快生型大豆根瘤菌的渗透调节

弗雷德中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)RT 19是快生型大豆根瘤菌。该菌株在不同浓度NaCl条件下,其细胞内的游离谷氯酸和钾离子含量随盐浓度的提高而急剧增加。在无盐和低浓度NICl条件下,测不出细胞内有游离苏氨酸,但在较高浓度盐存在时,其含量也随着盐浓度的提高而递增。RT19在对数生长后期,突然加入NaCl,使其培养液中的NaCl的最终浓度达到300mmol／L,定时取样测定细胞内氨基酸含量,发现5分钟后谷氨酸含量急剧上升,比不加盐的对照高出5倍,而且在3小时内保持不变．苏氨酸也出现类似情况。测定了RT 19及其转化子RTt1 9和gTt50的谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)在盐压下的活性,发现在300 mmol／L NaCl或300mm。I／L KC1存在时,GDH酶活性稍为下降或不变,而GS和GOGAT酶活性则显著提高。     

中度嗜盐菌 Halomonas sp.BYS-1的渗透调节

Halomonassp BYS 1是一株从活性污泥中分离的中度嗜盐菌 ,它能在 0 1～ 2 6mol LNaCl的以苯乙酸为唯一碳源的基础培养基中生长。BYS 1在不同NaCl条件下生长时 ,胞内的Na 含量基本不发生变化 ;它主要通过积累K 、谷氨酸和甜菜碱来调节胞内外的渗透压平衡。当培养基中的NaCl浓度从 0 1mol L上升到 2 0mol L时 ,其胞内的K 、谷氨酸和甜菜碱分别提高了 1 9、 2 4和 1 3 6倍。     

盐激条件下快生大豆根瘤菌的渗透调节

快生大豆根瘤菌(Rhizobium fredii)RTl9在基本培养基中能耐800 mmol/L。NaCl。该菌株在对数生长后期,突然加入高浓度NaCl,使其培养液中的NaCl最终浓度为1000mmol/L。5分钟后,细胞内谷氨酸的含量便急剧增加,而且脯氨酸也大量积累。50分钟后,它们的含量分别达到未受盐激的(对照)4倍和3.8倍。在盐激条件下,RTl9的谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性比对照明显提高。其中GS活性的提高主要是由GSⅡ引起的,GSI变化不大。将这两种酶直接暴露于1000mmol/LNaCl,50分钟后,酶活性降至原来的70％,并未完全失活。聚丙烯酰胺凝胶双向电泳的分析表明,若干蛋白质在盐激后消失,而且发现两种蛋白质是新合成的,其分子量和等电点(MW/pI)分别为110 kD/4.3和76 kD/6.5。     

外源甜菜碱提高恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL-1耐盐性的研究

研究了外源甜菜碱对恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL-1耐盐性的影响并对其渗透保护机制进行了初步的探讨;结果表明培养基中添加甜菜碱可以改善DLL-1细胞在高盐培养基中的生长情况,添加150mg/L的甜菜碱可以使DLL-1在1.2mol/L NaCl的基础盐培养基中生长,添加10mg/L的甜菜碱就足以显著缩短渗透胁迫条件下DLL-1细胞的延滞期和代时,增加生长量;和不添加对照相比,延滞期由24h缩短到6h,代时由60min缩短到35.7min,最大生长量OD610由1.29增长到1.57。在渗透胁迫条件下,细胞从外界快速吸收外源甜菜碱来代替自身相容性溶质的合成。     

外源甜菜碱提高恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL1耐盐性的研究

研究了外源甜菜碱对恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL1耐盐性的影响并对其渗透保护机制进行了初步的探讨;结果表明培养基中添加甜菜碱可以改善DLL1细胞在高盐培养基中的生长情况,添加150mg/L的甜菜碱可以使DLL1在1.2mol/L NaCl的基础盐培养基中生长,添加10mg/L的甜菜碱就足以显著缩短渗透胁迫条件下DLL1细胞的延滞期和代时,增加生长量;和不添加对照相比,延滞期由24h缩短到6h,代时由60min缩短到35.7min,最大生长量OD610由1.29增长到1.57。在渗透胁迫条件下,细胞从外界快速吸收外源甜菜碱来代替自身相容性溶质的合成。     

中度嗜盐菌Halomonas sp.BYS-1的渗透调节*

Halomonassp BYS 1是一株从活性污泥中分离的中度嗜盐菌 ,它能在 0.1～2.6mol LNaCl的以苯乙酸为唯一碳源的基础培养基中生长。BYS 1在不同NaCl条件下生长时 ,胞内的Na+含量基本不发生变化 ;它主要通过积累K⁺、谷氨酸和甜菜碱来调节胞内外的渗透压平衡。当培养基中的NaCl浓度从 0.1mol L上升到 2.0mol L时 ,其胞内的K⁺、谷氨酸和甜菜碱分别提高了 1.9、2.4和13.6倍。     

渗透压调控对裂殖壶菌发酵产DHA的影响

考察了不同渗透胁迫(0、10、20、30和40 g/L NaCl)对裂殖壶菌HX-308发酵产DHA及脂肪酸构成的影响。结果表明:20 g/L NaCl最有利于裂殖壶菌生长和DHA积累,生物量、总脂肪酸含量、DHA产量及DHA占生物量的比值分别为73 g/L、10.7 g/L、5.0 g/L和68 mg/g,并且DHA在总脂肪酸中所占百分比最高,为45.2%。此外,在低渗透压(10 g/L NaCl)条件下,添加40 mmol/L甘氨酸甜菜碱,DHA产量与未添加相比提高了28.21%;在高渗透压(40 g/L NaCl)条件下添加40 mmol/L海藻糖,DHA产量提高了46.84%;表明添加适量的外源相容性溶质能有效地促进裂殖壶菌积累DHA。     

结合态氮对根瘤菌生长液诱导的苜蓿根毛变形的抑制

以苜蓿根瘤菌和其宿主苜蓿为材料,由结合态氮影响苜蓿根瘤菌生长液诱导宿主根毛变形的功能发现,硝态氮和铵态氮均能有效地抑制根瘤菌生长液诱导的宿主根毛变形。而其抑制作用随结合态氮浓度的增加、作用时间的延长而增强。该抑制作用发生在结合态氮浓度和作用时间分别达到1mmol/L和12h时,或当其浓度和作用时间分别为6mmol/L和48h时,根瘤菌生长液引起根毛变形的植株百分率下降到10％。硝态氮与铵态氮抑制根瘤菌生长液诱导根毛变形的作用相类似。     

外源海藻糖对小麦幼苗耐盐性的影响

以盐敏感小麦品种鲁麦15为材料,分别用完全Hoagland营养液、150mmol／L NaCl和150mmol／L NaCl 10mmol／L海藻糖处理小麦幼苗,测定小麦幼苗生长、离子含量、根系质膜H^ -ATPase、SOD活性、MDA含量等指标,旨在探讨外源海藻糖在抗盐性中的作用。结果表明：外源海藻糖可明显缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用;明显提高NaCl胁迫条件下小麦幼苗叶片中K^ 的含量,降低Na^ 的含量,降低其Na^ ／K^ ;提高NaCl胁迫条件下小麦幼苗SOD活性,降低MDA的含量,降低细胞质膜透性,缓解根系质膜H^ -ATPase活性抑制。以上结果表叫外源海藻糖可能通过增加活性氧清除能力、缓解质膜伤害、维持胞质离子稳态提高植物抗盐性。     

NaCl预处理对盐胁迫下苜蓿中Na~ ,Cl~-和脯氨酸累积分布的影响

NaCl胁迫下,苜蓿的根、茎和叶片中Na~ 和Cl~-显著累积,60％以上的离子分布在液泡中;100mmol/L NaCl或 0.1mmol/L ABA预处理后,液泡中离子的累积显著增加。在200mmol/L NaCl下,体内脯氨酸显著增加,95％以上分布在细胞质中;100mmol/L NaCl预处理后,体内脯氨酸含量及其在细胞质中的累积增加。耐盐性较强的肇东品种和耐盐性较弱的松江品种在Na~ ,Cl~-和脯氨酸的累积和分布上有差异。     

相似相容物质对嗜冷甲烷叶菌R15的冷保护作用

摘要:嗜冷甲烷叶菌R15(Methanolobus psychrophilus R15)是本实验室分离自青藏高原若尔盖湿地的一株甲烷古菌新种。前期研究发现其生长温度范围为0℃－30℃,最适生长温度为18℃,并能在5 mmol/L至800 mmol/L NaCl中生长。【目的】鉴定甲烷古菌的相似相容物质,并探讨它们对甲烷古菌的冷保护作用和可能的作用机理。【方法】用LC-MS 分析低温下甲烷古菌胞内积累的相似相容物质;检测积累的及已知的相似相容物质对R15低温生长的促进作用,并以研究酶稳定性的模式蛋白谷氨酸脱氢酶(GDH)为对象,分析 相似相容物质对低温下酶的稳定性作用。【结果】在4℃培养和冷胁迫的R15细胞内检测到胆碱和甜菜碱的积累;发现胆碱、甜菜碱、甘氨酸、肉毒碱、乙偶姻和四氢嘧啶6 种相似相容物质促进R15的低温生长,而且胆碱、甜菜碱及甘氨酸能提高GDH 酶的低温稳定性。【结论】甲烷古菌的相似相容物质同时具有低温保护作用,本研究扩展了对相似相容物质生理功能的认识。     

钙离子对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响

土壤酸性是阻碍苜蓿根瘤菌与其宿主紫花苜蓿之间高效共生固氮的重要环境因子.本文研究了Ca2 对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响.结果表明:加入一定浓度的Ca2 (5和10mmol·L-1)能提高苜蓿根瘤菌的生长速率,使苜蓿根瘤菌提前进入对数生长期.中性pH条件下,Ca2 的加入对苜蓿根毛变形率无显著影响;低pH条件下,加入2、5和10mmol·L-1的Ca2 均可提高根毛变形率,Ca2 浓度越高,其影响越显著,说明低pH下Ca2 可能会促进苜蓿根瘤菌与其宿主之间的识别.低pH条件下加入Ca2 可以使苜蓿结瘤提前,结瘤率提高;结瘤动力学检测结果表明,加入一定浓度的Ca2 可以使同期结瘤数增加,越是结瘤后期,环境pH越低,这种表现越明显.     

外源甜菜碱对盐胁迫下颠茄生理特性及托品烷类生物碱含量的影响

以颠茄(Atropa belladonna L.)幼苗为材料,通过人工模拟盐胁迫条件,探讨在100 mmol/L盐胁迫下喷施不同浓度(20 mmol/L和40 mmol/L)的甜菜碱(GB)溶液对颠茄幼苗生理特性及托品烷类生物碱含量的影响。结果显示,外源甜菜碱增强了颠茄叶片的光合作用,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均有不同程度的提高;丙二醛(MDA)含量显著下降,硝态氮、可溶性蛋白、游离氨基酸含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性显著升高。颠茄次生代谢途径中的前体氨基酸(鸟氨酸和精氨酸)的含量以及托品烷类生物碱(莨菪碱和东莨菪碱)的含量也明显升高。研究结果表明100 mmol/L盐胁迫处理对颠茄的生长产生了抑制作用,而20 mmol/L甜菜碱处理能较好地缓解这种伤害。     

盐分、温度及其互作对羊草种子发芽率和幼苗生长的影响

羊草是多年生优质牧草,也是中国松嫩平原的优势建群植物。研究了羊草种子在8种浓度（0、50、100、150、200、300、400和500mmol／L）NaCl胁迫及将胁迫解除后在3种变温（16／28℃、5／28℃和5／35℃）条件下的发芽率以及幼苗的生长变化。双因素方差分析表明,NaCl胁迫解除前后盐浓度、温度及其互作均极显著影响羊草种子萌发和幼苗生长。胁迫解除前,在3种温度下,羊草种子发芽率最高出现在没有盐胁迫的条件下,随着NaCl浓度的增加,发芽率呈下降趋势。5／28℃下,NaCl溶液对种子萌发抑制最小,浓度达到200mmol／L时,仍有25．3％的种子萌发;在5／35℃下,对种子萌发抑制作用最大,浓度超过100mmol／L时,种子萌发被完全抑制;16／28℃的处理介于二者之间。胁迫解除后,羊草种子在3种温度下发芽趋势不同。16／28℃下表现为NaCl浓度较大的处理发芽率较高,5／28℃下则呈先上升（0～150mmol/L）后基本保持不变趋势;5／35℃下则呈先上升后下降趋势。盐胁迫下,羊草幼苗在16／28℃变温下生长最好,其次为5／28℃,5／35℃生长最差。盐胁迫解除后,16／28℃和5／28℃下,0～100mmol／LNaCl处理的幼苗根长和苗长随浓度增加而显著上升,大于此浓度变化较小;在5／35℃下,100mmol/LNaCl处理的幼苗根长和苗长最大,而浓度大于100mmol／L时,则随着NaCl浓度增加呈下降趋势。     

GA诱导NaCl胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗耐盐性效应

研究外源GA对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响.结果显示:(1)0和75mmol·L-1NaCl处理可促进种子萌发,浓度为100mmol·L-1及以上时,随着浓度的增加,种子萌发受抑程度越严重;(2)150mmol·L-1NaCl胁迫下,添加外源GA可显著提高黄瓜种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和a-淀粉酶活性;促进种子萌发,以100和150mg·L-1GA处理效果较好;(3)外源GA显著提高幼苗生物量,提高SOD和POD活性,降低MDA含量,以100mg·L-1GA处理效果较好.研究表明一定范围的外源GA可缓解盐害对黄瓜种子萌发和幼苗生长的抑制作用,诱导其耐盐性的提高.     

石油降解菌HX-2耐盐机制及甜菜碱转运蛋白基因的研究

【背景】修复石油烃污染的高盐水体及土壤是具有挑战性的,因此探究石油烃降解菌株的耐盐机制尤为重要。【目的】对石油降解菌HX-2的耐盐机制及与耐盐性相关的基因进行研究。【方法】通过GC分析菌株HX-2在不同石油加入量及高盐条件下的烃降解情况;利用电导率仪及原子吸收光谱对细胞内离子含量进行分析;比较外源添加甜菜碱前后对胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)及高盐土壤中石油降解情况的影响;最后对耐盐相关基因进行了qPCR分析研究。【结果】石油降解菌Rhodococcus sp. HX-2可以对10 000-100 000 mg/L的石油进行降解,3 d降解率均达到70%以上,并可在1%-10%NaCl存在下降解石油,在6%Na Cl浓度下仍有43.8%的降解率。对HX-2菌株耐盐机制的研究表明,细胞内阳离子浓度随着盐浓度的变化没有显著差异,而积累相容性物质甜菜碱并促进EPS的合成才是石油降解菌HX-2的耐盐机制。同时,扫描电镜结果表明,外源甜菜碱的添加通过刺激EPS的合成提高菌株的耐盐性。由HX-2菌株得到4种甜菜碱转运蛋白基因H0、H1、H3、H5和1种甜菜碱合成相关基因BetB。对菌株HX-2的基因转录分析表明,NaCl、甜菜碱诱导H0、H1、H3和H5的表达;在甜菜碱与Na Cl共存时,基因转录水平达到最大值。【结论】Rhodococcus sp. HX-2具有在盐渍化环境中修复烃类污染物的应用潜力。     

不同培养条件对悬浮培养茶叶细胞生长及茶氨酸合成的影响

婺源绿茶嫩叶用MS培养基（加IBA 2mg／L,6-BA 4mg／L）进行茶叶愈伤组织悬浮培养,研究了不同培养条件对茶叶细胞悬浮培养过程中细胞生长与茶氨酸合成的影响。结果显示,NH4^＋／NO3^- 1．0／60．0mmol／L、K^＋ 100．0mmol／L、Mg^2＋ 3．0mmol／L、H2PO4^- 3．0mmol／L、蔗糖30．0g／L、水解酪蛋白2．0g/L条件下,茶叶细胞生长量和茶氨酸积累量均达到最高值;提高培养基中蔗糖和水解酪蛋白浓度可使细胞对数生长期和稳定期得到延长,从而有利于茶氮酸积累;H2PO4^-浓度主要影响细胞生长速率和茶氨酸积累速率的同步性,低H2PO4^-浓度环境中茶氨酸积累速率峰值滞后于细胞增长速率峰值,高H2PO4^-浓度环境中早于细胞生长速率峰值出现时间;K^＋和Mg^2＋对细胞生长的影响不明显,但影响细胞茶氨酸合成酶活性,维持适量的K^＋和Mg^2＋有利于茶氨酸积累。添加盐酸乙胺可大幅度提高茶氨酸积累量,并且先加入一定量盐酸乙胺再每天进行少量补充,茶氨酸合成量比一次性加入的效果要好。茶叶细胞生长和茶氨酸积累高峰期在整个培养过程的第19～22天出现,从生产效率考虑,培养周期以19～22天为宜。     

中度嗜盐细菌Halomonas sp.BYS-1甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和表达

Halomonas sp.BYS-1是一株能矿化苯乙酸的中度嗜盐细菌,该菌能在0～20％NaCl的条件下生长。甜菜碱是其主要渗透保护剂,通过在培养基中添加甜菜碱合成前体(胆碱、甘氨酸)的方法发现它能以胆碱为前体合成甜菜碱。通过PCR的方法克隆了甜菜碱醛脱氢酶基因(betB),测序后在大肠杆菌中进行了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的31．5％,酶活为38．5U／mg,为构建耐盐的转基因植物提供了材料。     

龙珠果茎段离体培养和组培苗耐盐性分析

为建立龙珠果(Passiflora foetida)的快繁再生体系,以实生苗茎段为外植体,研究了植物生长调节剂对丛生芽诱导、壮苗生根的影响,同时对组培苗的耐盐性进行研究。结果表明,MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L培养基有利于诱导丛生芽并促进芽的生长;MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L培养基有利于诱导愈伤组织;1/2 MS+IBA 0.2 mg/L培养基适合小芽壮苗生根。组培苗移栽至泥炭土∶蛭石∶珍珠岩(2∶1∶1)的基质中,成活率可达92.6%,且植株生长良好。0～200 mmol/L NaCl处理的组培苗生长不受影响;超过200 mmol/L NaCl处理,植株出现矮化、叶片萎蔫、变黄等现象。随NaCl浓度升高,叶片的SOD活性逐渐升高,POD、CAT和APX活性则呈先升高后降低的趋势。这为龙珠果的种苗繁育、海滨生态修复提供了技术支持。     

盐胁迫条件下提高内源乙烯对拟南芥幼苗生长和根尖活性氧水平的影响

以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）为材料,研究了内源乙烯对幼苗耐盐性的影响。研究结果表明,在施加了浓度为100 mmol·L^-1的NaCl胁迫的基质环境中,野生型拟南芥幼苗的根长和根重都显著减小。在施加外源乙烯利后不仅能够缓解盐胁迫对幼苗根伸长生长的抑制作用,而且能够缓解盐胁迫对幼苗根增重生长的抑制作用。施加外源ACC则只能缓解盐胁迫对幼苗根增重生长的抑制作用,而不能缓解盐胁迫对根的伸长生长的抑制。此外,100 mmol·L^-1 NaCl的胁迫条件下,拟南芥幼苗根尖中ROS水平明显升高,而施加了乙烯利和ACC处理下,幼苗根尖ROS的水平在NaCl胁迫下并没有明显的升高,说明内源乙烯可以调控植物体内的ROS维持在正常的水平,使植物体免受氧化损伤,从而提高了幼苗耐盐性。