水稻油体钙蛋白家族的进化及对干旱胁迫的响应性分析

油体钙蛋白不仅参与了油体的形成, 而且可能与植物耐受干旱胁迫有关. 目前对水稻中的油体钙蛋白的功能了解很少. 本文通过对水稻基因组数据库的序列搜索, 确定了水稻油体钙蛋白基因家族的6 个成员. 通过对这些基因的序列、结构和染色体位置分析, 表明水稻油体钙蛋白基因家族的扩增可能与片段复制和串联重复有关. 通过对这些基因与其他物种中的油体钙蛋白基因的系统进化分析及功能比较分析, 揭示了拟南芥和水稻中功能可能对应的成员. 为了确定与干旱胁迫响应相关的油体钙蛋白基因, 通过荧光定量PCR 检测了水稻油体钙蛋白家族在根、叶、花中的表达, 以及在这些组织中响应干旱胁迫的表达情况, 发现有3个基因成员在不同组织中受干旱胁迫的诱导, 为进一步对它们展开功能分析奠定了基础.     

外源水杨酸浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响

采用向1/2 Hoagland营养液中按一定比例添加聚乙二醇(PEG-6 000)模拟干旱胁迫的方式,研究了外源SA浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响.其结果表明:①与对照组相比,干旱胁迫不同程度地降低了国槐根系的SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根系MDA含量水平.②使用适当浓度的SA浸种可以提高SOD、POD及CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,SA浸种有利于缓解干旱胁迫带来的不良影响.③低浓度的SA浸种处理能够提高国槐根系抗旱性,缓解干旱胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了干旱胁迫的伤害.1 mmol/L浸种具有提高国槐根系抗旱性的最佳效果.     

外源水杨酸浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响

采用向1/2 Hoagland营养液中按一定比例添加聚乙二醇(PEG—6 000)模拟干旱胁迫的方式,研究了外源SA浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响。其结果表明:①与对照组相比,干旱胁迫不同程度地降低了国槐根系的SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根系MDA含量水平。②使用适当浓度的SA浸种可以提高SOD、POD及CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,SA浸种有利于缓解干旱胁迫带来的不良影响。③低浓度的SA浸种处理能够提高国槐根系抗旱性,缓解干旱胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了干旱胁迫的伤害。1 mmol/L浸种具有提高国槐根系抗旱性的最佳效果。     

开放式空气CO2浓度增加条件下水稻对土壤微污染铜胁迫响应

在开放式空气CO₂浓度增加(FACE)平台下, 采用盆栽试验, 初步研究了CO₂浓度升高至570 μmol·mol^-1时, 水稻叶片对土壤二级Cu污染胁迫的响应. 结果表明: 当CO₂浓度升高至570 μmol·mol^-1时, 水稻叶片中Cu含量与对照圈(Ambience)相比有降低的趋势, 尤其当土壤受到二级Cu污染时, 降低趋势更明显; 在FACE条件下, 二级Cu污染引起水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD酶)活性在水稻整个生长阶段受到诱导, 而还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量没有显著变化. 在自然CO₂浓度下, 二级Cu污染造成了SOD酶活性在水稻整个生长阶段受到抑制; 而GSH和GSSG含量受到诱导, 在拔节期诱导率最大, 后期恢复到对照水平. 随着水稻生长发育, 丙二醛(MDA)的含量不断上升, 但是在同一生长阶段FACE圈和Ambience圈各处理组之间没有显著差异. 高浓度CO₂下, 水稻对二级Cu污染胁迫响应部分指标发生变化的机制有待于进一步的研究.     

水稻光温敏核不育系培矮64S在不同光周期/温度下表达谱的变化

用含3328 个基因的cDNA 阵列分析了水稻光温敏核不育系培矮64S 于长日照/高温及短日照/低温下幼穗的基因表达谱特征. 统计数据表明, 以短日照/低温(花粉可育)为参比, 长日照/高温(花粉不育) 下表达丰度显著变化的基因高达14.60%, 482 个基因下调表达, 仅4 个基因上调表达. 以实时荧光定量PCR 技术对所有上调表达基因和随机选择的9 个下调表达基因进行了检测, 各基因表达丰度的变化趋势一致, 验证了cDNA 阵列杂交结果的可靠性. 这些差异表达基因几乎涉及所有的细胞生物学反应, 但MAPK 同系物MMK1 和MMK2 在mRNA 水平表现出截然不同的基因表达特征, 大量参与信号传导的信号分子的表达丰度也发生明显变化. 可以推测, 花粉形态建成及相应的生理功能所需要的程序性转录调控受严重干扰可能是MAPK 信号传导途径发生显著改变所导致.