新疆小拟南芥烯醛双键还原酶基因对转基因烟草耐盐性的影响

为了研究前期从新疆小拟南芥中克隆的编码烯醛双键还原酶(alkenal reductase)Ap AER基因的功能,本研究构建了带有花椰菜花叶病毒(Ca MV)的35S启动子的植物过表达载体35S:Ap AER,并转化至农杆菌GV3101中,采用叶盘法转化烟草获得了转35S:Ap AER基因的烟草。用250 mmol/L的Na Cl溶液分别胁迫转基因和野生型烟草2和4 d,并测定了脯氨酸(Proline)和丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)及过量化物酶(POD)酶活力等生理指标。结果表明:高盐胁迫下14 d,转基因烟草的长势明显优于野生型烟草,转基因烟草普遍植株较高、叶片大、叶色深;转基因烟草的Proline含量、CAT及POD酶活力均高于对照,而反映质膜受损情况的MDA含量显著低于对照。表明过表达Ap AER基因,能提高转基因植株清除醛自由基的能力、提高脯氨酸等渗透调节物质的含量及相关还原酶活性,从而显著提高转基因烟草的耐盐性。     

高山离子芥CbPLDβ基因对转基因烟草抗寒性的影响

为分析高山离子芥CbPLDβ基因的抗寒性价值,本实验构建了高山离子芥CbPLDβ的表达载体PBI121-CbPLDβ并转化烟草,经过筛选及PCR测序鉴定,获得转基因烟草植株.通过低温胁迫实验,分析了转基因烟草的抗寒性,结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,在低温胁迫下转基因烟草植株的电解质渗透率普遍低于野生型烟草,而游离脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白的含量均高于野生型烟草,说明CbPLDβ基因提高了烟草抵抗低温的能力.     

UV-B预处理对拟南芥uvr8-2突变体响应干旱胁迫的影响

以拟南芥uvr8-2突变体植株为材料,研究UV-B预处理对植株响应干旱胁迫的影响以及植物激素在此过程中的作用.实验结果表明:从形态观察到生理指标,UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体的干旱适应性,与野生型Ler的结果一致; UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,抗氧化酶基因POD和CAT的表达量,以及植物激素ABA、JA、SA的质量分数,降低了细胞膜受损程度.由此推测:UV-B预处理诱导uvr8-2植株的干旱适应性中存在一条不依赖于UVR8的信号转导途径,即通过增加植物逆境响应激素ABA、JA和SA的质量分数,调控抗氧化酶基因CAT和POD表达和增强抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫下拟南芥的叶片萎焉、相对含水量下降等现象.     

拟南芥SnRK2.2/2.3激酶参与调节镉胁迫响应的机制探究

为探究拟南芥SnRK2.2和SnRK2.3基因对Cd胁迫响应的分子机制. 以野生型（WT）、双突变体SnRK2.2/2.3、过表达SnRK2.2和过表达SnRK2.3的转基因植物为材料,研究SnRK2.2和SnRK2.3基因与Cd胁迫响应的关系.发现过表达两个基因可以提高拟南芥对Cd的耐受性,表现为可以减少Cd、丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）的累积量,增加抗氧化酶CAT、POD和SOD的活性. qRT PCR结果显示在Cd胁迫下,两种过表达植株中铁转运蛋白IRT1和转录因子FIT、bHLH038和bHLH039表达水平受到明显抑制,ABA合成相关基因AAO3和NCED3的表达量显著上调.在Cd胁迫下,两种过表达植株中ABA含量显著高于WT和双突变体. 以上结果表明：拟南芥遭受Cd胁迫时,SnRK2.2和SnRK2.3基因通过下调IRT1基因表达从而减少植物对Cd的吸收,同时通过增加内源ABA含量来缓解Cd对植物的毒害.     

干旱胁迫下红砂渗透调节和抗氧化保护系统的响应研究

采用盆栽试验,测定了在不同土壤水分胁迫下红砂一些渗透调节物质和抗氧化保护酶,探讨渗透调节物质和抗氧化保护系统对干旱胁迫的响应。结果表明:叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量在中度干旱条件下增加,在重度干旱胁迫下减少并且低于对照;POD活性和CAT活性在中度和重度干旱胁迫下上升,但中度干旱胁迫高于重度;随着干旱胁迫程度的加强,脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性一直呈上升趋势。研究表明,可溶性糖在中度干旱胁迫下起到了很重要的渗透调节作用,但在重度干旱胁迫下没有起到积极的作用;无论在中度还是重度干旱胁迫下,脯氨酸都起到了很重要的渗透调节作用。胡萝卜素、MDA、脯氨酸、SOD、POD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用,POD和CAT在中度干旱胁迫的保护作用更显著;无论在中度还是重度干旱胁迫下,MDA、脯氨酸和SOD都有显著的保护作用。     

麻疯树JcCBF3基因的克隆及其抗寒功能初探

从麻疯树中克隆到一个CBF3基因,命名为JcCBF3,ORF全长678bp,编码225个氨基酸;氨基酸序列同源性比对结果显示JcCBF3与其他物种CBF序列具有较高的同源性,与木薯和橡胶树的相似度最高,达到79%和74%.RT-qPCR结果表明低温胁迫12h后JcCBF3基因的表达量达到峰值,为对照的62倍.将JcCBF3构建到植物过表达载体pBI121上并成功转化烟草.低温处理下转基因烟草幼苗的游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的增幅均大于野生型烟草,并且JcCBF3基因的过表达增强了含有CRT/DRE元件的下游抗性基因的表达.     

干旱胁迫对鸡冠花生理指标的影响

以1年生鸡冠花幼苗为试验材料,通过盆栽进行干旱胁迫,以正常浇水处理作为对照,分析了不同程度干旱胁迫下鸡冠花叶片相对含水量、游离脯氨酸(Pro)含量和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明:随着干旱胁迫时间延长,鸡冠花幼苗的叶片相对含水量下降,游离脯氨酸含量和丙二醛含量均呈上升趋势;保护酶SOD和POD活性在胁迫初期上升,随着干旱胁迫时间的延长,其活性呈现降低的变化趋势。在不同程度干旱胁迫条件下,鸡冠花幼苗可以通过调节自身保护酶系统活性和渗透调节物质含量以减轻伤害,维持自身正常的生理代谢功能,表现出一定的抗旱耐旱潜力。     

过量表达脯氨酸的转基因烟草细胞对毒性重金属的抗性增强

脯氨酸(Proline)在植物对环境胁迫的耐受性中发挥了非常重要的作用。本文中,我们将来自飞蛾豆(V igna acon itifolia L.)的△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)基因转化烟草(N icotiana tabacum cv SR I.),经PCR扩增及Southern杂交分析证实飞蛾豆p5 cs基因已整合到烟草细胞基因组中,并在转基因烟草中得以表达。与野生型细胞相比,转基因烟草细胞中脯氨酸含量提高了80%;在毒性重金属镉(Cd,浓度50-100μM)的胁迫下,转基因细胞的生长速度更快,与镉结合的能力也提高近4倍。还原型/氧化型GSH之比和丙二醛水平分析表明,转基因细胞脯氨酸的增加与GSH的氧化还原状态和丙二醛水平是有关的。     

JcERF1基因RNA干扰载体的构建、转化及沉默效果研究

构建了麻疯树(Jatropha curcas)一个新的ERF类转录因子基因RNA干扰(RNAi)载体,并将之转入过表达JcERF1基因烟草体内, 得到了RNA干扰型烟草. 利用实时荧光定量PCR(QPCR)检测了JcERF1基因的表达量, 发现该基因在干扰型烟草中表达量明显降低. 通过野生型、过表达型和干扰型烟草的种子萌发实验和高盐胁迫实验发现: 与过表达型烟草相比, 干扰型烟草的抗盐能力明显降低, 且干扰型烟草的游离脯氨酸和可溶性糖含量在高盐处理后上升的幅度明显低于过表达型烟草. 以上研究结果说明JcERF1基因在干扰型烟草体内已被有效沉默, 同时说明该基因具有提高转基因烟草抗盐性的功能.     

非生物胁迫对油菜脯氨酸积累与BnGG2基因表达的影响

测定了非生物胁迫处理后甘蓝型油菜矮化突变体NDF-1及其野生型“3529”游离脯氨酸含量和G蛋白γ亚基基因BnGG2的表达变化.结果表明,从表型上看,突变体比野生型更耐胁迫.NDF-1和“3529”中脯氨酸含量随高温、高盐和干旱胁迫时间递增,但NDF-1中脯氨酸含量低于“3529”.NDF-1和“3529”中BnGG2基因均可被高盐(200 mmol/L NaCl)和干旱(20% PEG 6000)诱导,而被高温(40 ℃)抑制,NDF-1比“3529”反应更迅速明显.低温(4 ℃)胁迫后脯氨酸和BnGG     

水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性及内源激素IAA、ABA含量的影响

采用盆栽试验,以马铃薯克新1号为供试材料,设置中度水分亏缺(T1)、重度水分亏缺(T2)、正常供水(CK)和水涝胁迫(T3)4个水分处理,研究了水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性和内源激素含量的影响,探讨了土壤水分胁迫对马铃薯出苗期根系生长发育及其生理过程的影响机制.结果表明:(1)随着水分亏缺程度的加剧和时间的延长,根系活力、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性和POD活性升高,在水分胁迫初期,根系中CAT、POD活性较SOD响应更敏感,表明胁迫前期主要依赖CAT、POD,后期通过CAT、POD和SOD共同作用来降低氧化伤害;水涝胁迫下,根系活力一直低于正常供水,MDA含量不断升高,可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、SOD活性、CAT活性和POD活性有先升高后降低的趋势,但不敏感;水分胁迫下,IAA含量降低,ABA含量升高,IAA/ABA比值降低,影响根系正常发育,影响吸收水分和养分、影响出苗.(2)IAA含量和可溶性蛋白含量呈极显著负相关,ABA含量与可溶性蛋白含量呈显著正相关,与CAT活性呈极显著正相关.研究表明,马铃薯出苗期根系通过对渗透物质、保护酶和内源激素的调节来维持自身的正常生理代谢功能,抵抗一定的水分亏缺,但亏缺加剧时,将严重影响马铃薯出苗.     

高粱3853-1与高粱3801-2生理指标及抗性分析

在正常及低温胁迫条件下,对高粱3853—1与高粱3801—2苗期超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）及游离脯氨酸、可溶性糖、丙二醛（MDA）等指标进行了测定与分析,结果表明：在正常生长环境下,高粱3853—1的SOD与CAT的活性以及游离脯氨酸和可溶性糖的含量均大于高粱3801-2,MDA的含量低于高粱3801—2;在低温胁迫下,高粱3853—1与高粱3801—2叶片中MDA的含量增高．其余4项指标都比正常环境下低;高粱3853-1叶片中SOD与CAT的活性、可溶性糖及游离脯氨酸的含量均高于高粱3801—2;与高粱3801—2相比较,高粱3853—1有较强的抗性．     

拟南芥RING finger结构域AtHHR1基因的功能初步研究

为了研究拟南芥基因AtHHR1(编码一个含有RING finger结构域的E3连接酶)是否参与热胁迫响应,构建了athhr1/AtHHR1互补转基因株系.对突变体、互补株系及野生型进行热胁迫处理,发现突变体的萌发率、叶绿素及脯氨酸含量高于野生型,而互补株系均低于野生型.通过real-time PCR定量检测发现,热诱导后拟南芥热信号通路中相关热激蛋白基因在突变体中表达比野生型中高.研究结果初步表明AtHHR1基因在拟南芥的热胁迫响应中起负调控作用.     

转蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶基因提高烟草的耐旱性

蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶（sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST）以蔗糖为底物催化生成蔗果三糖等低聚合度的果聚糖.将从莴苣中克隆的1-SST基因重组到pCAMBIA1300-als中,构建了在CaMV 35S启动子调控下的植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘转化法将1-SST基因导入烟草中,PCR和Southern杂交检测表明获得了转基因植株,RT-PCR结果表明该基因在烟草中正常表达. 对T₀代转基因烟草进行的耐旱性分析结果表明,干旱胁迫6d的转基因植株丙二醛含量和电解质渗漏率显著低于未转基因对照,叶片相对含水量下降速度也明显比对照慢. 对转基因植株叶片糖分分析表明,转基因烟草植株积累果聚糖,并在干旱胁迫后含量明显增加,而未转基因对照植株不积累果聚糖. 在14%PEG溶液中未转基因烟草种子的萌发率仅为转基因烟草种子的一半;在附加200mmol/L甘露醇的培养基中未转基因烟草种子根的生长明显受到抑制,而转基因烟草根的生长发育正常. 以上研究结果表明,转1-SST基因烟草植株耐旱性的提高可能与该基因的表达有关.     

NaCl浓度对大米草保护酶活性和渗透调节的影响

研究不同NaC1浓度下大米草根部和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)、游离脯氨酸及可溶性糖的变化.结果表明:CNaC1等于100 mmol/L时,大米草生长良好;Cnacl高于100 mmol/L时,大米草通过提高SOD、POD和CAT活性,增加游离脯氨酸和可溶性糖含量,以适应NaCl浓度变化;CNacl达到500 mmol/L后,保护酶活性开始下降,而游离脯氨酸和可溶性糖含量却持续上升,叶片MDA含量亦持续上升,根部MDA却略有下降.在NaC1胁迫下,大米草叶片较根部对NaC1浓度更为敏感.     

干旱胁迫过程中外源钙对华南忍冬光合生理的影响

通过添加不同浓度外源Ca2+和人工控制水分模拟干旱来研究外源Ca2+对华南忍冬在干旱胁迫处理下的化学调控机制,并探讨外源Ca2+对干旱胁迫处理下华南忍冬叶片中叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢酶活性以及日光合速率的影响,以期望为岩溶干旱农业的高效生产提供理论依据.结果表明,干旱胁迫下,华南忍冬的正常生理代谢明显受到抑制;当施入钙离子后,华南忍冬遭受的胁迫得到不同程度的缓解,从而有效防护干旱胁迫所致的氧化损伤,维持较高的叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量以及CAT活性,进而维持植物较正常的生理活动何细胞膜结构.     

干旱胁迫下黑麦草幼苗几种抗旱性指标的变化

在不同干旱胁迫(轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫)下测定了黑麦草幼苗(Lolium perenne L.)叶片中三种抗旱指标过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量的变化.结果表明:在不同程度干旱胁迫下,黑麦草幼苗叶片中的POD活性和脯氨酸含量均随胁迫时间的延长而增加,且随干旱程度的加重,二者的含量也增加,能明显提高黑麦草幼苗的抗旱性;从MDA含量来看,黑麦草幼苗能较长时间的忍受轻度和中度干旱胁迫.     

抑制NtVTC1基因的表达延缓烟草生长发育

目的研究VTC1通过调控细胞内抗坏血酸(Ascorbic acid, AsA)的合成参与植物生长发育和响应逆境的重要功能。方法构建烟草VTC1基因的RNAi干扰表达载体RNAi-NtVTC1并转化烟草,通过抑制烟草VTC1基因的表达分析其影响植物发育的重要功能。结果将构建的干扰载体RNAi-NtVTC1转化烟草,成功获得了转基因株系RI。半定量PCR(RT-PCR)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果表明转基因烟草株系RI中NtVTC1基因的表达显著被抑制。AsA含量测定结果表明:与野生型烟草相比,转基因烟草株系RI的AsA含量均显著降低,为野生型的30%～40%。对烟草的表型观察发现,转基因烟草株系RI的发育显著受到抑制,尤其是在植株整体发育、叶片延展发育、开花等方面表现出显著延迟的表型。烟草抗氧化系统酶活性测定结果表明:转基因烟草株系RI中抗氧化系统酶活性如抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、过氧化物酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶的酶活性(GR)都显著降低。结论 VTC1基因在植物的生长发育过程中发挥着重要作用,为进一步深入研究VTC1基因的功能提供了良好参考。     

低温胁迫对烟草保护性酶类及氮和碳化合物的影响

在6℃和10℃低温胁迫下,研究了2个烟草品种的膜透性、保护性酶类活性和N,C化合物含量的变化.结果表明:2个烟草品种幼苗的膜透性都随着胁迫温度的降低和胁迫时间的增加而增加;酶活性的变化趋势为:CAT和SOD随着胁迫温度的降低和胁迫时间的增加而降低,POD的变化则有相反的趋势;蛋白质含量在低温胁迫下下降,脯氨酸含量则增加,并且脯氨酸在叶片中的变化较为剧烈;可溶性总糖和蔗糖含量低温胁迫下在叶片中有所积累,而叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量则可能因叶绿体受损而下降.     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫的生理反应研究

以“芦选一号”甘薯盆栽苗叶片为外植体进行组织培养，建立甘薯愈伤组织诱导和扩繁体系，并以从叶片诱导产生的均匀一致愈伤组织为材料，研究干旱胁迫对细胞膜透性、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性的影响，从而在细胞水平上探讨甘薯抵御干旱胁迫的生理机制，主要结果如下：干旱胁迫下，甘薯愈伤组织的膜透性显著增大；中度和重度胁迫下，SOD活性升高；不同胁迫程度处理下，POD活性普遍下降；中度和重度胁迫下，CAT活性普遍升高；不同胁迫程度处理下脯氨酸和可溶性糖含量普遍升高．