苹果脱水素基因生物信息学识别与表达分析

本研究使用Perl语言在‘金冠’苹果基因组中识别脱水素基因(MD-DHN)序列,并对MD-DHN系统发生关系、保守序列、氨基酸一级结构以及疏水性等进行了生物信息学分析,并利用低温处理下‘金红’、‘金冠’苹果转录组测序数据,分析了MD-DHN表达差异。在‘金冠’苹果基因组中,共识别17个MD-DHN,根据系统发生关系可以归类为I、Ⅱ、Ⅲ3个亚族,I类亚族的成员最多,Ⅲ类亚族最少,均包含Y、S、K序列区,但I类亚族K区一致性不高。17个MD-DHN蛋白都具有高亲水性,但是不同蛋白序列之间亲水性存在差异。17个MD-DHN中,有11个MD-DHN响应苹果冷胁迫和冰冻胁迫,其中10个脱水素基因(MDDHN1～MD-DHN5, MD-DHN8～MD-DHN10, MD-DHN13和MD-DHN15)在冰冻胁迫下,在更耐寒‘金红’苹果中高表达。本研究为进一步探讨MD-DHN基因功能提供了依据。     

NaCl胁迫对兰州百合苗期生长和发育的影响

在温室条件下,对苗期的盆栽兰州百合进行不同浓度的NaCl(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%NaCl水溶液)胁迫试验。结果表明:在胁迫的30 d时间内,NaCl胁迫造成兰州百合植株的生根数目减少,高度增长缓慢,花卉质量变劣。同时使百合各组织(根、鳞茎、茎和叶)生物产量减少。NaCl胁迫也导致百合叶片细胞膜透性增大,脯氨酸含量增加,叶绿素含量减少,同时可溶性糖含量也呈现减少的趋势。兰州百合可耐0.4%NaCl胁迫。     

NaCl水分复合胁迫下宁夏十种主栽苜蓿品种幼苗体内脯氨酸含量变化

二次通用旋转组合设计盆栽试验,分析比较宁夏10种主栽苜蓿品种苗期在NaCl、水分复合胁迫下体内脯氨酸含量的变化,并对其抗盐、抗旱性进行初步评价。结果表明:NaCl胁迫对各品种体内脯氨酸含量的主效应除陇东和阿尔冈金苜蓿表现为负效应外,其它苜蓿品种均表现为正效应;水分胁迫对各品种的脯氨酸含量均表现为负效应;其单因素效应为:随NaCl胁迫的增加,各品种体内脯氨酸均有先减小,后增大的趋势;随水分胁迫的增加,各品种体内脯氨酸均有增加趋势;其交互效应表现为:NaCl、水分两因素对阿尔冈金、新疆大叶、宁苜1号、内蒙苜蓿和金皇后五个品种体内脯氨酸含量(Y)影响的交互效应不显著;其余五个品种CW301、三得利、陇东苜蓿、朝阳苜蓿和CW200交互作用显著,且均为负交互,交互作用的大小排序为:YCW301=Y陇东苜蓿>YCW200=Y三得利>Y朝阳苜蓿;以脯氨酸含量为主要指标对10个苜蓿品种抗盐、抗旱性初步排序:CW301>CW200>朝阳苜蓿>金皇后>宁苜1号>阿尔冈金>内蒙苜蓿>陇东苜蓿>三得利>新疆大叶。     

硅对盐胁迫下葡萄幼苗生理效应的影响

以酿酒葡萄"赤霞殊"(Cabernet Sauvignon,CS)1年生扦插苗为试材,采用营养液水培系统,研究了根施外源硅(K2SiO3·9H2O,Si)对盐(50 mmol/L NaCl)胁迫下赤霞珠葡萄幼苗叶片生理生化特性的影响.结果表明:盐胁迫处理下,葡萄幼苗叶片超氧阴离子(O2-')产生速率加快,过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和相对膜透性增加;超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强;组织含水量降低;施用2.0mmol/L Si明显抑制了O2-、H2O2和MDA的积累,增加了组织含水量,并进一步提高了抗氧化酶SOD和POD的活性.说明外源Si可通过提高盐胁迫下葡萄幼苗体内的抗氧化酶活性,从而降低活性氧(ROS)水平,一定程度上减轻盐胁迫对植株所造成的细胞膜脂过氧化伤害,增强其耐盐性.     

干旱胁迫对柳枝稷生长与生理特性的影响

为研究柳枝稷的抗旱性,利用盆栽试验针对柳枝稷在干旱胁迫处理下的生长与生理特性开展试验.结果表明:1)干旱胁迫显著抑制了柳枝稷的生长,株高、地上生物量、地下生物量都显著降低,根冠比显著增加;2)光合作用受到抑制,光合-光强响应曲线特征参数都显著降低;3)主要渗透性物质如可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸浓度显著增加,抗氧化系统相关酶活性如超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性显著增强.柳枝稷具有较强的抗旱能力,能够一定程度上适应干旱、半干旱地区的不利环境.并采用聚类分析法筛选出Alamo和Kanlow两个抗旱能力强的柳枝稷品种.为柳枝稷在干旱、半干旱边际土地的推广种植奠定了基础.     

高温胁迫下绿豆象内参基因筛选及其Hsp70基因的表达特性

为明确Hsp70蛋白在绿豆象Callosobruchus chinensis高温耐受性中的作用,该研究筛选并克隆β-actin、α-tubulin、β-tubulin、EF1-α、GAPDH、Hsc70、AK和RPL40八个候选内参基因,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)技术测定其在绿豆象雌雄成虫体内的表达量,通过geNorm、BestKeeperr和NormFinde软件对这8个候选内参基因的表达稳定性进行评价,选择最适宜的内参基因对不同高温胁迫下绿豆象体内Hsp70基因的表达特性进行测定。结果表明,8个候选基因引物均有良好的特异性和引物扩增效率,引物扩增效率介于91.6%～108.1%之间。高温胁迫下,β-tubulin基因较其他7个候选基因有较小的平均变异度、稳定值和标准差,为最适宜的内参基因。39、42和45℃高温处理1 h后绿豆象雌雄成虫体内Hsp70表达水平较对照显著上调,当处理时间延长至3 h后,Hsp70基因的相对表达量较对照也有不同程度上调,但差异不显著,表明绿豆象Hsp70基因可以响应高温胁迫,Hsp70蛋白在绿...     

东北春玉米不同发育期干旱胁迫对根系生长的影响

分别在玉米拔节期(BJ)和抽雄期(CX)进行水分胁迫试验,利用微根管技术观测不同发育期干旱过程中根分布动态,并利用根分布模型模拟相关参数(d_(50)和d_(95):累积根比例分别为50%和95%的土层深度),对不同干旱胁迫处理的土壤湿度、根系分布及相关参数时空动态特征进行分析。结果表明:水分控制后的土壤湿度在130cm以上基本达到预期干旱效果,即BJ和CX处理在控水时段0~100 cm土层土壤相对湿度都降至40%以下,但深层土壤湿度并未受到水分控制影响;拔节和抽雄期干旱胁迫条件下,根长密度(RLD)最大值分别为2.18±0.89cm·cm~(-3)和2.10±0.47 cm·cm~(-3),所在土壤深度为60 cm,对照(CK)RLD最大值为1.24±0.77 cm·cm~(-3),所在深度为40 cm,CK和BJ处理的RLD在最大值深度以下随土层深度增加而减小,CX处理的RLD在80 cm以下仍保持较大值;BJ和CX比CK的d50分别增大45%和59%,d95分别增大8%和41%,证明玉米根系因干旱胁迫而向深层土壤生长。     

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。     

苗期低温胁迫对玉米生长发育及产量的影响

通过对玉米苗期进行不同低温胁迫试验,研究两个玉米品种（丹玉39、丹玉42）对苗期低温的响应。结果表明,苗期低温胁迫后,两个玉米品种的生长发育及产量存在明显的差异：（1）三叶期—七叶期,低温胁迫处理阶段玉米生长均受到抑制,对丹玉39的影响大于丹玉42;（2）拔节期—乳熟期,经过苗期低温胁迫后,丹玉39后期叶面积逐渐接近并最终在乳熟期达到对照正常水平,而丹玉42的后期恢复能力较差;（3）丹玉42低温胁迫后呈现苗期天数增加、穗期天数减少的趋势,丹玉39无明显变化;（4）成熟后的丹玉42果穗大小、茎杆重、籽粒重和百粒重均小于对照,生物量及产量显著下降,而丹玉39的果穗性状、生物量及产量受影响较小。