西花蓟马对高低温胁迫响应的转录组分析

为揭示西花蓟马Frankliniella occidentalis对温度的适应机制,采用高通量测序技术对低温（-13℃）、常温（26℃）和高温（40℃）胁迫1 h后西花蓟马进行转录组测序分析,筛选差异表达的unigenes,并对其进行功能注释与相关代谢通路富集分析,同时随机选择8个西花蓟马耐热性相关unigenes进行实时荧光定量（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）测定,以验证转录组测序数据的正确性。结果显示,转录组测序、组装后共获得79 516个unigenes,在NR和KEGG数据库中分别注释到28 675个和47 285个unigenes。40℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes数量最多,为333个;-13℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes最少,只有134个;40℃与-13℃温度胁迫后差异表达的unigenes为230个。差异表达的unigenes主要参与内质网蛋白合成和代谢通路等途径,其中有许多热激蛋白基因和细胞色素P450基因受到高低温胁迫后上调表达,表明这些unigenes可能参与西花蓟马应对极端温度的耐受性作用。随机筛选的8个差异表达unigenes的qRT-PCR结果与转录组测序结果一致,表明转录组数据可靠。     

昆虫共生体对不利温度的响应

昆虫及其体内所包含的共生菌组成了昆虫共生体。温度是影响昆虫及其体内共生菌最为明显的一个环境因子,不仅可以直接影响昆虫,还通过其体内的共生菌间接影响寄主昆虫。昆虫共生菌种类多样,功能不一,其对不利温度的响应具有复杂性。有些共生菌能够协助寄主昆虫抵抗不利温度,增强寄主对环境的适应性;但也有共生菌在不利温度胁迫下含量会降低甚至消失,进而导致寄主昆虫对不利温度的抵抗力下降。本文综述了蚜虫、粉虱等昆虫体内各种共生菌对不利温度的不同响应,重点探讨了共生菌在高温下对寄主昆虫的保护作用与机理,以及某些共生菌对高温敏感并削弱寄主昆虫适应性的内在原因。昆虫与其体内共生菌共同应对环境的变化,今后应当将其作为一个多生物组成的整体进行研究。     

PEG处理葡萄试管苗生理反应及叶片组织形态研究

应用不同浓度的聚乙二醇(PEG10000)处理红地球葡萄生根试管苗,在造成一定程度水分亏缺的情况下,观察葡萄试管苗的生理反应和植株生长、叶片形态解剖结构的变化。结果表明:在PEG处理下,葡萄生长发育迟滞,植株节间变短,株高变矮,但发根数量增加,根变长;新生叶片与对照比,叶片小而皱缩,气孔指数降低,上皮细胞排列更紧凑;同时葡萄试管苗脯氨酸的积累和内源ABA迅速增加。说明在一定强度的水分胁迫下,葡萄试管苗叶片的发育向增强其耐旱能力的方向进行,其渗透调节物质的积累是葡萄试管苗对长期水分胁迫的生理反应。     

MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定

从‘嘎拉’苹果中克隆了一个MYB转录因子基因(序列号:MDP0000894463)。该基因包含长为729 bp完整的开放阅读框,编码243个氨基酸,预测其蛋白质分子量为26.34 kD,等电点为9.29。系统进化树分析表明,这一MYB转录因子与拟南芥AtMYB73同源序列相似性最高,因此将其命名为MdMYB73。功能域分析表明,MdMYB73蛋白含有保守的R2R3-typeMYB绑定域。荧光定量PCR分析表明,MdMYB73在苹果的各个组织均有表达,在叶片和花中表达相对较高;MdMYB73的表达明显受盐胁迫的诱导。将异位表达MdMYB73的拟南芥幼苗进行抗盐鉴定,结果表明MdMYB73负调控拟南芥盐胁迫抗性;同时,AtSOS1,AtSOS3和AtNHX1抗盐相关基因的表达水平显著降低,表明MdMYB73可能负调控SOS反应,影响拟南芥抵抗高盐胁迫过程。将MdMYB73基因遗传转化苹果愈伤组织,抗盐表型分析表明,MdMYB73过量表达也明显降低了转基因愈伤组织对盐胁迫的抗性。     

干旱胁迫对5个种源沙柳(Salix psammophila)气体交换及水分利用效率的影响

在盆栽条件下,对5个种源沙柳进行了水分胁迫处理,在不同干旱阶段对苗木叶水势、土壤含水率、蒸腾速率、光合速率等气体交换特性及水分利用效率进行了研究.结果表明:沙柳属于亚低水势忍耐脱水耐旱树种,叶水势随土壤含水量的下降而下降,变化趋势可用双曲线方程y=a b/x(0.389 0＜a＜0.520 3,8.906 6＜b＜11.466 9)拟合,其中民勤种源沙柳的双曲线方程中b值最低,为8.91,表现出较强的耐旱特性.在正常水分供应条件下,榆林种源沙柳的光合速率为23.89 μmol/(m2·s),水分利用效率为3.44 μmol/mmol,表现出很强的光合生产能力.随着干旱胁迫的加剧,各种源沙柳苗木的水分利用效率均有不同程度增加,民勤种源沙柳的增加值最大,为0.75 μmol/mmol,表现出了较强的抵抗干旱的能力,而榆林种源沙柳对水分亏缺则非常敏感,光合速率、蒸腾速率都急剧下降.这充分表明在水分供应充足的条件下,榆林种源沙柳具有最大的光合生产潜力;而当遇到干旱胁迫时,民勤种源沙柳则表现出极强的维持体内水分平衡的能力,是5个种源中最耐旱的种源.     

DNA去甲基化参与提高白菜型冬油菜抗寒性的生理机制

利用来自不同育种环境的10份白菜型冬油菜材料,通过半致死温度的测定分析其抗寒性与环境的关系,并利用不同浓度DNA甲基化抑制剂5-azaC处理,分析DNA去甲基化对白菜型冬油菜DNA整体甲基化水平及低温胁迫下苗期生理特性的影响。结果表明,不同育种环境选育的材料,其半致死温度具有显著差异,其中材料2018-FJT、DT-7、DT-9与MXW-1的半致死温度分别为-16.04℃、-15.98℃、-15.63℃、-15.04℃;材料CT-2360、CT-2380、CT-2400、CT-2420、CT-2440、CT-2460的半致死温度分别为-11.32℃、-11.6℃、-11.42℃、-11.44℃、-12.97℃、-13.28℃。依据半致死温度,10个白菜型冬油菜抗寒性由强到弱依次为:2018-FJTDT-7DT-9MXW-1CT-2460CT-2400CT-2380CT-2420CT-2440CT-2360。抗寒性的形成与育成环境的纬度和年平均气温呈极显著正相关。选择抗寒性及产地不同的4个材料CT-2360、MXW-1、2018-FJT、DT-7进行生理测定,结果表明,1 000μmol·L~(-1) 5-azaC处理能显著抑制幼苗的根生长,4个材料的根长较对照减少93.14%～95.06%;低温下5-azaC处理对抗寒性较弱材料CT-2360幼苗的相对电导率、丙二醛含量以及强抗寒性材料DT-7幼苗的脯氨酸、可溶性蛋白含量影响最显著(P0.05);低温处理过程中,4个材料的SOD、POD、CAT活性均上升,以低温处理5d最显著(P0.05),其中2018-FJT的SOD活性增幅最高,为45.85%,DT-7的POD活性增幅最大,为460%,CT-2360的CAT活性增幅最显著,为321.02%。HPLC分析发现常温下抗寒性较弱材料CT-2360的甲基化水平为77.48%,高于其他3个抗寒性强的材料;经过5-azaC处理后发生明显的去甲基化作用,证明抗寒能力受DNA去甲基化的调控。     

花期干旱对大豆叶绿素荧光参数的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,研究大豆开花期干旱对叶片叶绿素荧光参数的影响,结果表明:大豆开花期受旱后,可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)、可变荧光与初始荧光比(Fv/F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)均降低,而ETR升高。说明光系统Ⅱ(PSⅡ)受到了伤害,使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、起光保护作用的热耗散降低,光合电子传递速率升高。花期干旱胁迫后,各参数存在基因型差异,新大豆1号在花期干旱条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多地用于光化学转化能力,抗旱能力强。因此,花期干旱胁迫下,叶绿素荧光参数(Fv/F0、Fv/Fm)变化与大豆品种抗旱性有关,利用大豆品种叶绿素荧光对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的。     

芹菜NAC转录因子基因AgNAC1的克隆及其对非生物胁迫的响应

通过RT-PCR方法,从芹菜‘六合黄心芹’和‘文图拉’中分别克隆获得编码NAC转录因子的基因AgNAC1。利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,采用荧光定量PCR技术检测基因在不同非生物胁迫下的表达水平。结果表明：‘六合黄心芹’和‘文图拉’AgNAC1开放阅读框长度均为957 bp,编码318个氨基酸,其蛋白质相对分子量分别为36.89和36.77 kD,理论等电点分别为5.94和5.78。AgNAC1蛋白与不同植物中NAC家族成员同源性比对和进化树分析表明,其与胡萝卜DcNAC属于同一个分支,进化距离最近。蛋白功能域预测显示,AgNAC1有多个α螺旋和β转角二级结构单元。荧光定量PCR结果表明,AgNAC1在芹菜叶中表达量最高,具有组织特异性,同时对高温、低温、干旱和盐胁迫均有响应。‘六合黄心芹’中AgNAC1的表达水平在高温处理24 h达到最高。‘文图拉’中AgNAC1的表达水平在高温、低温及盐处理后2 h和8 h高于对照,呈现先下降后上升的趋势,在干旱处理4 h时表达水平最高。     

不同苹果砧木组培苗抗旱性的比较研究

【目的】为了提供苹果耐旱育种及栽培材料,【方法】以5种苹果砧木组培苗为试材,PEG-6000作为胁迫剂,模拟室外干旱进行处理,运用模糊隶属函数抗旱性综合分析,比较了5个苹果砧木组培苗的耐旱性。【结果】结果表明,在PEG-6000胁迫条件下,不同苹果砧木的叶绿素含量总体均呈下降趋势,叶片的相对电导率和MDA含量随PEG-6000胁迫质量分数的升高逐渐升高。在整个胁迫过程中,各苹果砧木组培苗叶片内蛋白质含量随胁迫质量分数的升高而增大。SOD活性随PEG-6000胁迫质量分数的升高呈先升高后下降趋势,且在20%PEG-6000胁迫条件下SOD活性达到了最大。POD活性随胁迫质量分数的升高呈现出逐渐升高的趋势。【结论】5种苹果砧木的抗旱性顺序依次为:新疆野苹果>平邑甜茶>八棱海棠>‘M26’>‘M9’。     

干旱胁迫对地被菊膜脂过氧化和抗氧化酶活性的影响

为研究地被菊的抗旱能力,用盆栽控制浇水模拟干旱的方法,研究不同程度干旱胁迫下地被菊膜脂过氧化和抗氧化酶活性的变化。结果表明:在轻度干旱胁迫下地被菊质膜透性和丙二醛含量变化不显著,随着干旱胁迫程度的加深,地被菊叶片质膜透性、丙二醛含量升高,抗氧化酶SOD、CAT活性在轻度和中度干旱胁迫下显著升高,在重度干旱条件下下降。POD活性呈现一直上升的趋势,表明地被菊有较高的抗干旱能力。