植物叶片和角果的碳酸酐酶与光合速率的关系研究

以3种植物为材料,对其叶片、角果的碳酸酐酶活性日变化和相应的净光合速率日变化以及不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性和净光合速率关系进行研究.结果表明,在日变化中,油菜和诸葛菜的CA活性与其净光合速率之间存在显著性正相关,羽衣甘蓝则不明显.但3种植物不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性与净光合速率之间都呈显著正相关,说明无论是植物的营养器官叶片,还是生殖器官角果,CA活性的高低对净光合速率都有较大的影响.     

四个芸薹属物种硫苷含量与种类分析及特殊硫苷成分的种间导入

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是在十字花科植物中广泛存在的一类次级代谢物,在植物防御体系中发挥着重要的作用。本研究通过高效液相色谱(HPLC)技术,检测分析了十字花科芸薹属4个油用物种(甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥、芥菜型油菜、白菜型油菜)67个代表性品种3个器官(根、叶、种子)3个环境(2014年湖北武汉、2016年湖北武汉、2016年湖北襄阳)下的硫苷种类及含量。共检测到11种主要的硫苷,显著性检验结果显示:不同年份间硫苷含量分布差异极显著,但在同一年武汉与襄阳两个地点间差异不显著;不同物种间硫苷的类型差异明显;甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥不同品种间硫苷含量分布差异极显著,但受测的芥菜型油菜、白菜型油菜不同品种间硫苷含量分布差异不显著;同一个品种不同器官间的硫苷总量差异极显著;同一器官不同硫苷的含量差异也极为显著。这些结果表明硫苷在不同物种、不同器官、不同品种间都展现了丰富的变异,同时硫苷也受到了极显著的环境影响。每个物种或物种的不同器官内都有其代表性的特殊硫苷成分,如甘蓝型油菜中的2-羟基-3-丁烯基硫苷,埃塞比亚芥以及芥菜型油菜中的2-丙烯基硫苷,白菜型油菜中的3-丁烯基硫苷。其中一些特殊硫苷成分具有有益的生物学功能,它们的存在为通过种间杂交的方式将其向甘蓝型油菜中聚集提供了可能性。我们以在埃塞俄比亚芥与芥菜型油菜中所检测到的具有抗病功能的2-丙烯基硫苷为例进行展示,这种硫苷成分在高、中、低硫苷的甘蓝型油菜品种中含量都几乎为0,而在含有埃塞俄比亚芥与白菜型油菜亚基因组导入片段包含3个世代183个株系的再合成甘蓝型油菜(新型甘蓝型油菜)中,有170个株系检测到了显著高于品种材料的2-丙烯基硫苷成分,这说明了通过种间交流的方式向目标物种中导入特殊硫苷成分的可行性。以上这些结果将为分析利用芸薹属不同油用作物中的硫苷,并创建具有特殊硫苷成分的芸薹属作物提供信息和新的视角。     

模拟干旱胁迫下构树和桑树的生理特征比较

在不同浓度聚乙二醇(PEG 6000)的处理下,测定构树和桑树的碳酸酐酶活性、光响应曲线、二氧化碳响应曲线和叶绿素荧光等指标,比较它们的抗干旱能力.结果表明:(1)构树的碳酸酐酶活力变化不显著,而桑树的碳酸酐酶活力不同的PEG 6000浓度间差异较大.(2)构树的净光合速率受PEG 6000的影响较小,而桑树受到抑制较...     

甘蓝型油菜PGK基因的克隆与表达分析

为研究甘蓝型油菜磷酸甘油酸激酶(PGK)基因表达特性,在对拟南芥PGK基因家族生物信息学分析的基础上,通过电子克隆方法获得3个甘蓝型油菜PGK基因(BnPGK1、BnPGK2、BnPGK3)。分别设计特异引物,以甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的cDNA为模板克隆BnPGK基因全长序列。根据获得的cDNA序列设计实时荧光定量特异引物,采用实时荧光定量PCR技术,研究油菜雄性不育系与保持系PGK基因表达差异。结果显示:BnPGK基因在甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的根、茎、叶、花蕾中均有表达,属组成性表达。除茎中的BnPGK3外,BnPGK其它基因在根、茎、叶中的表达均表现为09A高于09B,而在花蕾中均为09B高于09A,BnPGK1和BnPGK3在09B中的表达量是09A中的2倍以上。     

莱茵藻胞外碳酸酐酶分子定位与活性诱导

胞外碳酸酐酶是藻类CCM机制和光合作用的一个重要组分,藻类从高CO2转入低CO2浓度培养时可诱导出胞外碳酸酐酶。应用金标免疫分子定位和pH调节对胞外碳酸酐酶分子定位和CO2诱导机制进行研究,结果表明：胞外碳酸酐酶主要分布于胞壁空间（细胞质膜与细胞壁之间）,且细胞壁上也有较多分布,细胞壁外分布较少。说明胞外碳酸酐酶能从胞壁空间穿过细胞壁。通过CO2诱导和pH调节（升高）,均可提高碳酸酐酶活性,且pH提高幅度越大,胞外碳酸酐酶活性也越大,说明胞外碳酸酐酶的CO2诱导与pH调节有一定关系。     

芸薹属(Brassica napus,B.rapa,B.oleracea) CAMTA3基因家族的鉴定及生物信息学分析

芸薹属(Brassica)植物(甘蓝型油菜,白菜,甘蓝)是重要的经济作物,它们之间的关系可用禹氏三角表示.CAMTA是在进化过程中高度保守的一类转录因子家族,该家族成员在芸薹属植物抗逆境胁迫过程中具有重要作用.为了探讨芸薹属CAMTA3基因家族的功能,本研究利用生物信息学手段,鉴定了芸薹属(白菜,甘蓝和甘蓝型油菜)CAMTA3基因家族的8个基因,并从蛋白质的理化性质、家族进化与基因结构和上游启动子等方面进行了分析研究.分析表明,芸薹属CAMTA3基因家族8个成员在进化过程中具有较高的保守性,其亲缘关系与禹氏三角理论相符,且各成员在植物响应抗胁迫过程中占重要地位.研究结果为芸薹属CAMTA3基因家族的功能研究提供了一定的信息基础.     

钴在油菜中的积累分布及其对光合作用的影响

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)幼苗为材料,分别采用不同浓度的钴(0、10、25、50、100mg.kg-1)土培处理7d,研究钴在油菜体内的分布规律及钴对叶片光合色素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油菜的根、茎、叶均可以吸收积累一定量的钴,油菜对钴的富集量与土壤中的钴含量呈显著正相关,不同器官对钴的积累量存在显著差异,表现为:根>茎>叶,且老叶>嫩叶。(2)土壤中钴浓度为10mg.kg-1时,油菜叶片的色素含量和净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等光合气体交换参数比对照均显著增加,此后随着钴浓度的增加各参数均显著下降,即钴对油菜光合作用的影响表现出低浓度促进高浓度显著抑制的效应。(3)叶绿素荧光分析表明,钴处理显著影响了油菜叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的结构和功能,高浓度钴处理显著抑制了PSⅡ反应中心的活性。     

微囊藻碳酸酐酶活性在不同环境因素下的调节与适应

测定了3种微囊藻水华中的优势种类,即铜锈微囊藻（Microcystis aetlzginosa Kutz．）,绿色微囊藻（Microcystis viridis（A．Br．）Lemm）,惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii（Kom．）Kom．）,以及微囊藻573（Microcystis sp．573）的碳酸酐酶活性;研究了无机碳、pH、温度、光强、NIP比等环境因素和外源葡萄糖对铜锈微囊藻碳酸酐酶活性的影响,发现微囊藻碳酸酐酶活性受环境中碳酸氢根浓度的调节,故推断碳酸氢根是铜锈微囊藻利用的主要无机碳形式;相比添加葡萄糖进行混合营养培养的细胞,无外源葡萄糖和暗饥饿培养的微囊藻细胞会产生高约6倍的碳酸酐酶活性;光强的改变也会影响碳酸酐酶的活性。     

滇黄芩的解剖学与组织化学研究及其与黄芩的比较

应用植物解剖学方法和荧光显微技术研究了滇黄芩（Scutellariaalnoena）营养器官的解剖结构。结果表明：根的初生结构中木质部为二原型,凯氏带明显,并开始积累淀粉粒;在茎和叶维管束外有厚壁细胞群分布,较成熟的茎中厚壁细胞群连成一环。通过组织化学方法对黄酮类物质的定位研究表明,多年生根的中柱鞘及韧皮部、茎及叶的表皮和与皮层中的薄壁细胞是黄酮类物质的主要积累场所,其含量根〉茎〉叶。滇黄芩与同属植物黄芩（S．baicalensis）在结构和组化方面的差异主要表现为：黄芩茎中厚壁细胞群分布区域较小且未连成环,细胞壁加厚较不明显,叶中没有厚壁细胞;组化显色结果表明滇黄芩黄酮类物质含量高于黄芩。因此,深入对地方药用资源滇黄芩的研究与开发十分必要。     

莱茵藻胞外碳酸酐酶分子定位与活性诱导

胞外碳酸酐酶是藻类CCM机制和光合作用的一个重要组分 ,藻类从高CO2 转入低CO2 浓度培养时可诱导出胞外碳酸酐酶。应用金标免疫分子定位和pH调节对胞外碳酸酐酶分子定位和CO2 诱导机制进行研究 ,结果表明 :胞外碳酸酐酶主要分布于胞壁空间 (细胞质膜与细胞壁之间 ) ,且细胞壁上也有较多分布 ,细胞壁外分布较少。说明胞外碳酸酐酶能从胞壁空间穿过细胞壁。通过CO2 诱导和pH调节(升高 ) ,均可提高碳酸酐酶活性 ,且pH提高幅度越大 ,胞外碳酸酐酶活性也越大 ,说明胞外碳酸酐酶的CO2 诱导与pH调节有一定关系     

Pathways of infection of Brassica napus roots by Leptosphaeria maculans

Infection of Brassica napus cotyledons and leaves by germinating ascospores of Leptosphaeria maculans leads to production of leaf lesions followed by stem cankers (blackleg). Leptosphaeria maculans also causes root rot but the pathway of infection has not been described. An L. maculans isolate expressing green fluorescent protein (GFP) was applied to the petiole of B. napus plants. Hyphal growth was followed by fluorescence microscopy and by culturing of sections of plant tissue on growth media. Leptosphaeria maculans grew within stem and hypocotyl tissue during the vegetative stages of plant growth, and proliferated into the roots within xylem vessels at the onset of flowering. Hyphae grew in all tissues in the stem and hypocotyl, but were restricted mainly to xylem tissue in the root. Leptosphaeria maculans also infected intact roots when inoculum was applied directly to them and hyphae entered at sites of lateral root emergence. Hyphal entry may occur at other sites but the mechanism is uncertain as penetration structures were not observed. Infection of B. napus roots by L. maculans can occur via above- and below-ground sources of inoculum, but the relative importance of the infection pathways under field conditions is unknown.     

模拟氮沉降对青藏高原地区油菜幼苗期生长和生理特性的影响

以甘蓝型油菜(青杂303)为研究材料,通过研究分析油菜幼苗期的生长和生理特性,旨在探讨油菜幼苗对青藏高原地区未来大气氮沉降的响应机制。实验以NH4NO3氮肥模拟大气氮沉降的NH4+、NO3-输入并分别喷施0、2.5、5.0 g/m2.a模拟青藏高原地区大气氮沉降增加的0倍、2倍、4倍背景。结果表明:施氮处理对油菜幼苗生长具有促进作用,油菜幼苗的地上部分干重、叶面积和株高等形态指标都发生了显著变化;随着施氮量增加油菜幼苗叶片的抗氧化酶活性增强,氮肥输入量为5.0 g/m2.a的处理组中,其幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性与对照的相比均具有极显著差异。因此,反映出青藏高原地区生态系统中植物生长受到有效氮的限制,在外界有效氮输入下,对植物生长发育具有促进作用。     

渗透胁迫下外源茉莉酸甲酯对油菜种子生理特性的影响

采用PEG模拟水分胁迫的方法,研究在5%PEG-6000胁迫下,不同浓度(0.025、0.05、0.1 mmol·L-1)茉莉酸甲酯(MeJA)对油菜种子萌发、幼苗生长、叶片氧化损伤和保护酶活性等生理生化特性的影响.结果显示:0.1mmol·L-1MeJA处理能显著缓解5%PEG-6000的胁迫伤害,使油菜种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别显著提高62.3%、11.2%、55.2%、126.3%,主根长度降低45.0%,不定根数提高59.4%,但对株高无显著影响;同时叶片MDA含量降低20.6%,SOD、CAT、POD和APX活性分别提高100.0%、109.1%、452.6%和134.8%.研究表明,MeJA在一定程度上能够缓解渗透胁迫的抑制作用,提高SOD等保护酶的活性,缓解渗透胁迫造成的氧化损伤,有效促进渗透胁迫下油菜种子的萌发和幼苗生长.     

Cytokinins in a genic male sterile line of Brassica napus

Endogenous cytokinin levels were analyzed in four different organs viz., root, stem, leaf and mature flower, of the wild type (cv. Westar) and a genic male sterile (GMS) line of Brassica napus . Various cytokinins viz., bases (Z, DZ), ribosides (ZR, DZR), glucosides (OGZ + OGZR, OGDZ + OGDZR) and nucleotides (ZNT, DZNT) were quantified using Amaranthus betacyanin bioassay and ELISA. The major cytokinin in all the organs was DZ. In general, leaves had the highest levels of cytokinins as compared to the other organs. Root, stem and mature flowers of the wild type plants had higher levels of cytokinins and their metabolites than the GMS line. However. levaves of the GMS line had greater amount of various cytokinins as compared to the wild type. The major cytokinin quantitatively different between the two lines was DZ. The results suggest the possible involvement of cytokinins in the expression of genic male sterility in Brassica napus .     

油菜硫苷组分含量及抑菌活性研究

对油菜不同器官硫苷的组分与含量进行分析,结果表明根系和茎中的硫苷总量显著高于叶片,根系中的硫苷以4甲-氧基-3吲-哚甲基硫苷和1-甲氧基-3吲-哚甲基硫苷为主,茎和叶中以2羟-基-3丁-烯基硫苷和苯乙基硫苷为主。油菜根系中的硫苷组分从冬前期到终花期基本保持稳定,硫苷各组分的含量在不同生育时期的变化基本一致,终花期含量最高,成熟期含量最低。19个油菜品种根系中硫苷组分与含量存在较大差异;以草莓灰霉菌为靶标物,研究油菜根系的挥发性水解产物和水溶性水解产物对土传病原真菌的抑制作用,发现不同油菜品种根系水解产物的抑菌活性与其硫苷组分与含量有关,草莓灰霉菌对丁烯基ITC非常敏感,吲哚类ITCs对草莓灰霉生长的抑制作用要低于芳香族ITCs。     

水稻矮杆多分蘖突变体CA648的光合生理特性分析

本研究分析了水稻矮杆多分蘖突变体丛矮648 (CA648)及对照中花11 (ZH11)在分蘖期叶片的叶绿素含量、光合速率,还原糖、蔗糖含量以及POD酶活力。结果表明,分蘖期ZH11剑叶中叶绿素含量高于CA648。水稻分蘖前期,CA648的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都低于ZH11,胞间CO2浓度高于ZH11;而在分蘖盛期(分蘖期后20 d)两种材料的净光合速率差异显著,ZH11净光合速率比CA648高17.5%,同时CA648的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率都低于ZH11;而分蘖后期ZH11与CA648净光合速率几乎相同。分蘖盛期CA648叶片还原糖含量明显比对照高;而茎杆还原糖含量与对照无差异。CA648叶片蔗糖含量低于对照,约为ZH11的77.5%;而茎杆的蔗糖含量高于对照,比ZH11高30.7%。两种材料POD酶活力差异明显,其中在分蘖盛期,CA648叶、茎中的POD酶活力分别比ZH11高73.0%、16.8%。