渝17S对低温胁迫的响应及耐冷机制初步研究

重庆及西南稻区水稻幼苗期倒春寒频发,常常导致秧苗生长迟缓,白化、烂秧等发生,制约了优质水稻安全生产和轻简化技术的应用。本研究以耐冷性较强的渝17S和对低温敏感的Y58S为材料,对比研究了3叶龄幼苗经4℃低温处理后,二者可溶性糖、海藻糖、脯氨酸、丙二醛和过氧化氢的含量,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,以及荧光定量PCR检测胁迫相关的9个基因的表达情况。结果表明:与Y58S相比,渝17S具有更强的苗期耐冷性,在低温胁迫下,其死苗率为7.5%,而Y58S死苗率高达96.7%;低温胁迫下2个品种叶片中丙二醛和H₂O₂含量均升高,但渝17S增幅较小;渝17S叶片中抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)活性,可溶性糖和海藻糖含量,以及OsCATB、OsSOD、OsAPx8,OsTPS1、OsTPP1、OsMKK6、OsMAPK3和OsICE1基因表达量均呈不同程度增加;2个品种叶片中脯氨酸含量和脯氨酸合成限速酶基因(OsP5CS)的表达量未见明显差异。初步认为,H₂O₂信号分子和海藻糖可以调控渝17S对低温胁迫的响应,从而增强其幼苗的抗寒性。     

外源水杨酸对低温胁迫下火龙果幼苗的形态及生理效应

为探究外源水杨酸(SA)对低温胁迫下火龙果幼苗形态及生理的影响，该研究以‘紫红龙’火龙果幼苗为材料，将4个不同浓度的SA(0.1、0.3、0.5、0.7 mmol·L^-1)喷施叶片，48 h后4℃低温培养，于第0、第3、第6、第9天观察火龙果幼苗形态及叶片组织结构的变化，并测定叶片相对电导率、丙二醛含量、渗透调节物(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)含量及抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽S-转移酶)活性等生理指标。结果表明：(1)低温胁迫下，火龙果幼苗呈现0级、Ⅰ级和Ⅱ级3个冷害等级，SA处理后的火龙果幼苗出现Ⅰ级冷害和Ⅱ级冷害的株数百分率均明显降低。(2)与低温对照相比，SA处理能降低火龙果幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量并提高渗透调节物含量和抗氧化酶活性。(3)通过对不同SA处理结果进行比较分析，发现缓解冷害症状、降低相对电导率和丙二醛含量、提高可溶性糖和脯氨酸的含量、提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S-转移酶的活性均以0.3 mmol·L^-1 SA效果最好，提高可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性分别以0.7、...     

低温胁迫下棉花幼苗对外源水杨酸的生理响应

以棉花幼苗为试材,通过叶面喷施不同浓度水杨酸的处理方法,研究外源水杨酸对低温胁迫下棉花幼苗的缓解效应。结果表明,0.6~0.8 mmol＆#183;L-1水杨酸预处理可以显著降低棉花幼苗叶片相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）的积累量,从而缓解低温对质膜的过氧化伤害,并通过提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性和可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质的含量来适应低温环境。     

萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。     

钼在桃树干旱胁迫响应中的作用解析

以毛桃(Amygdalus persica)实生苗为试材, 研究干旱胁迫下, 钼酸铵处理对钼辅因子硫化酶编码基因(LOS5/ABA3)表达量、脱落酸(ABA)含量及抗旱相关生理指标的影响。结果表明, 干旱胁迫下, 喷施不同浓度钼酸铵处理毛桃实生苗叶片, 其含水量及叶绿素和脯氨酸含量显著高于对照, 且以0.04%钼酸铵处理效果最好; 电解质渗漏率显著低于对照。干旱胁迫下, 与对照相比, 喷施0.04%钼酸铵的毛桃实生苗叶片中LOS5/ABA3表达量显著提高; ABA含量、水分利用效率和净光合速率均高于对照, 蒸腾速率低于对照, 且差异显著; 叶片抗氧化酶活性显著升高, MDA含量显著降低; 离体处理的叶片质量损失减缓, 且差异显著。研究表明毛桃实生苗在干旱胁迫下喷施钼酸铵可通过上调钼辅因子硫化酶编码基因的表达水平, 提高叶片中ABA和脯氨酸含量及抗氧化酶活性, 从而缓解干旱胁迫下的细胞膜氧化伤害, 降低叶片失水速率, 减轻干旱胁迫对毛桃实生苗的伤害。     

过表达兴安落叶松TPP基因增强拟南芥对盐胁迫的耐受能力*

兴安落叶松(Larix gmelinii)是极为重要的造林针叶树种,具有早期速生、抗逆性强、生态效益好等特点。海藻糖参与调控干旱、寒冷、盐害等多种逆境胁迫,海藻糖-6-磷酸磷酸酶(TPP)是海藻糖合成通路的重要酶。从兴安落叶松逆境胁迫转录组中筛选到LgTPPI.1基因全长序列,克隆了其编码区(CDS),构建了重组载体并获得过表达LgTPPI.1拟南芥纯合株系。结果表明,LgTPPI.1 CDS全长1 236 bp,共编码411个氨基酸;LgTPPI.1基因的mRNA在根和茎中表达水平较低,在针叶中表达水平较高;过表达LgTPPI.1基因拟南芥在盐胁迫下海藻糖含量显著提高、脯氨酸和抗氧化酶类活性增加、胁迫响应标记基因表达上调、对盐胁迫的耐受性增强。这些结果表明,裸子植物利用与被子植物类似的海藻糖通路来耐受非生物胁迫。为后续进一步解析落叶松中海藻糖合成相关基因的功能,揭示裸子植物中针叶树对逆境的响应机制奠定基础。     

拟南芥AtR8 lncRNA对盐胁迫响应及其对种子萌发的调节作用

长链非编码RNA (lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸且不编码蛋白质的非编码RNA, 主要由RNA聚合酶II转录生成, 大量存在于生物体内并具有多种生物学功能。AtR8 lncRNA是拟南芥(Arabidopsis thaliana)中RNA聚合酶III转录的长链非编码RNA。前期研究发现, 水杨酸(SA)处理诱导萌发种子中AtR8 lncRNA的表达, AtR8 lncRNA缺失抑制SA胁迫下的种子萌发。进一步研究发现, AtR8 lncRNA转录区域内存在保守的盐胁迫响应元件(TCTTCTTCTTTA); NaCl处理抑制萌发种子中AtR8 lncRNA的表达; 与野生型相比, 高浓度NaCl处理明显抑制了atr8 (AtR8 lncRNA部分缺失型拟南芥)种子萌发。研究结果表明, AtR8 lncRNA在拟南芥种子萌发期的盐胁迫中起重要作用。     

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.     

木薯MeMYC2.2基因耐低温功能研究

MYC2（MYeloCytomatosis）转录因子是植物应对逆境胁迫过程中茉莉酸信号传导相关的核心转录因子。本研究旨在初步分析木薯MeMYC2.2基因在低温胁迫响应中的功能。利用生物信息学分析木薯MeMYC2.1和MeMYC2.2基因的结构及其编码蛋白的理化性质;通过定量PCR分析了上述2个基因在木薯组培苗叶片中对低温胁迫的响应;通过转基因拟南芥研究MeMYC2.2的抗冻功能。木薯组培苗叶片中2个MeMYC2基因的表达均在低温胁迫早期被诱导,其中,与MeMYC2.1相比,MeMYC2.2差异表达更显著。MeMYC2.2蛋白主要定位于细胞核中,且在酵母中具有明显转录自激活功能,表明该蛋白具有转录因子特性。与野生型相比,过表达MeMYC2.2的转基因拟南芥抗冻能力显著提高。在低温处理下,CBF3基因在转基因拟南芥中的表达量要明显高于其在野生型的表达量,但另外3个CBF基因在转基因拟南芥中的表达量明显下降。木薯MeMYC2.2的表达受低温和茉莉酸调控,可以提高植物的抗冻性,且可能影响CBF基因对低温的响应。本研究为进一步利用MeMYC2基因改良木薯的低温耐受性奠定了理论基础。     

AtMYB77促进NO合成参与调控干旱胁迫下拟南芥侧根发育

转录因子MYB77与信号分子一氧化碳(NO)是侧根发育的重要调节因子, 但MYB77和NO在干旱胁迫下侧根发生中的作用及机制尚不明确。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、AtMYB77缺失突变体Atmyb77-1及过表达株系AtOE77-1和AtOE77-3为材料, 研究了MYB77和NO在干旱胁迫下侧根发生中的作用。结果表明, AtMYB77受干旱胁迫诱导, AtMYB77缺失导致干旱胁迫下侧根发育相关基因CYCA2;1和CDKA;1表达下调, 同时Atmyb77-1的侧根数目和长度显著低于野生型, AtMYB77过表达则作用相反, 表明AtMYB77参与干旱胁迫下侧根发育的调控过程。干旱胁迫下, 拟南芥根系NO含量显著升高, NO合成关键酶NO合酶(NOS)和硝酸还原酶(NR)活性及基因表达上调, Atmyb77-1中NO含量、NOS和NR活性及基因表达量显著低于野生型, 而AtOE77-1和AtOE77-3根系NO含量及合成酶活性和基因表达量显著高于野生型。外施NO供体硝普钠(SNP)能缓解AtMYB77缺失对CYCA2;1和CDKA;1表达及侧根生长的抑制, NO清除剂或合成抑制剂则削弱AtMYB77过表达对侧根生长的促进作用。上述结果表明, AtMYB77通过促进NO合成参与干旱诱导的拟南芥侧根生长过程, 研究结果为深入解析干旱诱导侧根生长的信号转导机制和培育耐旱植物奠定了理论基础。     

丛枝菌根真菌对薰衣草耐热性的影响

于不同温度（25℃/20℃、35℃/30℃和40℃/35℃）下测定接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae、变形球囊霉Glomus versiforme和F. mosseae+G. versiforme 混合菌种处理对狭叶薰衣草Lavandula angustifolia耐热性的影响。结果表明,供试AMF能与狭叶薰衣草根系形成菌根共生体,以混合菌种处理的侵染率最高,达到68%。40℃/35℃下,与不接种AMF对照相比,混合菌种处理的狭叶薰衣草叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素等含量以及根系活力分别提高了46%、68%、65%、29%和70%;与不接种AMF对照相比,3种温度处理下接种AMF显著增加了狭叶薰衣草植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和硝酸还原酶活性,而降低相对电导率及丙二醛含量。表明接种AMF能增强狭叶薰衣草抗氧化酶活性,减轻高温造成的伤害,增强耐热性,与单一接种相比以混合接种摩西斗管囊霉和变形球囊霉提高狭叶薰衣草耐热性的效应最大。     

马铃薯甲虫气味结合蛋白的序列和基因表达谱分析

【目的】昆虫气味结合蛋白(OBPs)在昆虫嗅觉行为中发挥着重要作用。马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是马铃薯上一种最主要的毁灭性害虫。为阐明该虫嗅觉识别分子机制,本研究对马铃薯甲虫26个OBP基因序列特征及组织表达谱进行研究。【方法】基于马铃薯甲虫触角转录组测序数据,利用生物信息学方法及qRT-PCR技术,分别对马铃薯甲虫26个LdecOBPs (LdecOBP1-LdecOBP26)的系统进化及基因的组织表达谱进行分析。【结果】除LdecOBP26基因外,其余25个LdecOBPs基因序列均具有完整的开放阅读框,编码120~255个氨基酸残基,预测的蛋白分子量为13.66~29.38 kD,等电点为4.12~8.42,它们属于两个亚家族,其中13个为Classical-C OBPs, 12个为Minus-C OBPs。除LdecOBP3和LdecOBP26外,其他24个LdecOBPs的N端均由16~23个氨基酸组成的信号肽序列。不同的OBPs亚家族均具有各自典型保守的Cys残基。LdecOBPs之间高度分化,氨基酸序列一致性在3.20%~41.91%。系统进化树分析表明,LdecOBPs与沙葱萤叶甲Galeruca daurica的GdauOBPs亲缘关系最近。基因表达谱分析显示,26个LdecOBPs基因在马铃薯甲虫的不同组织中表达,其中有12个LdecOBPs基因(LdecOBP2, LdecOBP4, LdecOBP6, LdecOBP9, LdecOBP10, LdecOBP12, LdecOBP13, LdecOBP16, LdecOBP20-22和LdecOBP24)在触角中高表达,2个LdecOBPs基因(LdecOBP5和LdecOBP17)在足中高表达,其他12个LdecOBPs基因(LdecOBP1, LdecOBP3, LdecOBP7, LdecOBP8, LdecOBP11, LdecOBP14, LdecOBP15, LdecOBP18, LdecOBP19, LdecOBP23, LdecOBP25和LdecOBP26)在触角、头(去除触角)、胸、腹、足和翅这些组织中均表达。【结论】本研究结果为进一步研究马铃薯甲虫嗅觉识别分子机制奠定了基础。     

Sequence analysis of mouse cDNAs encoding ribosomal proteins L12 and L18

Mouse cDNAs encoding ribosomal proteins (r-proteins), L12 and L18, were isolated and their sequences determined. The L12 cDNA was found to contain 639 bp, including a coding sequence of 498 nucleotides (nt), 5' (78 nt) and 3' (45 nt) untranslated regions (UTRs), and a poly(A) tail of 18 nt. The L18 cDNA was shown to consist of 648 bp, including a coding sequence of 567 nt, 5' (26 nt) and 3' (39 nt) UTRs, and a poly(A) tail of 16 nt. The nt sequences of the protein-coding region from the mouse L12 and L18 cDNAs were found to exhibit 96% and 92% identity, respectively, with those of the rat. With the use of mouse L12 and L18 cDNA probes, multiple (at least 10) copies of the L12 and L18 gene families were shown to be present in the mouse and rat genomes. However, there was no sequence heterogeneity detected among seven L18 cDNA clones, indicating that only one copy of the L18 gene-related sequences is functional, and the other copies are presumably nonfunctional pseudogenes. The complete amino acid (aa) sequences of the mouse r-proteins, L12 and L18, were deduced from the nt sequences of their cDNA clones. L12 has 165 aa and a M_r, of 17 790, while L18 has 188 aa and a M_r of 21 570. The aa sequences of the mouse r-proteins, L12 and L18, exhibit 98% and 94% identity, respectively, to those of rat.     

Cold shock response in Lactococcus lactis ssp. diacetylactis: a comparison of the protection generated by brief pre-treatment at less severe temperatures

Acquired freeze–thaw tolerance was investigated for Lactococcus lactis ssp. diacetylactis. Pre-treatment of microorganisms at less severe temperatures to initiate cold tolerance gave L. lactis ssp. diacetylactis improved cell viability after successive freezings and thawings. The ability of cells to survive freezing–thawing was dependent on factors experienced prior to freezing. Factors affecting lactic acid bacteria survival during freezing–thawing cycles include different diluents, growth phase, and cold temperatures. Viability experiments showed that this strain displaying cold shock cryotolerance had an improved survival capacity in stationary phase. The plasmid contents of lactic acid bacteria isolated from different types, strains DRC-2 and DRC-2C, were examined and compared with the plasmid contents of culture collection strains both before and after cold shock treatment. Using agarose gel electrophoresis, no obvious correlation between the cold shock response and the number of plasmids in the cell could be observed.     

Determination of the maximum and minimum lethal temperatures (LT50) for Loxosceles intermedia Mello-Leitão, 1934 and L. laeta (Nicolet, 1849) (Araneae, Sicariidae)

In this study, the maximum and minimum lethal temperatures (LT₅₀) of L. intermedia and L. laeta were determined in two treatments: gradual heating (25–50°C) and cooling (25°C to −5°C), and 1 h at a constant temperature. In gradual temperatures change, L. intermedia mortality started at 40°C and the LT₅₀ was 42°C; for L. laeta, mortality began at 35°C and the LT₅₀ was 40°C. At low temperatures, mortality was registered only at −5°C for both species. In the constant temperature L. intermedia showed a maximum LT₅₀ at 35°C and L. laeta at 32°C; the minimum LT for both species was −7°C.     

长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp,共编码317个氨基酸。系统进化树分析结果显示,LoCAT1基因与北美云杉、银杏等CAT基因亲缘关系较近。利用实时定量RT-PCR技术分析了LoCAT1基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式。结果表明:LoCAT1基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。在非生物胁迫下,LoCAT1基因在长白落叶松根、茎、叶中的表达均发生了变化,但表达模式不同。在NaCl处理后,根和茎中LoCAT1基因均表现为下调表达,在12h时表达量最低,而叶中LoCAT1基因表达在24h明显受抑制,随后被上调表达,胁迫96h时表达量最高。PEG6000处理后,根和茎中LoCAT1基因的表达在胁迫早期被明显抑制,随后被上调表达。而叶中LoCAT1基因的表达在所有时间点均表现为上调表达。本研究推测长白落叶松LoCAT1基因可能参与了植物响应逆境胁迫的应答。     

Expression profiles of two novel lipoxygenase genes in Populus deltoides

In the present study, we cloned two lipoxygenase genes, PdLOX1 and PdLOX2 (GenBank accession no. DQ131178, DQ131179), from Populus deltoides cv. ‘Lux’ (I-69/55). A prokaryotic expression analysis of PdLOX1 and PdLOX2 revealed that the encoded exogenous proteins were identical to the predicted molecular weights and possessed the expected lipoxygenase activities. Chromatogram analysis indicated that the two lipoxygenase mainly possess 13-LOX activity. Phylogenetic analysis of the derived amino acid sequences of known lipoxygenases revealed that PdLOX1 and PdLOX2 were members of the type 2 13-LOX family of genes. This class of lipoxygenases is known to be involved in biotic and abiotic stress. Using real-time RT-PCR, we evaluated PdLOX1 and PdLOX2 expression following exposure to a Poplar fungal pathogen (Marssonina brunnea f. sp. Multigermtubi), mechanical injury, methyl jasmonate (MeJA), or salicylic acid (SA). We report that both PdLOX1 and PdLOX2 expression levels were increased following exposure to M. brunnea f. sp. Multigermtubi, with the pathogen exerting a relatively stronger influence on PdLOX1 expression. Furthermore, expression levels of the two genes were also up-regulated by mechanical damage and exposure to MeJA. In contrast, both PdLOX1 and PdLOX2 expression was down-regulated by SA treatment. We propose that the two novel lipoxygenases may play an important role in Poplar resistance to biotic and abiotic stress.