逆境条件下小麦种子活力与种子萌发相关酶活性及其基因表达的关系

分析不同基因型小麦品种逆境萌发过程中种子萌发相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境条件下,种子活力与种子萌发相关酶活性及基因表达量的关系.通过标准发芽试验和逆境(冷浸、人工老化、干旱胁迫)发芽试验,测定4个小麦品种种子活力、萌发过程中可溶性总糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量.结果表明:干旱、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定影响.不同萌发条件下,可溶性总糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;而可溶性蛋白含量随着萌发时间的延长呈现逐渐下降的趋势.α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势,但在冷浸胁迫处理后,豫农949和轮选061的α-淀粉酶活性在萌发60 h后出现下降.半胱氨酸蛋白酶活性整体呈先降低后升高的趋势,但在干旱胁迫条件下,豫农949、豫麦49-198和轮选061的半胱氨酸蛋白酶活性呈现先升高后降低再升高的趋势.不同逆境萌发条件下,α-AMY(α-淀粉酶基因)表达量整体呈先上升后下降的趋势.冷浸胁迫处理后,轮选061的α-AMY表达量高于对照,在其他逆境萌发条件下,4个品种的α-AMY表达量均低于对照;人工老化处理后,长4738的CP(半胱氨酸蛋白酶基因)表达量与对照差异不显著,在其他逆境萌发条件下,4个品种的CP表达量均高于对照.种子萌发期间,不同萌发条件下α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系,α-淀粉酶活性与可溶性总糖含量达到显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性不显著.在标准发芽条件下,α-淀粉酶活性与活力指数呈显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著.冷浸胁迫处理后,半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著.     

人工老化处理对小麦种子生理生化特性的影响

为探明小麦种子在贮藏过程中的生理生化变化规律及合适的老化处理条件,本研究采用高温高湿人工加速老化的方法,对5个非糯小麦和5个糯小麦品系的种子在50℃和90%相对湿度条件下分别处理0、2、4、6、8 d。结果表明:种子发芽率随着老化处理时间的延长而逐渐降低,电导率呈先降后升的趋势;非糯小麦种子的可溶性糖含量随着处理时间的延长呈先降后升、最后下降的趋势,糯小麦种子的可溶性糖含量随着处理时间的延长而逐渐上升;CAT、POD和SOD活性在处理2 d时降到最低,之后保持不变;可溶性蛋白质含量在处理2 d时有所增加,此后随处理时间的延长呈下降趋势;MDA含量随着处理时间的延长呈先降后升、最后降低的趋势。     

余甘子种子的抗逆生理特性及其对天然更新的影响

余甘子（Phylanthus emblica）是干热河谷植被的重要特征种和建群树种。本文通过模拟金沙江干热河谷典型地区元谋盆地4月气候条件下,研究了余甘子种子的活力散失机制及其有关生理生化变化情况,并对余甘子天然群落的自然更新状况进行了调查。结果表明: 随着高温干旱处理时间延长,种子活力不断降低,相对电导率、Pro含量和MDA含量呈持续上升趋势;呼吸强度、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖含量呈单峰曲线变化;膜保护酶系统活力降低和保护性物质含量减少是造成种子活力下降的主要因素;实验处理的第18天至第24天是余甘子种子抵御逆境的临界期;每年3月下旬至4月上、中旬,应采取人工辅助措施来提高其种子的天然更新能力。     

人工老化处理对结球甘蓝种子生理生化特性的影响

以结球甘蓝品种‘冬升’种子为材料,研究高温(40℃)高湿(相对湿度100%)人工老化处理过程中种子的萌发特性、种子浸出液相对电导率和丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及抗氧化酶活性的变化,以揭示种子劣变的机理。结果表明:(1)人工老化处理甘蓝种子的含水量和不正常苗率均随着老化时间的延长逐渐增加,而种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数的增加均逐渐降低。(2)随着处理天数的延长,老化处理甘蓝种子的浸出液电导率显著增大,浸出液可溶性糖含量逐渐升高,可溶性蛋白含量表现出显著下降趋势,而种子MDA含量呈先升高后逐渐下降的趋势。(3)在结球甘蓝种子老化进程中,其种子中SOD、POD、CAT活性变化的趋势相似,均随老化程度的加深而逐渐降低;而APX活性在老化处理的最初2d显著增加,第6天显著降低。研究发现,在结球甘蓝种子老化进程中,种子活力和萌发率显著降低,其种子浸出液电导率、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、保护酶活性变化与种子老化及劣变程度密切相关,膜脂过氧化作用可能是引起或加剧种子老化劣变的重要原因之一。     

生理成熟期高温高湿胁迫对春大豆种子生理特性及种子劣变相关基因GmSbh1表达的影响

以种子田间劣变抗性品种"湘豆3号"和不抗品种"宁镇1号"春大豆为试材,研究了生理成熟期高温高湿胁迫[T:40±2℃/30±2℃、RH 95±5%/70±5%、10 h/14 h(昼/夜),CK:30±2℃/20±2℃、RH 75±5%/70±5%、10 h/14 h(昼/夜)]1、5、10、16、24、48、96和168h对种子萌发、膜脂过氧化、渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)含量、细胞膜保护酶系(SOD、POD、CAT)活性以及种子劣变相关基因Gm Sbh1表达的影响。结果表明:高温高湿胁迫后,发芽势和发芽率呈下降趋势,短时间胁迫(10 h)下降不明显,胁迫24 h后下降显著,各胁迫时间点,不抗品种下降的幅度大于抗性品种;种子细胞膜透性增加,发生膜脂过氧化作用,胁迫5 h后膜脂过氧化作用加剧;相同胁迫时间下,"湘豆3号"的膜脂过氧化程度显著小于"宁镇1号";种子中的脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量明显增加,处理显著高于对照;各胁迫时间点,与对照相比,"湘豆3号"的Pro含量上升的幅度显著高于"宁镇1号",可溶性糖含量上升的幅度两品种间差异不明显;随胁迫时间的延长,处理组细胞膜保护酶系活性先升高后降低,对照组酶活性变化不大,各胁迫时间点处理显著高于对照;与对照相比,胁迫后"湘豆3号"种子的酶活性升高幅度大于"宁镇1号",且"湘豆3号"在胁迫后维持高水平酶活性的时间长于"宁镇1号";"宁镇1号"种子劣变相关基因Gm Sbh1呈上调表达趋势,"湘豆3号"呈下调表达趋势。由此认为,春大豆种子田间劣变抗性的生理与分子机制可能与细胞膜透性增加、膜脂过氧化作用加剧、渗透调节物质含量增加、抗氧化酶活性降低及种子田间劣变抗性相关基因Gm Sbh1的差异表达有关。     

高温胁迫对筛豆龟蝽成虫抗氧化能力的影响

为探索筛豆龟蝽Megacopta cribraria (Fabricius)对高温的耐受性及其体内抗氧化系统对极端高温胁迫的响应机制.以25℃为对照温度,经高温37℃、40℃、43℃和46℃胁迫处理4h后,测定筛豆龟蝽成虫存活率及其体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性以及总抗氧化(T-AOC)能力和丙二醛(MDA)含量的变化.在37℃～46℃高温胁迫下,筛豆龟蝽成虫存活率与对照无显著差异,其体内SOD和CAT活性较对照组均显著增加,其中,SOD活性在37℃最高,随着温度进一步升高,其活性有所下降,但仍显著高于对照.CAT一直保持较高活性,随着处理温度的升高CAT活性呈逐渐升高趋势,在极端高温46℃时其活性最高.POD活性在37℃～ 40℃显著高于对照,43℃和46℃处理与对照无显著差异.T-AOC活性在各处理温度下均显著高于对照,且随着处理温度的升高T-AOC活性呈先升高后降低趋势.各处理MDA含量与对照无显著差异.筛豆龟蝽体内3种抗氧化酶的活力、总抗氧化能力和MDA在适应高温胁迫过程中发挥了重要作用.     

高温胁迫对双斑长跗萤叶甲成虫总蛋白和两种保护酶的影响

双斑长跗萤叶甲是新疆北疆棉花的主要害虫之一。本研究旨在探索短时高温对双斑长跗萤叶甲成虫生理生化的影响。在室内研究了不同高温(33℃、37℃、41℃、45℃)不同时间(0.5 h、1.5 h、2.5 h、6 h、12 h)处理后,双斑长跗萤叶甲成虫体内总蛋白含量、过氧化物酶(POD)及过氧氢酶(CAT)的变化规律。双斑长跗萤叶甲成虫总蛋白在37℃处理12 h时,蛋白含量最高,41℃处理12 h时有所下降,45℃时双斑长跗萤叶甲只能存活1.5 h,但蛋白含量仍高于对照(26℃)。POD活性随温度升高先升高后降低。在33℃处理6 h时,活性最高,在41℃处理12 h时,活性最低。CAT活性在同一时间不同温度处理中呈先降后升再降趋势。在37℃处理1.5 h时活性达到最高,在41℃处理12 h时活性最低。在同一温度不同处理时间中,CAT活性在33℃时先升高后降低,在37℃、41℃时随时间的延长先升高后降低,在45℃时持续降低,且显著低于对照(26℃)。双斑长跗萤叶甲总蛋白及保护酶的活性与温度密切相关,据此推测高温下双斑长跗萤叶甲成虫死亡的原因与保护酶系统被破坏有关。     

不同老化程度的不结球白菜种子活力指标变化及其相关分析

以不结球白菜品种‘高梗白’种子为材料,采用高温(42℃)高湿(相对湿度100%)人工加速老化处理,研究不同老化程度下种子活力指标的变化及其相关性。结果显示:(1)发芽指标(除不正常苗率)和出苗指标均随种子老化程度的加深而显著下降,不正常苗率显著上升。(2)随老化程度的加深,种子中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著下降;种子的超氧阴离子(O2.-)产生速率先增高后降低,过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,丙二醛(MDA)含量下降,种子浸出液相对电导率升高;种子的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脱氢酶活性下降,α-淀粉酶活性先升高后降低。(3)老化种子的发芽势、发芽率、SOD活性、H2O2含量、相对电导率和可溶性糖含量与出苗指标间均存在极显著相关性。研究表明,不结球白菜种子的发芽势、发芽率、SOD活性、H2O2含量和可溶性糖含量随老化程度加深的变化规律一致,且指标间以及与出苗指标均有极显著相关性,可以作为检验不结球白菜种子活力的候选指标。     

农杆菌共培养条件对小麦种子萌发和幼苗生理生化特性的影响

以‘郑9023’、‘中13’和‘西农1376’3个小麦品种(系)为主区,再分别以农杆菌共培养时间、共培养温度以及乙酰丁香酮(AS)浓度为副区,对农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性进行了研究。结果表明,各小麦品种(系)与共培养时间、共培养温度以及AS浓度的互作效应不显著;随共培养时间的延长,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,MDA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而POD活性则呈先升后降的趋势,农杆菌对小麦种子及幼苗的伤害随共培养时间的延长而增大,且当共培养时间超过2 d时其伤害作用更为明显;共培养温度为25℃时,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到或接近最低值,POD活性、MDA含量、白化苗率则达到最大值,此时农杆菌对小麦种子及幼苗不利影响最为明显;加入AS能促进农杆菌对小麦的侵染效果,并以150μmol/L AS的促进作用最强,对小麦种子萌发及幼苗生理生化指标的影响也最大;小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异。依据共培养条件下小麦种子萌发和幼苗生理生化特性及卡那霉素抗性苗率综合分析认为,农杆菌浸种法转化小麦时较适宜的条件为:共培养时间应控制在2～3 d、共培养温度22～25℃、AS浓度为150μmol/L。     

多蒴灰藓（苔藓植物门：藓纲）对短期极端温度的生理响应

近年来,藓类植物作为一类模式植物,在分子生物学、抗性生理学研究中受到重视,因此,开展逆境条件下藓类植物渗透调节物质和膜保护系统相关指标变化的研究,将为了解藓类植物对逆境条件适应的生理机制提供基础资料。多蒴灰藓（Hypnum fertile Senden.）分布广泛,生境多样,本文研究了低温(5℃)和高温(40℃和60℃)在不同胁迫时间(0、1、2、4、6、8h)下多蒴灰藓体内可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性的变化,以期了解多蒴灰藓对不同温度条件的适应能力和响应的生理机制。结果表明：在5℃低温处理下,随处理时间延长,多蒴灰藓的可溶性糖含量逐渐增加,在高温处理下,呈现先升高后降低的趋势;游离脯氨酸、MDA在低温和高温胁迫下随处理时间延长都逐渐升高。CAT在5℃低温处理下活性逐渐升高,在40℃高温处理下先升高后降低,在60℃高温处理下则迅速降低,6 h后酶完全丧失活性。SOD的活性在5℃低温处理下随处理时间延长逐渐降低,在高温处理下则表现出先升高后降低趋势,40℃高温胁迫下6 h达到最大值,60℃胁迫下0.5 h达到最大值。POD在5℃和40℃处理下活性随处理时间延长逐渐升高,在60℃高温处理下则先升高后降低。这些结果表明,多蒴灰藓适生于20℃左右的温度条件下,60℃高温对多蒴灰藓的伤害明显,与高温相比,多蒴灰藓更适合生长于低温环境;多蒴灰藓通过增加游离脯氨酸以提高对温度逆境的适应;POD和CAT在多蒴灰藓抵御低温胁迫时可能起着主要作用,而SOD则在其抵御高温胁迫时起一定的作用。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Cause of Senescence of Nine Sorts of Flowers

The levels of endogenous phytohormones and respiratory rate in nine sorts of flowers such as Cymbidium faberi Rolfe, Nopalxochia ackermannii Kunth and others were investigated both at full bloom and senescence and meanwhile the effect of exogenous phytohormones on prolonging the blossoms and promoting ethylene production were tested. There is a high content of endogenous ethylene in all the long-lived flowere, about 3–16 folds higer than the short-lived ones. There is a high level of ABA at full blooming flowers of short-lived flowers, in which there is no or only some cytokinins in it, but the ratio of CTK (6BA+zeatin)/ABA is smaller(l.7). The endogenous ABA reached a much higher level at senescence in all nine sorts of flowers, so it is reasonable to consider that it is ABA which plays an important role of regulation in controlling flower's senescence. There is a much higher level of GA3 and zeatin in the long-lived flowers which is not demonstrated in the shortlived ones. The respiratory rate is one of the factors controtling the longevity of flowers, but it does not play a decided role. Application of 6BA and zeatin prolongs distinctly orchid’s longevity, however exogenous IAA through the promotive action on ethylene production, evidently extends the longevity of the flowers of the Nopalxochia ackermannii Kunth.     

龙胆科药用植物化学成分的研究现状

龙胆科植物在我国的分布范围很广,且多数为药用植物,其多数种属的药用植物,至今其化学成分尚未被系统研究。综述了目前龙胆科药用植物的化学成分的研究现状及一般提取方法,对近年来发现的环烯醚萜及裂环烯醚萜类化合物进行了总结,为本科药用植物的更深入研究提供了参考。     

The effects of glutamine of the maintenance of embryogenic cultures of Cryptomeria japonica

Summary Embryogenic tissues of sugi (Cryptomeria japonica) were induced on a modified Campbell and Durzan (CD) medium containing 1 μM 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 600 mg l⁻¹ glutamine, and subcultured in the medium of the same composition for over 1 yr. This resulted in a mixed culture of embryogenic and non-embryogenic cells. When embryogenic cells were isolated and cultured independently, their capacity to form embryogenic aggregates was lost. Thus, the non-embryogenic cells present within a mixed culture system were essential to the formation of embryogenic aggregates. When embryogenic tissues were isolated and cultured independently on a high glutamine-containing (2400 mg l⁻¹) medium, dry weights and endogenous levels of glutamine increased, and the tissue could generate a large number of embryogenic aggregates. Amino acid analysis of embryogenic and non-embryogenic cells from the maintenance culture indicated a higher level of glutamine was present in the latter. The high endogenous level of glutamine in the non-embryogenic portion of mixed cell masses may be the supplier of glutamine for maintaining the embryogenic property of the tissues.     

Specificity of action of piperidylcholine derivatives as substrates of cholinesterases of various origin

The review deals with study of enzymologic properties of a novel highly specific acetylcholinesterase substrate, N-(β-acetoxyethyl) piperidinium iodomethylate (“piperidylcholine”), and its 30 derivatives that were tested as effectors of cholinesterases of mammals and various species of Pacific squids. It was proven for the first time that responsible for specificity of action was structure of cyclic ammonium grouping of the alcohol part of molecule of the ester substrate. Analysis of specificity is performed based on enzymatic hydrolysis parameters—activity of catalytic center of cholinesterases and bimolecular constant of the reaction rate that are determined at optimal and low substrate concentrations. Among the specially synthesized group of thioester compounds there is revealed one more highly specific acetylcholinesterase substrate—N-(β-acetoxyethyl) piperidinium.     

真菌类遗传学分析的知识结构教学

本文以认知结构理论为指导,讨论了真菌类遗传分析与高等动植物遗传分析的内在联系,认为利用这种内在联系进行教学可收到好的效果并说明了作者的具体教学过程。 Abstract:In the paper, the relationship between genetic analysis of Fungi and genetic analysis of high animal and plant was discussed.A good results were obtained when we adopted this method in the teaching.     

The mechanism of hatching of eggs of Haemonchus contortus

Fluid collected from hatching eggs of Haemonchus contortus contained a lipase which hydrolysed 2-naphthyl laurate (about 0·7 μmol naphthol freed /h/10⁶ eggs). The fluid also hydrolysed l-leucinamide (about 2·3 μmol leucine freed/h/10⁶ eggs). The fluid when added to normal or heated eggs caused ‘hatching’. ‘Hatching’ also occurred in exsheathing fluid from infective juveniles and in a preparation of pancreatic lipase containing leucine aminopeptidase. A purified mammalian leucine aminopeptidase in combination with several different lipases did not attack egg shells.The ‘spontaneous’ hatching of eggs of H. contortus was strongly inhibited by 1,10-phenanthroline, 10^?3M, and this inhibition was reversed by Zn²⁺. However, the inhibition of ‘hatching’ of eggs in externally applied hatching fluid, or the hydrolysis of leucinamide in hatching fluid was generally less marked.     

Photoregulation of seed germination of wild-type and of an aurea-mutant of tomato

Seed germination of an aurea mutant of tomato ( Lycopersicon esculentum Mill.) is promoted by continuous irradiation with red, far-red or long-wavelength far-red (758 nm) light as well as by cyclic irradiations (5 min red or 5 min far-red/25 min darkness). Far-red light applied immediately after each red does not change the germination behaviour. Seed germination of the isogenic wild-type, cv. UC-105, is promoted by continuous and cyclic red light while it is inhibited by continuous and cyclic far-red light and by continious 758 nm irradiation. Far-red irradiation reverses almost completely the promoting effect of red light. The promoting effect (in the aurea mutant) and the inhibitory effect (in the wild-type) of continuous far-red light do not show photon fluence rate dependency above 20 nmol m⁻² s⁻¹. It is concluded that phytochrome controls tomato seed germination throgh low energy responses in both the wild type and the au mutant. The promoting effect of continuous and cyclic far-red light in the au mutant can be attributed to a greater sensitivity to P_fr.