转BpmiR156基因白桦株系的耐盐性分析

【目的】探究植物年龄响应因子miR156的耐盐功能。【方法】以BpmiR156过表达白桦株系和非转基因对照株系为材料,通过PCR及qPCR分析各转基因株系中外源BpmiR156的稳定性及表达情况;同时对转基因及对照株系进行NaCl胁迫处理,调查胁迫后盐害指数、生理指标及生长速度。【结果】各转基因株系中外源BpmiR156已整合到白桦基因组中,且表达量显著高于非转基因对照株系;NaCl胁迫后,转基因株系的H₂O₂、丙二醛(MDA)含量及盐害指数高于对照株系,生长速度变慢。【结论】BpmiR156基因在白桦中稳定表达,BpmiR156基因过表达白桦株系与对照株系相比,在盐胁迫后盐害指数增加,生长速度变慢,膜系统损伤更严重,说明转入miR156基因在一定程度上降低了白桦的耐盐性。     

Th2CysPrx基因提高酿酒酵母多种胁迫耐受性研究

【目的】过氧化还原蛋白是生物体调节体内氧化还原系统的一种重要蛋白质,在植物生长代谢中起重要作用。前期研究发现过表达刚毛柽柳Th2CysPrx基因的烟草和柽柳中4种抗氧化酶基因(ThGSTZ1、ThGPX、ThSOD和ThPOD)的表达水平上调, 转基因植株的NaCl胁迫耐受性提高。本实验探究Th2CysPrx基因除了响应NaCl胁迫应答,是否还参与其他盐胁迫和其他胁迫的应答。 【方法】将Th2CysPrx构建到pYES2酵母表达载体上,转化到酿酒酵母INVSC1细胞中,分析比较重组酵母(pYES2-Th2CysPrx)和对照酵母(pYES2)细胞在各种非生物胁迫后的生长情况。【结果】过表达Th2CysPrx基因的重组酵母细胞在低温、KCl和LiCl胁迫后存活率与对照相比差异不显著;但H₂O₂、NaCl或NaHCO₃胁迫后酵母细胞的存活率显著提高。此外,高于0.5 mol/L山梨醇或高温(达到44 ℃),或低于质量分数0.007% CdCl₂胁迫后,过表达Th2CysPrx基因能显著提高重组酵母的细胞存活率。【结论】Th2CysPrx基因可以显著增强酵母细胞对NaCl和NaHCO₃胁迫的耐受能力,以及特定的渗透胁迫、高温胁迫、氧化胁迫和重金属胁迫的耐受能力,但对低温、KCl和LiCl胁迫耐受能力无明显影响。     

刚毛柽柳Th2CysPrx基因的互作蛋白及其表达模式分析

【目的】使用酵母双杂交系统研究刚毛柽柳中获得的2CysPrx(硫氧还蛋白过氧化物酶)基因(命名为Th2CysPrx)及编码蛋白的功能。【方法】通过酵母双杂交系统对该基因编码蛋白的互作蛋白进行筛选,进一步利用qRT-PCR 技术分析NaCl 和PEG₆₀₀₀ 胁迫下刚毛柽柳叶组织和根部组织中Th2CysPrx 基因与其互作蛋白基因的表达模式。【结果】酵母双杂交系统筛选获得了4 个可能与Th2CysPrx 互作的蛋白,分别为丙氨酸-乙醛酸转氨酶2(alanine-glyoxylate aminotransferase 2,ThAGT2)、苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,ThMDH)、黄酮醇合酶(flavonol synthase,ThFLS)和扩展蛋白(expansin,ThEXP)。基因表达分析结果显示:盐胁迫下,柽柳叶和根中,Th2CysPrx和ThAGT2 基因的表达模式基本一致; 而干旱胁迫下,Th2CysPrx和ThAGT2 基因在叶和根中具有相同的表达模式。【结论】在盐和干旱胁迫下,ThAGT2 基因与Th2CysPrx 表达模式均趋于一致,表明Th2CysPrx 基因均可能通过与ThAGT2 基因的互作共同参与抗逆过程,为进一步研究Th2CysPrx 基因的抗逆机制,以及与其他抗逆基因的关系提供了依据。     

氰丙氨酸合酶在乙烯诱导杨树耐盐中的作用

【目的】探讨木本植物线粒体β-氰丙氨酸合成酶在乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)途径对盐胁迫响应中的作用。【方法】选取盐胁迫下‘南林895’杨叶片,利用HPLC测定氨基环丙烷羧酸(ACC,乙烯前体)含量,实时荧光定量PCR分析基因表达,比色法测定半胱氨酸水平。【结果】盐胁迫使杨树幼苗叶片ACC积累,乙烯合成相关酶(ACS7和ACO3)、氰丙氨酸合酶(CYS C1),以及腈水解酶(NIT4)等基因显著上调表达,同时伴随着线粒体交替呼吸氧化酶(AOX1b)基因的上调和细胞色素c氧化酶(COX6b)基因下调表达。水杨基氧肟酸(SHAM)预处理导致AOX1b基因表达被抑制,电解质渗透率(EL)和丙二醛(MDA)含量上升,但不影响CYS C1表达。而乙烯合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)了抑制CYS C1和盐胁迫诱导的AOX1b基因的表达,并增加EL和MDA含量。此外,AOA恢复盐胁迫减少的半胱氨酸含量,而SHAM和抗霉素A(AA)均无此效应。【结论】杨树叶片CYS C1参与了乙烯激发的耐盐响应,但乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)并未位于CYS C1上游而发挥作用。     

白桦BpTCP8基因生物信息学及表达特性分析

【目的】通过研究白桦BpTCP8基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示BpTCP8在白桦生长发育中的功能提供依据。【方法】利用生物信息学方法对BpTCP8基因进行分析,采用实时荧光定量 PCR 技术分析BpTCP8基因在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性。【结果】生物信息学分析发现,BpTCP8含有TCP家族高度保守的bHLH结构域;qRT-PCR分析结果表明,白桦BpTCP8在发育和衰老初期的叶片中表达量高,并在深裂型叶片、顶芽、木质部、韧皮部中都上调表达。在激素(GA₃、ME-JA、ABA)与非生物胁迫(PEG、NaCl、CdCl₂、NaHCO₃)处理下,BpTCP8都对其产生了相应的应答。【结论】BpTCP8基因可能参与到了白桦叶片成熟、叶型、顶芽、木质部和韧皮部的生长过程中;该基因在GA₃、JA处理中呈现正调控的应答模式,并且可能通过ABA信号途径影响植物抗旱,耐盐、碱、重金属胁迫等。     

复合盐碱胁迫对OT百合生长和生理特性的影响

【目的】揭示百合在复合盐碱胁迫下的生理响应特征。【方法】以OT杂种系百合‘红色宫殿’(Lilium ‘Red Palace’)种球为试验材料,用不同浓度的单盐(NaCl)、中性混合盐[m(NaCl):m(Na₂SO₄)=1:2]和碱性混合盐[m(NaCl): m(Na₂SO₄):m(Na₂CO₃):m(NaHCO₃)=5:23:9:3)进行胁迫处理,蒸馏水为对照(CK)。测定百合叶片及根、茎的形态指标、生物量、根冠比、相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、根系活力、相对含水量以及Na⁺、K⁺浓度变化。【结果】①与CK相比,3个不同盐碱处理组的百合地下生物量、总生物量和根冠比均有所降低,地上生物量和各形态指标均表现出对盐碱胁迫低促高抑的特点。②盐碱胁迫导致百合相对电导率、丙二醛含量上升;低浓胁迫促使百合根系活力升高,可溶性蛋白含量上升。当盐碱浓度高于一定值后,百合根系活力和可溶性蛋白含量均呈下降趋势。③各处理百合幼苗地上、地下的K⁺与Na⁺含量比值(记为K⁺/Na⁺值)均下降,其中碱性混合盐处理下K⁺/Na⁺值比中性混合盐和单盐处理的低。④双因素方差分析表明,盐浓度对各项指标的影响大于盐组合,且盐浓度、盐组合及其交互作用对鳞茎直径、总鲜质量、总干质量、根冠比、根系活力及相对含水量均存在极显著影响。【结论】3个盐碱处理组对百合的胁迫程度由强到弱依次为碱性混合盐>中性混合盐>单盐,这一结果可为选择适宜百合生长的土壤提供一定的理论依据。     

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。     

盐胁迫下AMF对榉树幼苗生长和光合特性的影响

【目的】探究盐胁迫下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对榉树(Zelkova serrata)的生长和光合特性的影响以及光响应模型的适用性,为利用菌根真菌技术提高植物在盐碱地中的生产力提供理论依据。【方法】以榉树幼苗为试验材料,设置不接种AMF(N)、接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)1号(GM₁)、接种摩西球囊霉2号(GM₁)、接种扭形球囊霉(G.tortuosum,GO)4个处理组,进行盐胁迫与非盐胁迫(CK)处理。通过对比分析不同处理间的差异,探索盐胁迫下AMF对榉树生长及光合特性的影响,并评定5种光响应模型的适用性。【结果】(1)盐胁迫下GM₁、GO处理的菌根侵染率显著降低;(2)盐胁迫显著降低了榉树苗高、地径净增长量,而GM₁、GM₁处理显著提高了盐胁迫下榉树的地径净增长量;(3)盐胁迫下,榉树净光合速率明显下降,3种接菌处理均能提升榉树叶片净光合速率、气孔限制值、水分利用效率,并降低胞间CO₂浓度,其中GM₁和GO较未接菌处理变化最大;(4)盐胁迫条件下只有以叶子飘模型拟合的平均决定系数(R²)高于0.900,其余4种模型各处理的R²均低于0.900。【结论】盐胁迫对榉树幼苗生长及光合特性有抑制作用;接种AMF可以促进植物生长,提升植物净光合速率,缓解盐胁迫对植物生长及光合特性的抑制作用。综合AMF对榉树生长和光合特性的影响,GM₁较为突出,为盐碱地林业生产推荐选用菌株;5种光响应模型中,叶子飘模型的拟合效果最好,为探究盐胁迫下AMF对榉树净光合速率影响的最优模型。     

盐胁迫下AMF对榉树幼苗生长和光合特性的影响

【目的】探究盐胁迫下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对榉树(Zelkova serrata)的生长和光合特性的影响以及光响应模型的适用性,为利用菌根真菌技术提高植物在盐碱地中的生产力提供理论依据。【方法】以榉树幼苗为试验材料,设置不接种AMF(N)、接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)1号(GM₁)、接种摩西球囊霉2号(GM₁)、接种扭形球囊霉(G.tortuosum,GO)4个处理组,进行盐胁迫与非盐胁迫(CK)处理。通过对比分析不同处理间的差异,探索盐胁迫下AMF对榉树生长及光合特性的影响,并评定5种光响应模型的适用性。【结果】(1)盐胁迫下GM₁、GO处理的菌根侵染率显著降低;(2)盐胁迫显著降低了榉树苗高、地径净增长量,而GM₁、GM₁处理显著提高了盐胁迫下榉树的地径净增长量;(3)盐胁迫下,榉树净光合速率明显下降,3种接菌处理均能提升榉树叶片净光合速率、气孔限制值、水分利用效率,并降低胞间CO₂浓度,其中GM₁和GO较未接菌处理变化最大;(4)盐胁迫条件下只有以叶子飘模型拟合的平均决定系数(R²)高于0.900,其余4种模型各处理的R²均低于0.900。【结论】盐胁迫对榉树幼苗生长及光合特性有抑制作用;接种AMF可以促进植物生长,提升植物净光合速率,缓解盐胁迫对植物生长及光合特性的抑制作用。综合AMF对榉树生长和光合特性的影响,GM₁较为突出,为盐碱地林业生产推荐选用菌株;5种光响应模型中,叶子飘模型的拟合效果最好,为探究盐胁迫下AMF对榉树净光合速率影响的最优模型。     

梭梭根际根瘤菌对紫花苜蓿生长及耐盐性的影响

目的 土壤盐渍化是降低植物生产力、制约农业发展的主要非生物胁迫因素之一,豆科植物共生固氮菌对土壤盐渍化非常敏感,因此探讨盐胁迫下荒漠植物根际根瘤菌资源对紫花苜蓿生长及耐盐性的影响,有望为豆科植物新型复合微生物菌肥的研发和增强紫花苜蓿(Medicago sativa)耐盐能力提供理论基础和优质菌种资源。方法 以从梭梭(Haloxylon ammodendron)根际分离得到的3株根瘤菌(WAW-10、WA30-5和WM30-21)为研究对象,探究0和300 mmol/L NaCl处理下3株梭梭根际根瘤菌对紫花苜蓿生长和耐盐性的影响。结果 接种3株梭梭根际根瘤菌均促进了正常条件和盐胁迫下紫花苜蓿植株的生长,叶绿素含量、根系活力、含碳量和含氮量均显著提升,尤以菌株WM30-21的综合效果最佳;各接菌处理均可诱导紫花苜蓿结瘤,尤以菌株WM30-21的效果最佳。盐胁迫下,接种3株梭梭根际根瘤菌均提高了紫花苜蓿的过氧化氢酶活性,降低了相对质膜透性和丙二醛含量,从而维持了质膜的相对完整性;并提高了紫花苜蓿叶片可溶性糖和脯氨酸含量,从而增强了渗透调节能力;还降低了紫花苜蓿植株中的Na⁺含量、维持K⁺含量的相对稳定,从而提高了钾、钠离子物质量之比(K⁺/Na⁺),其中以菌株WM30-21的效果最佳。结论 接种3株梭梭根际根瘤菌均不同程度地促进了紫花苜蓿的生长,并通过维持质膜的相对完整性、增强渗透调节能力和提高K⁺/Na⁺来增强其耐盐性,其中以菌株WM30-21效果最佳。     

唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

[目的]唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能.以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制.[方法]根据唐古特...     

白桦BpGRAS 1基因的克隆及耐盐功能分析

[目的]GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用.从白桦(Betula platyphylla)中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础.[方法]在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpG...     

盐胁迫对西南卫矛生长及光合特性的影响

以西南卫矛(Euonymus hamiltonianus Wall. ex Roxb.)为试材,设置4个NaCl质量浓度(0、2.0、4.0、6.0 g·L^-1)处理,通过对其叶片光合气体交换参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间CO₂浓度)、生物量、相对电导率、叶绿素含量及叶绿素荧光动力学特征的测定,分析了盐胁迫对西南卫矛生长与光合特性的影响。结果表明:与对照相比, 2.0、4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和水分利用效率显著降低,胞间二氧化碳浓度显著升高,叶片最大光化学效率和单位面积有活性的反应中心数目均显著降低, OJIL曲线中K点和J点均大幅上升,叶绿素含量显著降低; 2.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率与对照差异均不显著,而4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率显著升高。表明西南卫矛对低浓度盐胁迫有一定的耐受能力,但高浓度盐胁迫会对西南卫矛造成影响,抑制PSⅡ活性,降低光化学效率,降低植株对营养物质的吸收和利用,使植株的生长受到阻碍甚至死亡。     

水杨酸对NaHCO3胁迫下桂西北喀斯特地区青冈栎种子萌发的影响

【目的】探讨外源水杨酸(SA)对NaHCO₃胁迫下青冈栎(Cyclobalanopsis glauca )种子萌发特征和生理特性的影响。【方法】研究两个SA浓度(0和0.50 mmol/L)和7个NaHCO₃浓度(0、24、48、72、96、120和144 mmol/L)共14个处理组合下,青冈栎种子萌发参数(发芽率、发芽指数和活力指数)、耐盐指数、相对盐害率、丙二醛(MDA含量)、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性以及渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸)含量的变化。【结果】①无SA处理时,在各NaHCO₃胁迫浓度下,青冈栎种子萌发参数和耐盐指数均低于对照组,相对盐害率则显著高于对照组。经SA处理后,种子萌发参数和耐盐指数均高于无SA处理组,相对盐害率则低于无SA处理组;当NaHCO₃浓度为0~72 mmol/L时,萌发参数和耐盐指数高于对照组,且在NaHCO₃为72 mmol/L时,萌发参数和耐盐指数最高,而相对盐害率最低。②无SA处理时,随NaHCO₃浓度的增加,种子POD和CAT活性先增后减,SOD活性显著低于对照组,MDA含量迅速增加。经SA处理后,在各NaHCO₃胁迫浓度下,种子抗氧化酶活性显著高于无SA处理组,MDA含量显著低于无SA组;且在NaHCO₃为72 mmol/L时,SOD和POD活性最高。③无SA处理组,在NaHCO₃各胁迫浓度下,种子中渗透调节物质都高于对照组;经SA处理后,渗透调节物质有不同程度增加,且在NaHCO₃为72 mmol/L时,其渗透调节物质含量最高。【结论】在喀斯特地区进行青冈栎播种育苗时,用0.50 mmol/L外源SA浸种,对72 mmol/L NaHCO₃胁迫的缓解效应最好。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下桢楠光合生理的影响

[目的]研究盐胁迫条件下,桢楠接种丛枝菌根真菌(AMF)后叶片光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化情况,以期为桢楠在盐碱地造林提供参考.[方法]采用分光光度法测定叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量,采用Li-6400便携式光合仪测定气体交换参数和叶绿素荧光参数.[结果]...     

盐胁迫下丛枝菌根真菌对桢楠根系生长和激素的影响

研究不同浓度盐胁迫下,桢楠接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）后根系形态结构和激素含量及其动态变化情况,为桢楠在盐碱地造林提供技术支撑。     

盐胁迫下氮素形态对海滨木槿幼苗生长及生理特性的影响

【目的】通过研究盐胁迫下氮素形态对海滨木槿(Hibiscus hamabo)生长特性和生理指标的影响,探讨不同氮素形态营养供应下海滨木槿耐盐性差异及其机理,为提升盐碱地海滨木槿绿化应用技术提供依据。【方法】采集滨海盐土,设置对照、低、中和高4个盐胁迫处理水平,利用盆栽试验方法研究了不同氮素形态[铵态氮( {\mathrm{NH}}_4^{+}-N)、硝态氮( {\mathrm{NO}}_3^{-}-N)]和盐分胁迫耦合作用下海滨木槿幼苗的生长特性、光合作用、氮和钾离子(K⁺)含量变化。【结果】经过90 d的胁迫处理,在高盐处理下海滨木槿全部死亡,中盐处理显著降低了其株高、地径,以及茎、叶和总生物量,而低盐处理对其生长没有显著影响。两种形态氮素均有助于提高海滨木槿生长、净光合速率和氮素含量,其中施 {\mathrm{NH}}_4^{+}-N在对照土壤中有助于提高植物生物量,但降低了K⁺含量。在低盐和中盐胁迫处理下,施 {\mathrm{NO}}_3^{-}-N显著增加了植物根系和总生物量以及K⁺含量。【结论】盐胁迫条件下,增施两种形态氮肥均有利于海滨木槿生物量的增加,且能够在一定程度上提高海滨木槿的耐盐性,不同的是 {\mathrm{NO}}_3^{-}-N能够有效促进根系的生长, {\mathrm{NH}}_4^{+}-N则对地上部分的生长作用明显。在同一盐浓度水平处理下,与 {\mathrm{NH}}_4^{+}-N相比, {\mathrm{NO}}_3^{-}-N更有利于缓解盐胁迫对海滨木槿的抑制作用。总体来说,盐胁迫下施 {\mathrm{NO}}_3^{-}-N有利于维持海滨木槿体内养分及离子含量平衡并改善光合功能,从而增强海滨木槿耐盐性。