香椿TsANR基因的克隆及在温度胁迫下的表达分析

花青素还原酶是调控原花青素形成的关键酶之一,该酶对花青素的积累具有重要调控作用。从香椿中克隆得到一个花青素还原酶基因,命名为TsANR。基因序列注册到GenBank中,登录号为MT629925。TsANR基因开放阅读框有1 011 bp核苷酸组成,共编码336个氨基酸,编码的蛋白分子量为36.451 kD,属于酸性亲水性蛋白。系统进化树分析表明TsANR蛋白与同为无患子目的阿月浑子ANR蛋白亲缘关系最近。荧光定量试验结果表明:TsANR基因在香椿幼苗叶中的相对表达量最高,4℃低温处理24 h内,Ts ANR基因表达量在4 h后,表达量显著低于对照水平;在38℃高温处理24 h内,TsANR基因表达量在1 h时表达量显著增加,随后在2 h后表达恢复至对照水平。     

脱落酸对离体叶片衰老的影响及其与活性氧代谢的关系

研究了脱落酸对离体韭菜叶片衰老的影响与活性氧代谢的关系.发现在暗诱导衰老过程中膜脂过氧化产物丙二醛含量随超氧物歧化酶、过氧化氢酶活性和抗坏血酸、谷胱甘肽含量下降而增加.脱落酸处理后,伴随着叶绿素和蛋白质含量下降,超氧物歧化酶、过氧化氢酶活性和抗坏血酸、谷胱甘肽含量降低,而丙二醛含量增加.证明脱落酸促进离体韭菜叶片衰老的作用与活性氧代谢有密切关系.     

圆叶决明对低温胁迫的生理响应及施Ca2+预防效果的研究

对圆叶决明(Chamaecristarotundifolia)牧草CPI86134品系苗期进行15、10、5、0℃的低温胁迫,以25℃胁迫为对照.结果表明:随低温胁迫强度的提高和胁迫时间的延长,植株体内O-·2净产生速率增加;同时植株体内活性氧清除酶SOD、POD、AsAPOD的活性在0～48h胁迫时间之内以较快的速率提高,48h之后提高速率趋缓.其中冷害温度0℃分别胁迫6、12、18、24h后,叶片光合色素含量较对照(25℃)下降21.89%、26.04%、28.16%、29.31%,可溶性蛋白质含量和O-·2净产生速率随胁迫时间延长而提高,活性氧清除酶SOD的活性随胁迫时间延长先上升而后下降.在胁迫前施Ca2 处理可明显降低叶片O-·2净产生速率和电解质渗透率,同时提高了光合色素含量和活性氧清除酶SOD活性,其中以0.5mmol/L浓度的CaCl2处理效果为最佳,说明Ca2 对低温胁迫下圆叶决明的膜结构起有效的保护作用.     

硅对叶螨危害后棉花防御酶活性的调控作用及其与抗虫性的关系

以棉花品种新陆早33号感染土耳其斯坦叶螨（Tetranychus turkestani（Ugarov ＆ Nikolski））作个案研究,阐明硅提高棉花抗螨性的生理机理。网室条件下采用微区试验设计,硅肥采用喷施和基施处理,研究不同时间棉花的虫害指数、干物质积累量和硅含量,以及与植物抗性密切相关的过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PP0）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性变化。结果显示：不同施硅处理缓解了棉花叶片受叶螨危害的症状,在接种叶螨第6天硅处理降低了叶片受害指数;施硅处理提高了PPO和PAL的活性,而降低了参与清除植物体内活性氧功能的POD活性。硅能够调控棉花与抗虫有关的酚类物质代谢过程,参与植物防卫反应而增强棉花对土耳其斯坦叶螨的抗性。     

渗透胁迫对直叶灰藓活性氧代谢的影响

用不同浓度的PEG-6000溶液处理直叶灰藓,研究渗透胁迫处理对其活性氧代谢的影响.实验结果表明,不同强度的渗透胁迫处理引起直叶灰藓超氧阴离子(O2-·)的含量增加,导致膜脂过氧化,生成丙二醛(MDA),使膜透性增加.在不同强度的渗透胁迫下,直叶灰藓保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性先下降,随后又升高,其活性与超氧阴离子含量呈极显著负相关(P＜0.01).抗氧化剂抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量在低胁迫强度下增加,当胁迫强度超过-1.0 MPa时其含量下降,抗坏血酸含量与超氧阴离子含量呈极显著正相关(R=0.935),并与保护酶协同作用.这说明直叶灰藓与其他高等植物一样具有完善的抗氧化系统,其较强的维持活性氧代谢平衡的能力是直叶灰藓对干旱环境的适应性生理机制之一.     

盐胁迫下水杨酸对南林895杨组培苗抗氧化系统的影响

以南林895杨组培苗为材料,研究了盐胁迫下水杨酸(SA)对其耐盐及抗氧化能力的影响。结果表明:与单独盐处理(100 mmol/L NaCl)相比,盐胁迫下添加SA(0.01、0.05、0.1 mmol/L)能显著地提高南林895杨苗的含水量和总生物量;显著提高根和叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD,叶中除外)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等5种抗氧化酶活性和抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱苷肽(GSH)两种抗氧化剂的含量,其中0.01和0.05 mmol/L SA处理对保护酶提高效果显著;而0.05和0.1 mmol/L SA处理显著地降低了根和叶中O.2-和H2O2的含量,且在根中降低的程度远大于叶片中,另外SA处理也显著降低了叶片中MDA的含量。总之,水杨酸主要通过提高南林895杨根和叶中保护酶活性、增加抗氧化剂含量来清除活性氧,根和叶中对活性氧的清除存在不同的机制,抗坏血酸-谷胱甘肽循环参与了叶片中H2O2的清除,而根中H2O2的清除主要由过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶来完成。0.01～0.05 mmol/L的水杨酸可以有效缓解盐胁迫对南林895杨组培苗的伤害。     

圆叶决明对低温胁迫的生理响应及施Ca^2＋预防效果的研究

对圆叶决明(Chamaecrista rotundi folia)牧草CPI86134品系苗期进行15、10、5、0℃的低温胁迫．以25℃胁迫为对照．结果表明：随低温胁迫强度的提高和胁迫时间的延长．植株体内O2^-净产生速率增加；同时植株体内活性氧清除酶SOD、POD、ASA—POD的活性在0～48h胁迫时间之内以较快的速率提高．48h之后提高速率趋缓．其中冷害温度0℃分别胁迫6、12、18、24h后，叶片光合色素含量较对照(25℃)下降21．89％、26．04％、28．16％、29．3l％．可溶性蛋白质含量和O2^-净产生速率随胁迫时间延长而提高．活性氧清除酶SOD的活性随胁迫时间延长先上升而后下降．在胁迫前施Ca^2 处理可明显降低叶片O2^-净产生速率和电解质渗透率，同时提高了光合色素含量和活性氧清除酶SOD活性，其中以0.5mmol／L浓度的CaCl2处理效果为最佳．说明Ca^2 对低温胁迫下圆叶决明的膜结构起有效的保护作用．     

喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与氮磷含量的关系

【目的】高度异质的喀斯特生境中维持了丰富的植物物种。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)在促进植物养分吸收及维持物种之间的功能关系具有重要作用,研究喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与植物氮磷含量的关系对深入探索喀斯特物种多样性维持机制具有重要意义。【方法】选取典型喀斯特生境植物群落为对象,按乔木型、灌木型、草本型和藤本型划分功能型,在半径为3m的样圆内选取香樟(Cinnamomum camphora)作为供体植物标记15 N同位素,测定了样圆内所有植物叶片δ15 N值及氮(N)与磷(P)的含量、根系AM侵染率、根际土壤孢子密度等。【结果】供体香樟中的15 N向样圆内所有植物转移,植物功能型差异和物种的差异明显影响了植株叶片的δ15 N值;乔木型植物的根际土壤孢子密度、叶片N含量及δ15 N值最高,香樟的根际土壤孢子密度和叶片δ15 N值最高,而女贞(Ligustrum lucidum)叶片N含量最高;灌木型植物叶片的N含量、P含量、N与P的含量比、δ15 N值以及根系AM侵染率、根际土壤孢子密度最低,其中烟管荚蒾(Viburnum utile)的根系AM侵染率和根际土壤孢子密度为0;草本型植物的根系AM侵染率和叶片P含量最高,其中丝叶薹草(Carex capilliformis)的叶片P含量和根系AM侵染率最高,但叶片N含量最低。【结论】喀斯特生境中不同功能型植物叶片氮磷含量及氮转移量存在差异,不同植物的根系AM侵染率与根际土壤孢子密度、叶片P含量有明显的正相关关系,叶片δ15 N值与叶片N含量、根际土壤孢子密度有明显的正相关关系。     

喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与氮磷含量的关系

【目的】高度异质的喀斯特生境中维持了丰富的植物物种。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)在促进植物养分吸收及维持物种之间的功能关系具有重要作用,研究喀斯特生境不同功能型植物根系中 AM 侵染与植物氮磷含量的关系对深入探索喀斯特物种多样性维持机制具有重要意义。【方法】选取典型喀斯特生境植物群落为对象,按乔木型、灌木型、草本型和藤本型划分功能型,在半径为3m 的样圆内选取香樟(Cinnamomum cam phora)作为供体植物标记15N同位素,测定了样圆内所有植物叶片δ15N值及氮(N)与磷(P)的含量、根系 AM 侵染率、根际土壤孢子密度等。【结果】供体香樟中的15N向样圆内所有植物转移,植物功能型差异和物种的差异明显影响了植株叶片的δ15N值;乔木型植物的根际土壤孢子密度、叶片 N 含量及δ15N值最高,香樟的根际土壤孢子密度和叶片δ15N值最高,而女贞(Ligustrum lucidum)叶片 N含量最高;灌木型植物叶片的 N 含量、P含量、N 与 P的含量比、δ15N值以及根系AM侵染率、根际土壤孢子密度最低,其中烟管荚蒾(Viburnum utile)的根系 AM 侵染率和根际土壤孢子密度为0;草本型植物的根系 AM 侵染率和叶片 P含量最高,其中丝叶薹草(Carex capilliformis)的叶片 P含量和根系 AM 侵染率最高,但叶片 N 含量最低。【结论】喀斯特生境中不同功能型植物叶片氮磷含量及氮转移量存在差异,不同植物的根系 AM 侵染率与根际土壤孢子密度、叶片 P含量有明显的正相关关系,叶片δ15N值与叶片N含量、根际土壤孢子密度有明显的正相关关系。
     

虎杖愈伤组织的诱导及其白藜芦醇含量的变化

为了利用细胞工程开发虎杖悬浮细胞培养、积累白藜芦醇,必须探索虎杖松散型愈伤组织的培养基及其培养条件.以灭菌虎杖茎段、叶片、茎尖等为外植体,探讨9种激素组合在琼脂和珍珠岩固体培养基上诱导愈伤组织的出愈时间、出愈率、在继代培养中分化状况和白藜芦醇含量变化.结果表明:珍珠岩作为支撑物,诱导的愈伤组织比琼脂好;含有NAA或KT的培养基,诱导形成的愈伤组织在继代中均可分化;①号培养基(MS+2,4-D 4.0 mg/L+6-BA 2.0mg/L+3%蔗糖)对幼叶、茎段和茎尖等都有出愈时间早、出愈率高和愈伤组织生长速度快、松散,适宜于悬浮细胞的培养;愈伤组织白藜芦醇的含量与其外植体来源呈正相关,其中,由幼茎形成的愈伤组织白藜芦醇舍量(鲜重)最高,达到160 μg/g.     

叶绿体信号通过诱导抗氧化酶和花青素参与拟南芥环境胁迫响应

本文研究了渗透胁迫和冷胁迫对于叶绿体信号缺失突变体gun1、gun5和abi4的影响.实验结果表明,叶绿体信号缺失突变体对胁迫的抵抗力下降,表现在植株含水量降低,电导率和丙二醛含量升高.并且发现叶绿体信号缺失突变体中抗氧化酶如POD、SOD、APX活性明显下降,活性氧(超氧离子)积累明显加重,此外叶绿体信号缺失突变体不能诱导植物体内花青素的合成.本文初步探讨了叶绿体信号与植物体内活性氧和花青素合成途径的关系,表明叶绿体信号可以通过诱导抗氧化酶和花青素从而抵抗环境胁迫.     

水稻Xa7基因抗白叶枯病应答中的活性氧代谢分析

白叶枯病是由革兰氏阴性黄单孢菌水稻变种（Xanthomonas oryzae pv．Oryzae,Xoo）所引起的一种世界性水稻细菌病害．水稻Xa7基因是一个具有广谱抗性的显性抗白叶枯病基因．通过对水稻抗病品种IRBB7（含Xa7）和感病对照IR24接种白叶枯菌PX086,发现：在叶片的病原菌侵染部位,IRBB7比IR24的活性氧（H2O2和O2-）积累更快且含量更高;与活性氧代谢相关的酶,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化物酶的活性也更高．推测活性氧的代谢调节可能在Xa7基因介导的抗病反应中起作用．     

活性氧与NO在SO2诱导蚕豆气孔运动中的作用

以蚕豆叶表皮为材料,研究SO2胁迫时叶面气孔运动及其调节途径.研究发现,用浓度1～200μmol/L的SO2衍生物(亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合液)处理蚕豆叶下表皮后,气孔开度明显减小,气孔保卫细胞内活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和钙离子(Ca2+)水平显著升高.采用抗氧化剂抗坏血酸和过氧化氢酶,钙离子干扰剂EGTA和LaCl3,以及NO合成抑制剂NaN3与NO清除剂c-PTIO,分别与SO2衍生物同时作用时,SO2诱发的气孔关闭效应得到有效缓解,保卫细胞内ROS、NO和Ca2+水平随之改变.抗氧化剂和NO干扰剂能阻止SO2诱导的胞内ROS、NO和Ca2+水平升高;EGTA和LaCl3能降低SO2诱导的胞内NO和Ca2+升高,但不影响ROS水平.研究结果表明,较高浓度SO2能诱导气孔关闭,SO2胁迫诱导ROS和NO合成增加,ROS和NO通过钙信号系统调节气孔开度.     

壳聚糖对MDMV的防效与玉米叶片防御酶活性的关系

试验以人工摩擦接种法接种MDMV ,以比色法测定了壳聚糖对MDMV侵染的玉米叶片几种防御酶活性的影响 .初步结果表明 ,壳聚糖处理有使酶活提高或使酶峰提前的趋势 .尤其使PO酶活提高明显 ,PPO、PAL、几丁质酶的酶活稍有提高 ,主要表现在处理初期 .壳聚糖诱导抗毒机制似乎与PO有关 ,而与PPO、PAL、几丁质酶无关或相关性不大 .药剂防效试验表明壳聚糖有一定防病效果 .接毒可使玉米叶片可溶性蛋白含量降低 ,但喷壳聚糖后再接毒的蛋白含量变化不大 .这在一定程度上反应出壳聚糖诱导产生的抑制病毒复制的诱导抗病作用 .     

硒对茶树镉毒害的缓解作用研究

【目的】通过溶液培养试验,探讨硒(Se)对镉(Cd)胁迫下茶树生长和生理特性的影响,为保障茶叶饮用安全和综合开发利用提供参考。【方法】以种植于陕西汉中地区的‘龙井43’茶树为试验材料,采用营养液培养方法,分别进行镉和硒处理试验,包括7个处理,分别为Cd 10 mg/L、Se 0.5 mg/L、Se 1.5 mg/L、Se 3.0 mg/L、Se 0.5 mg/L+Cd 10.0 mg/L、Se 1.5 mg/L +Cd 10.0 mg/L、Se 3.0 mg/L +Cd 10.0 mg/L。测定了不同质量浓度硒处理缓解茶树叶片镉毒害的生理响应,以及茶树叶生物量,茶树叶硒和镉的含量。【结果】与未施加镉和硒的对照相比,单一施镉处理使得茶树叶片的光合色素含量、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酸(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,以及生物量和可溶性糖、可溶性蛋白含量受到明显抑制,而丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量、渗透调节物质脯胺酸含量明显增加。单一施硒处理条件下,与单一施镉处理对比,上述指标均不同程度得到显著改善,其中1.5 mg/L硒处理下茶树叶片的各项指标改善程度最高。与单一施镉处理相比,在镉和硒的复合处理下,随着硒含量提高,上述各项指标均不同程度得到改善,以Se 1.5 mg/L +Cd 10.0 mg/L复合处理下的各项指标改善程度最高。硒的施加有助于缓解茶树叶片镉的积累。【结论】施加适量的硒在一定程度上可以增加茶树叶片镉诱导产生的抗氧化酶CAT、APX和GPX活性,降低质膜过氧化产物MDA和H₂O₂含量积累,缓解镉对茶树叶片的毒害,并降低对镉的积累。     

盐胁迫对黄花补血草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以盐生植物黄花补血草幼苗为供试材料,研究了不同浓度NaCl(0,25,50,100,150mmol·L~(-1))胁迫下叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中抗氧化物质含量和抗氧化酶活性的变化.结果显示:150mmol·L~(-1) NaCl处理诱导幼苗叶片AsA和总抗坏血酸含量增加;所有盐浓度诱导脱氢抗坏血酸(DHA)含量、GSH/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值升高,谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸酶(AAO)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性增强,而AsA/DHA比值、GSSG含量和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性降低.此外,低浓度盐胁迫下幼苗叶片GSH含量升高,而高浓度盐处理诱导叶片GSH含量降低.表明盐胁迫下黄花补血草幼苗叶片提高了非酶抗氧化物质含量和抗氧化酶活性,增强了幼苗清除活性氧的能力,增强了对盐胁迫的耐受能力.     

细胞自噬在植物应答盐胁迫中的作用研究

本研究以模式植物拟南芥为材料,利用生理学和遗传学手段分析了盐胁迫下细胞自噬基因和活性氧(ROS)变化的相关性.结果表明野生型拟南芥Col-0在遭受盐胁迫处理3d表现了叶片漂白的症状并且会诱导ROS的产生和积累了大量的细胞死亡.荧光定量PCR实验表明盐胁迫会诱导细胞自噬相关基因的表达,细胞自噬参与了调控植物的防御机制来响应盐胁迫.进一步的实验表明拟南芥细胞自噬突变体atg2和atg5在遭受盐胁迫处理3d表现了更加严重的叶片漂白症状并且积累大量的细胞死亡和ROS.初步表明细胞自噬主要是通过调控ROS的产生来应答盐胁迫.     

模拟失重对钙调蛋白基因表达与人参皂苷合成的影响

在利用回转器模拟失重的生物学效应试验中对人参细胞的钙调蛋白(CaM)基因表达与人参皂苷合成展开研究.结果显示回转处理不仅在初始阶段可以诱导CaM基因表达的提高,而且在处理人参细胞的18h之内,CaM基因表达还呈现波动性变化.说明了Ca 2+ 依赖信号转导系统在转导重力变化刺激信号过程中的复杂性.回转处理还可以诱导人参皂苷的合成与人参皂苷合成相关基因鲨烯合酶基因(squalene synthase gene,sqs)与鲨烯环氧酶基因(squalene epoxidase gene,sqe)的表达.Ca 2+ 螯合剂EGTA、质膜钙通道抑制剂LaCl 3 与细胞内膜钙通道抑制剂钌红(ruthenium red,RR)都可以抑制回转诱导的CaM基因、sqs与sqe的表达,以及提高人参皂苷的合成.这种相关性说明胞外Ca 2+ 的内流与胞内钙库的Ca 2+ 向外流入胞质中,对于回转诱导人参细胞内皂苷含量的升高都是必须的,CaM可能介导了回转诱导人参皂苷合成的模拟失重效应.CaM拮抗剂氯丙嗪(CPZ)与N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalenesulfonamide(W 7 )可以抑制回转诱导的人参皂苷合成,sqs与sqe的表达也显示了CaM的介导作用.     

NaCl胁迫下两种春小麦新品种渗透性调节反应的比较

以春小麦新品种陇春30和陇春27为材料,研究了不同浓度NaCl(25,100和200mmol·L-1)处理对其渗透性调节物含量及脯氨酸代谢相关酶活性的影响.结果显示,盐胁迫诱导两种小麦叶片中可溶性糖含量及叶、根中脯氨酸含量升高,可溶性蛋白含量只在200 mmol·L-1 NaCl处理的陇春27根中增加为对照的156%.与对照相比,25和100mmol·L-1 NaCl处理导致陇春30叶片中鸟氨酸转氨酶(OAT)活性显著升高,而陇春27叶片中的该酶活性在100和200mmol·L-1盐处理下降低.不同的是,200mmol·L-1 NaCl处理的陇春30根中OAT活性升高,25和200mmol·L-1NaCl处理的陇春27根中该酶活性也升高.此外,盐胁迫下两种小麦幼苗叶和根中谷氨酸激酶(GK)和脯氨酸脱氢酶(PDH)活性均减弱.结果表明,盐胁迫诱导两种小麦陇春30和陇春27幼苗叶、根中渗透性调节物含量发生了不同程度的变化,特别是脯氨酸的积累显著,且陇春30叶和陇春27根中脯氨酸的积累主要与乌氨酸(Orn)合成途径及PDH活性减弱有关,而可能与谷氨酸(Glu)合成途径无关.     

厚皮甜瓜不同叶位叶片衰老差异研究

以日光温室栽培的伊丽莎白厚皮甜瓜为试材,探究了其不同叶位叶片自然衰老期间的生理变化。结果表明,厚皮甜瓜不同叶位叶片衰老差异较大。在迅速膨瓜结束期,坐瓜节位叶可溶性蛋白质(Pr)、叶绿素(Chl)含量明显低于附近叶片,丙二醛(MDA)积累量最高,过氧化物酶(POD)活性较高,说明坐瓜节位叶衰老最快。在果实成熟期,坐瓜节位以上叶片Chl与Pr含量、超氧物歧化酶(SOD)活性、净光合速率(Pn)逐渐下降,MDA积累量、POD活性缓慢增加,表明该部位叶片属缓慢衰老叶组;而坐瓜节位以下(含坐瓜节位)叶片则属于快速衰老叶组,此时已趋向衰亡。