非生物胁迫对花生叶片AhNCED1蛋白表达的影响

AhNCED1(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 1 in Arachis hypogaea L.)是调控花生ABA(abscisic acid)生物合成的关键限速酶.利用Western blotting研究不同非生物胁迫对花生叶片AhNCED1蛋白表达的影响.结果表明渗透胁迫引起叶片AhNCED1蛋白表达快速(1 h)增加,ABA含量不断升高;NaCl处理后叶片AhNCED1蛋白在胁迫中期(7 h)表达增加,胁迫10 h时ABA含量显著升高;低温处理后叶片AhNCED1蛋白在胁迫后期(10 h)表达增加;高温胁迫后AhNCED1蛋白表达无明显变化.说明花生在感受(高渗、高盐、低温)等非生物胁迫后可能通过激活AhNCED1蛋白的表达,促使花生内源ABA水平升高以适应外界环境.     

不同花生品种响应干旱胁迫后叶片内ABA与AhNCED1的分布

以粤油7号和汕优523两个不同抗旱性品种为材料,研究响应干旱胁迫后叶片ABA(abscisic acid,脱落酸)和AhNCED1(Arachis hypogaea nine-cis-epoxycarotenoid dioxygenase)的分布以及含量变化。结果表明,两种花生品种响应干旱胁迫后叶片的维管组织中ABA分布增强且含量增加,AhNCED1蛋白分布也增强;且在水分胁迫初期粤油7号花生AhNCED1蛋白分布强于汕优523,其体内ABA分布水平也高于汕优523;经ABA生物合成抑制剂Naproxen处理后,两种花生叶片ABA分布减弱,但粤油7号叶片维管组织中ABA分布水平仍高于汕优523。结果表明维管组织是干旱胁迫下花生叶片中ABA和AhNCED1分布的主要区域,且粤油7号花生抗旱性强可能与其体内AhNCED1和ABA的分布量较高有关。     

水分胁迫下植物叶片光合的气孔和非气孔限制

评述了水分胁迫下植物叶片光合的气孔和非气限制研究的进展,提出了一个判别水分胁迫下气孔和非气孔限制的方法。     

玉米叶片气孔及花环和维管束结构对水分胁迫的响应

采用盆栽种植,以玉米品种郑单958为试验材料,设置对照（CK）、轻度（LS）、中度（MS）和重度（SS）水分胁迫 (土壤含水量分别为田间持水量的75%～85%、65%～75%、55%～65%、45%～55%)4个水分梯度,从气孔开度的调控、花环结构的变化、叶片维管束水分运输等方面研究了玉米对土壤水分胁迫的应激反应.结果表明：随着水分胁迫程度的不断加剧,气孔保卫和副卫细胞中过氧化氢(H₂O₂)的积累量逐渐增多,应用荧光染色定位也发现H₂O₂荧光强度逐渐增强,而气孔开度和气孔导度均逐渐减小.同时,花环的正常结构被破坏,花环细胞排列凌乱且体积逐渐变小,维管束鞘细胞变得不规则;大维管束断面面积、木质部面积以及韧皮部细胞数均减少,总的叶片和上、下表皮的厚度逐渐变薄.此外,花环细胞和维管束鞘细胞中叶绿体数目减少,且在中度胁迫下花环细胞中叶绿体的分布发生了变化,由紧贴细胞质膜内侧环靠细胞壁分布向偏细胞中心扩散.发现玉米气孔关闭可能是由保卫细胞和副卫细胞中的H₂O₂共同调节,副卫细胞中的H₂O₂对保卫细胞主导的气孔关闭具有协同作用.总之,在水分胁迫下,玉米通过改变叶片花环结构和厚度、叶绿体的分布,减小木质部和韧皮部面积等降低叶片表面水势,促进气孔关闭,减少体内水分散失,以减轻干旱胁迫对其伤害.     

AhNCED1基因转化花生研究

构建转化AhNCED1基因花生(Arachis hypogaea L.)过表达载体35S::AhNCED1::GUS,用OD600=0.8的LBA4404农杆菌液浸染汕油523,抗性芽诱导率达100%.PCR检测89株筛选苗,43株呈阳性,GUS检测阳性率为50%.转基因植株地上部分ABA含量增加;PEG胁迫10 h,转基因植株叶片AhNCEDl蛋白表达增强,内源ABA水平积累,超氧化物水平降低.     

水分胁迫下烟草光合作用的气孔与非气孔限制

快速水分胁迫处理时,处于中度水分胁迫(Ψ_w=-1.54MPa)的烟草叶肉活性、叶绿体放氧能力及光合暗反应受到的影响很小;处于严重水分胁迫(Ψ_w=-1.84MPa)的RuBPCase,FBPase及果糖二磷酸醛缩酶活性明显降低,叶肉活性和叶绿体放氧能力受到强烈的抑制。     

花生响应水分胁迫过程中叶片AhCYP707A1蛋白和ABA分布的变化

CYP707A蛋白是高等植物内源ABA代谢主要途径的关键酶,在水分胁迫过程中花生植株Ah CYP707A1蛋白和ABA分布与水平的变化并不清楚。研究结果表明,水分胁迫初期,花生叶片Ah CYP707A1蛋白表达均先被强烈抑制,促进ABA积累,随后蛋白表达回升,参与调节ABA稳态;叶片Ah CYP707A1蛋白以及ABA主要分布在叶片维管组织中。水分胁迫下,经CYP707A蛋白抑制剂处理后,花生叶片ABA分布和含量均有提高。抗旱花生品种‘粤油7’在水分胁迫下,Ah CYP707A1蛋白的表达以及分布均强于敏旱品种‘汕优523’,表明ABA代谢更为活跃。     

干旱胁迫下水杨酸对银沙槐子叶表皮气孔开度的影响

以沙生植物银沙槐似mmodendronargenteum）幼苗为实验材料,采用PEG处理和PEG＋SA综合处理两种方式,其中SA包括不同浓度、不同时间和不NpH值3种处理,显微观察干旱胁迫处理、干旱胁迫下外源水杨酸处理对子叶表皮气孔开度的影响,以探讨干旱与气孔运动的关系。结果表明：干旱胁迫处理后,气孔运动的趋势是随着PEG浓度的增加,孔径逐渐减小。在干旱胁迫下,sA不同浓度处理后,气孔孔径在相同PEG浓度下随着sA浓度的增加而减小;随sA处理时间的不同,气孔开度随着时间的延长而变小,且在不同PEG浓度（0、10％和20％）条件下,气孔开度的变化与sA处理时间均呈显著（R=-0．998＊＊、R=-0．955＊和R=-0．983＊）负相关;sA溶液pH值越低,对气孔开度的抑制作用越明显。可见,干旱胁迫后能减小银沙槐气孔孔径的大小,在干旱胁迫处理下施加SA处理,sA对银沙槐气孔开度的抑制作用加剧,说明sA在提高银沙槐的抗旱性方面起到了一定作用。     

超表达AhNCED1拟南芥植株在渗透胁迫下抗氧化能力和抗旱相关下游基因表达变化

利用纯系超表达AhNCED1拟南芥植株,在添加300mmol·L-1山梨醇的MS培养基上胁迫培养,分析其表型及抗氧化能力。结果表明,在正常情况及300mmol·L-1山梨醇处理10d条件下,与129B08/nced3突变体和野生型比较,超表达AhNCED1植株生长状况好,主根长度增加,幼苗体内O2ˉ含量水平较低,POD和SOD酶活性较高。说明NCED1基因对于拟南芥体内抗氧化酶系统的维持有重要意义。用sqRT-PCR方法检测结果表明,野生型和超表达AhNCED1拟南芥植物体内KIN1、COR47和RAB18基因表达随脱水延长而明显增强,且在超表达AhNCED1拟南芥中增强幅度大。     

水分胁迫对春小麦苗期叶肉细胞和气孔数的影响

利用显微摄像系统与离析法对甘肃陇中６个品种春小麦不同水分状况下苗期的叶肉细胞和叶片气孔数目进行观测,发现不同环数叶肉细胞占总人细胞的百分比在不同水分胁迫下和不同品种间均未表现出显著差异。随胁迫强度的增大,各品种不同叶肉细胞的宽试和高度都由分散分布向某一值集中,且在同一水分状况下,不同环数叶肉细胞随品种的变化趋势几乎一致。叶片上、下表皮（即为近、远轴叶表皮,下同）气孔数在不同水分胁迫下的变化不同,但     

不同花生品种响应干旱胁迫后叶片内ABA与AhNCEDl的分布

以粤油7号和汕优523两个不同抗旱性品种为材料,研究响应干旱胁迫后叶片ABA（abscisicacid,脱落酸）和AhNCEDl（Arachishypogaeanine-cis-epoxycarotenoiddioxygenase）的分布以及含量变化。结果表明,两种花生品种响应干旱胁迫后叶片的维管组织中ABA分布增强且含量增加,AhNCEDl蛋白分布也增强;且在水分胁迫初期粤油7号花生AhNCEDl蛋白分布强于汕优523,其体内ABA分布水平也高于汕优523;经ABA生物合成抑制剂N印roxen处理后,两种花生叶片ABA分布减弱,但粤油7号叶片维管组织ABA分布水平仍高于汕优523。结果表明维管组织是干旱胁迫下花生叶片中ABA和AhNCEDl分布的主要区域,且粤油7号花生抗旱性强可能与其体内AhNCEDl和ABA的分布量较高有关。     

Alterations in Protein and Esterase Patterns of Peanut in Response to Salinity Stress

The ability of peanut (Arachis hypogaea L.) to grow at high concentrations of NaCl may be due to the alteration in gene expression. SDS-PAGE analysis has revealed that plants grown under NaCl showed induction (127 and 52 kDa) or repression (260 and 38 kDa) in the synthesis of few polypeptides. In addition, nine different esterase isoenzymes were detected in embryos of seeds germinated in 105 mM NaCl, whereas only five of them were detected in the embryos of untreated seeds. On the other hand, in the cotyledons, the esterase pattern was not affected by NaCl concentration. The esterase patterns of both stems and leaves were less influenced by NaCl in comparison to those of roots. The lipid contents, and fresh and dry masses were increased up to 45 mM NaCl and decreased at higher concentrations. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

转AhNCED1基因拟南芥的形态特征和抗旱性研究

目的：探讨外源基因花生NCED1（AhNCED1）对拟南芥的形态特征和抗旱能力的影响。方法：观察转AhNCED1拟南芥的表型特征以及在干旱条件下的变化,利用扫描电镜观察植株叶上表面细胞和气孔大小。结果：与野生型相比,AhNCED1转基因植株矮壮,株型紧凑,分蘖和分枝数减少,幼苗根发育好。在干旱条件下转基因型植株叶大色绿,气孔开度减小,表皮细胞排列紧密。结论：转基因型植株在干旱条件下的表型特征与抗旱能力表明转基因拟南芥抗旱能力高于野生型。     

Reflectance Indices Indicative of Changes in Water and Pigment Contents of Peanut and Wheat Leaves

Measurements of reflectance in visible and near-infrared spectral regions were made on detached leaves of two crop species of different leaf morphology, structure, and water content (peanut and wheat) throughout progressive desiccation. Relative water content (RWC) was well correlated with water index (WI) but even better with the ratio of WI and normalized difference vegetation index. RWC was also significantly correlated with structural independent pigment index indicative of carotenoids/chlorophyll ratio. New indication is thus provided to assess leaf water content and apply simple and fast radiometric techniques for plant water stress management. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Diurnal Changes of Gas Exchange,Chlorophyll Fluorescence,and Stomatal Aperture of Hybrid Poplar Clones Subjected to Midday Light Stress

Diurnal changes in net photosynthetic rate (P_N), chlorophyll (Chl) fluorescence, and stomatal aperture of several hybrid poplar clones subjected to midday light stress were measured in July and August of 1996. Midday depression of P_N, photosystem 2 (PS2) efficiency, stomatal conductance (g_s), and stomatal aperture was observed in all clones, though at differing rates among them. Non-uniform stomatal closure occurred at noon and at other times, requiring a modification of intercellular CO₂ concentration (C₁). A linear relationship was found between g_s and stomatal aperture. More than half of the photons absorbed by PS2 centre dissipated thermally when subjected to light stress at noon. There was a linear relationship between the rate of PS2 photochemical electron transport (PxPFD) and P_N. There was a consensus for two fluorescence indicators (1 – q_P/q_N and (F_m' – F)/F_m') in assessment of susceptibility of photoinhibition in the clones. According to P_N, Chl fluorescence, and stomatal aperture, we conclude that midday depression of photosynthesis can be attributed to both stomatal and non-stomatal limitations.     

Contrasting Effects of the Cotton Defoliant Thidiazuron and Aminoethoxyvinylglycine,an Inhibitor of Ethylene Formation,on Stomatal Aperture and on Ethylene Formation in Bean (Phaseolus vulgaris) Leaves

The cotton defoliant, thidiazuron, 1-phenyl-3-(1,2,3-thiadiazol-5-yl)-urea stimulated ethylene formation in primary leaves of Phaseolus vulgaris var. Favorit, three to eight days after spraying. Aminoethoxyvinylglycine (AVG), an inhibitor of ethylene formation, delayed this ethylene outburst by two to three days when sprayed together with the defoliant. Under conditions of dryness, thidiazuron inhibited the stomatal closure of bean leaves. Spraying with AVG counteracted this effect of thidiazuron on the stomates and caused a partial and reversible closure ca 1 day after spraying.     

花生金属硫蛋白基因AhMT3a的克隆及其表达

以鲁花14号花生为材料,从花生cDNA文库和基因组中筛选和克隆了花生的金属硫蛋白基因AhMT3a。该基因全长785 bp,有2个内含子,开放阅读框由201个碱基组成,编码66个氨基酸,其中包含13个半胱氨酸(Cys),预测其分子量为6.83kD,等电点为4.59。运用生物信息学手段对AhMT3a蛋白的信号肽、跨膜区、亚细胞定位和疏水性进行了预测。与拟南芥、棉花和草莓等植物type 3 MTs的序列比对结果表明,花生和其他不同植物的MT3在氨基酸序列上具有较高的同源性,从系统发育树中可以看出AhMT3a和蒿麦的金属硫蛋白亲缘关系较近。半定量RT-PCR和芯片杂交结果显示花生AhMT3a在花中表达量最高,在种子中表达量最低;在ABA、NaCl及PEG等不同处理下,表达量变化不大。     

高温胁迫下葡萄叶片蛋白激酶的诱导形成与活性变化

以"京秀"葡萄(Vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,研究了高温胁迫激活的蛋白激酶的类型和活性.结果表明,高温胁迫10～60min明显地激活了一个分子量约为52 kD的蛋白激酶,该蛋白激酶能将凝胶中所嵌入的髓鞘碱性蛋白(MBP)磷酸化,在放射自显影中表现出很高的放射活性,而对凝胶中的组蛋白-Ⅲ(histone-Ⅲ)则没有这样的作用.在溶液反应体系中该蛋白激酶对MBP也表现出很高的磷酸化活性,而对histone-Ⅲ却无作用.Ca2 对其活性变化无显著影响.酪氨酸特异性蛋白磷酸酶(YOP)对该激酶的活性有显著的钝化作用.结果表明该52 kD蛋白激酶是MAPK家族中的一种.     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。