显著增加.研究表明,利用逆境诱导型rd29b基因的启动子来增强外源DREB1B基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性.     

普通菜豆PvP5CS2基因对逆境胁迫的应答

为了探索逆境条件下脯氨酸积累的分子遗传机理, 改善作物的抗逆能力, 应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和水杨酸法分别检测干旱、高盐(200 mmol L^-1 NaCl)和冷(4℃)胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中脯氨酸合成酶基因PvP5CS2表达量和脯氨酸含量的变化。结果显示, 3种胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中PvP5CS2的转录水平快速上升, 干旱处理4 d, 叶中PvP5CS2表达量达到最大值; 高盐处理下, 叶和根中PvP5CS2的表达高峰分别出现在2 h和6 h; 冷胁迫下, 叶和根中的表达高峰都出现在2 h; 随着胁迫时间的延长, PvP5CS2基因的转录水平逐渐下降。普通菜豆在逆境胁迫下, 幼苗叶和根中脯氨酸大量积累, 积累高峰出现在PvP5CS2基因表达高峰之后。这些结果说明, PvP5CS2基因的表达受干旱、高盐和冷胁迫诱导, 脯氨酸积累受PvP5CS2基因转录水平的调控。PvP5CS2基因在洋葱表皮细胞中的瞬时表达结果显示PvP5CS2蛋白定位在细胞核和膜上。     

低温胁迫对三种冷季型草坪草脯氨酸含量及膜透性的影响

采用5℃、-5℃和-10℃的低温胁迫处理紫羊茅、优异和抢手股等三种冷季型草坪草,以电导法测定叶片膜透性、茚三酮比色法测定叶片脯氨酸含量,分析二者在低温胁迫下的变化规律。结果表明,三种低温胁迫使三种草坪草叶片内脯氨酸含量均有极显著的增加,5℃和-10℃胁迫下,增加量为抢手股最高,紫羊茅和优异接近,-5℃胁迫下增加量为抢手股>优异>紫羊茅,且相互间没有显著差异,-10℃的胁迫没有高于而是显著低于-5℃的胁迫,并与5℃相近。低温胁迫下膜透性的增加表现为紫羊茅<抢手股<优异,而且胁迫的温度越低,膜透性越高,但5℃的低温对紫羊茅没有造成显著的膜透性增加。     

碱胁迫对水稻叶绿素及叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响

通过对沙培的4.5叶龄水稻幼苗进行5个浓度的Na₂CO₃+NaHCO₃碱胁迫处理,胁迫20d后,调查顶端叶片相对含水量、叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量。结果表明,随碱浓度增加叶片相对含水量先升后降;叶绿素a、b含量及叶绿素a/b为下降趋势;脯氨酸、可溶性糖含量先降后升;可溶性糖与脯氨酸含量二者具有显著相关性。碱胁迫后,对叶绿素a含量的影响较大,叶绿素b含量相对稳定;水稻通过可溶性糖含量的变化调节顶端叶片含水量及脯氨酸含量,以提高自身的抗逆性和保持新生叶片的活性。     

甘蓝型油菜脯氨酸合成相关同源基因的进化和差异表达分析

以异源四倍体甘蓝型油菜(Brassica napus)及其二倍体祖先白菜(B.rapa)和甘蓝(B.oleracea)为对象,研究了脯氨酸合成途径关键酶基因P5CS和OAT的进化命运以及各自不同祖先来源的同源基因的差异表达情况。序列比对和进化分析表明,甘蓝型油菜中P5CS基因和OAT基因和其二倍体祖先的相对应基因高度同源;进化上,和二倍体亲本相比甘蓝型油菜P5CS2基因发生了1个拷贝的丢失,而OAT基因没有基因丢失现象;半定量RT-PCR结果表明,甘蓝型油菜中来自二倍体亲本白菜和甘蓝的P5CS2和OAT同源基因在所有检测器官中均表达,没有发生基因沉默;但是它们可能发生了亚功能化,不同祖先来源的2个P5CS2同源基因存在较弱的偏向性表达,不同器官的同源基因表达模式稍有不同;而OAT基因明显偏向于表达来自于甘蓝祖先的同源基因,OAT的2个同源基因的不同器官表达模式基本一致;盐胁迫处理后,来自于甘蓝的BnaC.P5CS1.d表达量显著高于来自于白菜的Bna A.P5CS1.a,表明盐处理条件下甘蓝型油菜偏向性表达BnaC.P5CS1.d。甘蓝型油菜的脯氨酸合成基因Bna A.P5CS1.a、BnaC.P5CS1.d及Bna A.P5CS2.a、BnaC.P5CS2.c的盐诱导表达模式均基本保持了亲本来源基因的特征。以上结果表明,与二倍体祖先相比,甘蓝型油菜中脯氨酸合成基因序列和表达模式均存在高度保守性,这可能说明了脯氨酸积累在进化上对植物的有利性。