转ZjAPX基因拟南芥对NaCl、干旱胁迫的耐性研究

旨在探讨枣树抗坏血酸过氧化物酶基因ZjAPX在植物渗透胁迫中的作用。将ZjAPX基因转入到模式植物拟南芥,以野生型(WT)、转ZjAPX拟南芥株系T2为试材,进行不同浓度NaCl胁迫和干旱胁迫。结果表明,转基因株系的种子萌发、植株生长均优于野生型株系;荧光定量PCR检测转基因拟南芥植株在干旱和盐胁迫处理10 d后目的基因ZjAPX的表达量显著高于野生拟南芥,表明ZjAPX的高表达明显提高了植株的抗旱和耐盐性。     

过量表达GST基因对盐胁迫下转基因拟南芥氧化损伤的影响

利用模式生物拟南芥作为实验材料,通过测定谷胱甘肽-抗坏血酸代谢相关酶（GST、GPX、APX、GR、DHAR、MDHAR）的活性和GSH、ASA、MDA含量以及生物量等来研究过量表达具有过氧化物酶活性的盐地碱蓬谷胱甘肽转移酶基因（GST基因）对盐胁迫下转基因拟南芥氧化损伤的影响。结果显示,转基因拟南芥比野生型具有较高的GST、GPX以及MDHAR酶活性;前者还具有较多的还原型谷胱甘肽和抗坏血酸,并且谷胱甘肽库氧化水平较野生型高。盐胁迫不但部分抑制了野生型拟南芥的生长,同时也导致了大量脂质过氧化物的积累;而盐胁迫对转基因拟南芥的生长抑制不明显,也没有较多的脂质过氧化物的积累。结果表明,过量表达盐地碱蓬谷胱甘肽转移酶基因提高．广转基因拟南芥依赖于还原型谷胱甘肽的过氧化物清除途径,同时有可能改变了GSH和ASA的代谢途径,这两方面的作用导致了转基因拟南芥氧化损伤的降低,使转基因拟南芥在盐胁迫下保持较好的生长态势。     

过量表达棉花GaSus3基因增强拟南芥的耐盐性

构建了植物过量表达载体p35S：：GaSus3,通过花序浸染法成功获得转GaSus3基因拟南芥植株。利用NaCl模拟盐胁迫处理,证实转基因拟南芥与野生型相比耐盐性明显增强。在盐胁迫下,转基因拟南芥受到的影响较小,而野生型则受盐害影响严重：转基因拟南芥具有更好的萌发率和主根长度,以保证植株正常生长;盐胁迫下转基因拟南芥能保持较多的绿色叶片,而野生型则过早黄化死亡。研究还发现,转基因拟南芥的过氧化氢酶活性在胁迫前后都高于野生型,这说明转GaSus3基因能够提高拟南芥抗氧化胁迫的能力。研究结果为进一步探讨GaSus3基因在棉花耐盐方面的功能奠定了基础。     

EBR预处理对盐胁迫下葡萄幼苗叶片抗氧化物质及酶活性的影响

以2年生葡萄(Vitis vinifera L.)酿酒品种赤霞珠扦插苗为材料,在水培条件下,分别用0、0.05、0.10和0.20mg/L 24-表油菜素内酯(EBR)预处理幼苗,然后进行50mmol/L NaCl胁迫,分别在胁迫6d和12d测定幼苗叶片中超氧阴离子(O_2~)、丙二醛(MDA)、抗氧化物质含量以及相关酶活性,探讨EBR预处理对葡萄幼苗耐盐性的影响。结果表明:与单独盐胁迫处理相比,不同浓度的EBR预处理使盐胁迫葡萄幼苗叶片O_2~和MDA含量显著降低,同时使其抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高;其中,0.10mg/L EBR预处理的表现最佳,在盐胁迫12d时,其葡萄叶O_2~和MDA含量比单独盐胁迫处理分别显著降低30.5%和22.0%,其叶片相应AsA和GSH的含量较单独盐胁迫处理分别显著提高82.8%和27.9%,且GR、APX和SOD活性分别显著提高7.2%、8.5%和24.0%。研究发现,在盐胁迫条件下,适宜浓度的外源BRs预处理能够显著降低葡萄叶片中活性氧含量,提高抗氧化物质含量和抗氧化酶活性,以促进AsA-GSH循环的快速有效运转,有效减轻植株的过氧化伤害,缓解盐胁迫对葡萄幼苗的伤害,提高葡萄的耐盐性。     

AtNHX5基因过量表达对拟南芥耐盐性的影响

为了研究AtNHX5基因在植物耐盐中的作用,构建了植物过量表达载体pROKⅡ-AtNHX5,并转化拟南芥。结果显示:(1)RT-PCR检测表明,转基因拟南芥中AtNHX5基因的表达大幅提高。(2)对转基因纯合株系进行耐盐性分析显示,AtNHX5过量表达提高了植株在种子萌发和苗期的耐盐性。(3)转基因植株在盐处理下的干重、鲜重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。在200mmol/L NaCl处理下,以转基因株系a1-4为例,其地上部分单株鲜重、单株干重、K+含量分别是野生型的1.27、1.54、1.16倍,较野生型显著升高。研究表明,过量表达AtNHX5基因促进了盐胁迫下转基因植株对K+的吸收,转基因拟南芥的耐盐性明显提高。     

转甜瓜CmSAMDC基因拟南芥的获得及其耐盐性研究

该研究以哥伦比亚生态型野生拟南芥为材料,将甜瓜CmSAMDC基因构建到植物双元表达载体pCAMBIA1304上,采用农杆菌介导法转入拟南芥,在含有50mg/L潮霉素(Hyg)MS固体培养基上筛选转基因后代,并利用T3代转基因幼苗进行耐盐性分析。结果显示:(1)成功构建了植物超表达载体35S∷CmSAMDC,并经农杆菌介导法转化拟南芥,潮霉素抗性筛选后获得了转CmSAMDC基因拟南芥T3代植株。(2)转CmSAMDC基因拟南芥T3代幼苗在含100、150、200mmol/L NaCl培养基中,侧根长势比野生型植株更为健壮;在200mmol/L NaCl浇灌处理后,转CmSAMDC基因T3代植株仍能维持正常生长,而野生型植株的生长明显受到抑制;在400mmol/L NaCl浇灌处理后16d,野生型植株逐渐死亡,而转基因植株仍能继续存活;对盐胁迫后植株的脂质过氧化程度(MDA)测定显示,野生型植株MDA水平较转基因植株上升更为明显。研究表明,过表达甜瓜CmSAMDC基因增强了转基因拟南芥的耐盐性。     

主成分分析不同浓度CaCl_2对NaCl胁迫下‘达米娜’葡萄的缓解效应

为探讨钙对葡萄盐害的缓解效应,研究了200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下,不同浓度CaCl_2对‘达米娜’葡萄沙培一年生自根苗的影响。结果显示:NaCl胁迫下,‘达米娜’葡萄根系、叶片相对电导率、叶片超氧阴离子自由基(O_2ˉ·)产生速率和过氧化氢(H_2O_2)含量显著升高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低,新梢长度和总生物量显著降低。5和10 mmol·L~(-1) CaCl_2显著降低了NaCl胁迫下根系、叶片相对电导率、叶片O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量。CaCl_2显著缓解了NaCl胁迫下SOD和CAT活性的下降,15 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了POD活性的下降,而10、15和20 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了APX活性的下降。高浓度(25 mmol·L~(-1))CaCl_2处理的叶片相对电导率、O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量显著高于NaCl胁迫的,而POD、APX活性、新梢长和植株总生物量与NaCl胁迫的差异不显著。主成分分析表明10 mmol·L~(-1)是CaCl_2缓解200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫对‘达米娜’葡萄的最适浓度,可能与叶片中较高的抗氧化酶活性和较少的活性氧积累有关。     

盐胁迫对海岛棉不同基因型幼苗生长及生理生态特征的影响

采用水培试验,分析了不同浓度的NaCl(0、50、100、150、200、250 mmol.L-1)处理对两个海岛棉品种新海28号(XH28,耐盐基因型)和新海21号(XH21,盐敏感基因型)植株生长、生物量分配、蛋白质含量、脯氨酸(Pro)含量以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等生理生态指标的影响。研究发现:(1)盐胁迫对海岛棉幼苗鲜重的影响大于干重,对茎叶的影响大于根系;(2)盐处理引起海岛棉幼苗根叶脯氨酸含量的增加;(3)低浓度NaCl处理(≤50 mmol.L-1)显著增加耐盐品种XH28的根长、株高及单株鲜干重;(4)盐胁迫引起海岛棉幼苗根系中可溶性蛋白质含量下降,相反叶片中可溶性蛋白质含量上升;(5)盐胁迫下耐盐品种XH28幼苗中的POD、CAT、APX酶活性明显高于盐敏感品种XH21,但GR活性显著低于XH21。研究表明,低浓度NaCl处理刺激了棉株生长,增加了生物量;盐胁迫下叶内蛋白质、脯氨酸含量明显增加,POD、CAT、APX酶活力升高是海岛棉耐盐品种XH28的基本特征。     

山葡萄CBF基因表达载体构建及对拟南芥根生长的影响

为了研究山葡萄CBF基因调节植物对盐胁迫的应答机理,分别构建了山葡萄Va CBF1、Va CBF2和Va CBF3的植物过表达载体。经酶切及琼脂糖电泳检测证实3个基因均插入到p BASTA中,表明表达载体构建成功。然后,分别将3个植物过表达载体转入农杆菌EHA105中,并通过浸花法浸染拟南芥。利用除草剂筛选获得3个基因的拟南芥过表达株系。最后,对野生型拟南芥与转基因拟南芥进行盐胁迫处理,发现OE-CBF2转基因植株的主根伸长长度显著长于其它植株,3个转基因株系的侧根长度也明显长于野生型植株。上述结果表明山葡萄CBF基因可能在植物盐胁迫中对根部生长发育起到非常重要的调控作用。     

AM真菌对盐胁迫下番茄幼苗生理特征及AVP1表达的影响

采用温室盆栽试验研究不同NaCl浓度（0、50 和85 mmol/L）持续胁迫接种摩西球囊霉和地表球囊霉 2种AM真菌对加工番茄耐盐性的影响。结果显示:（1）在0 mmol/L NaCl处理条件下,2种菌的番茄菌根化苗的根系活力、叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、根系脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均高于非菌根植株,且丙二醛含量低于非菌根植株,但差异不显著。（2）在50、85 mmol/L NaCl浓度胁迫下,接种2种菌根真菌可显著提高番茄植株根系活力,促进叶片中可溶性糖、可溶性蛋白及根系脯氨酸含量的积累,显著提高叶片中与抗逆相关的超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性,减少丙二醛在根系中的积累;随着NaCl浓度的增加,效果更为明显。（3）RT-PCR分析显示,AM真菌和盐胁迫共同调控H⁺转运无机焦磷酸酶H⁺- PPase的表达,随NaCl浓度的增加,AVP1基因表达量下降,但菌根化番茄植株的AVP1基因表达量显著高于非菌根植株。研究表明,接种AM真菌后,菌根化植株可通过显著促进幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性的提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,同时过量表达AVP1基因增加了番茄植株中离子向液泡膜的转运,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强番茄幼苗对盐胁迫的耐性。     

外源24-表油菜素内酯对盐胁迫下茄子种子萌发和幼苗生理特性的影响

研究了150mmol·L^-1NaCI胁迫下,外源24-表油菜素内酯（EBR）对茄子种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,0．05mg·L^-1外源EBR显著缓解150mmol·L^-1NaCI胁迫伤害,使茄子种子发芽率提高了8．23％,发芽势提高15．91％,发芽指数提高了17．23％,活力指数提高了44．29％;幼苗株高、根长和植株鲜重分别提高了56．67％、23．83％和56．68％;抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性分别增加了13．75％、24．00％、28．64％和21．46％,脯氨酸和可溶性糖含量分别提高30．96％和23．66％;MDA含量、Ｏ产生速率分别降低了29．58％和14．80％。表明0．05mg·L^-1外源EBR能显著促进盐胁迫下茄子种子萌发和幼苗生长,明显缓解叶片氧化损伤,增强茄子的耐盐能力。     

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.     

Overexpression of phytoene synthase gene from Salicornia europaea alters response to reactive oxygen species under salt stress in transgenic Arabidopsis

A phytoene synthase gene SePSY was isolated from euhalophyte Salicornia europaea L. The 1655 bp full-length SePSY has an open reading frame of 1257 bp and encodes a 419-amino acid protein. The overexpression of SePSY enhanced the growth of transgenic Arabidopsis. When the plants were exposed to 100 mM NaCl, the photosynthesis rate and photosystem II activity (Fv/Fm) increased from 92% to 132% and from 9.3% to 16.6% in the transgenic lines than in the wild-type, respectively. The transgenics displayed higher activities of SOD and POD and lower contents of H(2)O(2) and MDA than the WT. In conclusion, the transgenic lines showed higher tolerance to salt stress than WT plants by increased photosynthesis efficiency and antioxidative capacity. This is the first report about improving the salt tolerance by genetic manipulation of carotenoid biosynthesis.     

嫁接对低温弱光下辣椒幼苗膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以‘卫士’为砧木,以‘赤峰特选’为接穂进行嫁接,在光照培养箱内对辣椒自根苗(对照)和嫁接苗进行低温 (8 ℃/5 ℃) 弱光(100 μmol·m^-2·s^-1)处理,处理7 d后在正常条件(25 ℃/18 ℃,550～600 μmol·m^-2·s^-1)下恢复3 d,研究低温弱光下辣椒嫁接苗和自根苗电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及根系活力的变化.结果表明：低温弱光胁迫初期,辣椒幼苗叶片与根系的EL、MDA含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著升高,而根系活力大幅降低;1～3 d后EL和MDA含量趋于平稳,SOD、POD、APX、GR活性逐渐降低,根系活力呈上升趋势.恢复3 d后,嫁接苗EL、MDA含量、抗氧化酶活性及根系活力多达到或超过胁迫前水平(根系的MDA含量较胁迫前略高);而自根苗的EL和MDA含量仍显著高于胁迫前.与自根苗相比,嫁接苗在各处理阶段的EL和MDA含量显著降低,而SOD、POD、APX、GR活性及根系活力明显升高,说明嫁接可有效降低辣椒植株的膜脂过氧化,减轻低温弱光对其细胞膜的伤害.     

铝胁迫对海莲幼苗保护酶系统及脯氨酸含量的影响

为探讨Al~(3+)胁迫对海莲的影响,研究了10～50 mmol/L Al~(3+)处理下海莲幼苗叶片和根系的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性以及可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量的变化。结果表明,海莲幼苗能耐受50 mmol/L的Al~(3+)胁迫处理,具有较高的耐铝性。但在50 mmol/L Al~(3+)处理时,海莲幼苗叶片和根系的质膜系统膜脂过氧化加重,MDA含量增加;细胞活性氧代谢失衡。在保护酶系统中,Al~(3+)处理促进了叶片中APX和POD活性的提高,降低了CAT的活性,SOD的活性呈下降趋势;海莲根部POD和SOD活性均显著提高,而CAT活性下降。25～50 mmol/LAl~(3+)处理下,海莲叶片和根部可溶性蛋白质含量均显著下降;Pro的含量在叶片和根均有显著增加。     

Ovexpression of a Vacuolar H<Superscript>+</Superscript>-ATPase c Subunit Gene Mediates Physiological Changes Leading to Enhanced Salt Tolerance in Transgenic Tobacco

H⁺-ATPase subunit c (VHA-c) is involved in the adaptation to environmental stresses, including salt, drought, and heavy metals. However, it remains unclear whether VHA-c can induce a physiological response related to stress tolerance. To investigate this possibility, we generated transgenic tobacco lines overexpressing a V-ATPase subunit c (LbVHA-c1) gene from Limonium bicolor (Bunge) Kuntze. Compared with wild-type (WT) tobacco, superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities in the transgenic plants were significantly enhanced under salt stress conditions. The level of malondialdehyde (MDA) in the transgenic plants was significantly lower than that in WT plants grown under salt stress conditions. Moreover, the transgenic plants displayed obviously better growth than the WT plants under salt stress. These results suggest that LbVHA-c1 may confer stress tolerance through enhancing POD and SOD activities, and by protecting membranes from damage by decreasing lipid peroxidation under salt stress.     

木薯华南8号组培苗对盐胁迫的生理响应

以NaCl胁迫生长的木薯(Manihot esculenta)华南8号(SC8)组培苗为材料,研究不同浓度(0、5、20、35、50 mmol·L-1及R50 mmol·L-1)NaCl处理对SC8组培苗的生长状况及叶绿素、过氧化氢(H2 O2)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响.结果表明:≤20 mmol·L-1的NaCl胁迫60 d对SC8组培苗的生长基本无影响;≥35 mmol·L-1的NaCl胁迫60 d抑制了SC8组培苗的生长,但高浓度(50 mmol·L-1)胁迫30 d后正常培养30 d,可以使SC8组培苗的长势得到恢复.叶绿素和MDA含量在≤35 mmol·L-1 NaCl处理下较对照出现积累现象,随NaCl浓度升高(≥50 mmol·L-1)含量开始下降;与对照相比,H2 O2含量在NaCl胁迫下未出现积累现象.NaCl胁迫下,POD、CAT和APX活性较对照均有所提高;较高浓度的NaCl处理下,SOD、CAT和APX活性开始降低.实时荧光定量PCR结果表明,≥50 mmol·L-1NaCl胁迫下,SOD、CAT、POD和APX的表达水平较对照出现上升现象.这说明短时间的盐胁迫不会对木薯造成致死伤害,可以通过调节生理指标的活性来提高木薯的耐盐性.     

外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗生长及抗逆生理指标的影响

采用营养液栽培法,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、根系活力、电解质渗透率和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为利用外源物质减轻盐胁迫伤害提供理论依据。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长、根系活力和SOD、POD、CAT活性,提高了电解质渗透率及MDA、Pro、可溶性糖含量;(2)外源喷施GSH能够诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性上调,电解质渗透率及MDA含量下降,Pro和可溶性糖含量恢复至对照水平;(3)外源喷施还原型谷胱甘肽抑制剂(BSO)使NaCl胁迫下番茄幼苗的根系活力以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性下降,脯氨酸含量提高;(4)喷施GSH可诱导BSO和NaCl共处理番茄植株的根系活力、SOD、POD、CAT活性提高,MDA和Pro含量降低。研究表明,外源GSH可通过提高促进盐胁迫下番茄幼苗植株渗透调节能力及清除活性氧的酶促系统的防御能力、降低细胞膜脂过氧化程度、保护膜结构的完整性,从而有效缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高其耐盐性。     

外源钙降低拟南芥幼苗盐害效应

用5mmol／L CaCl2喷叶后的拟南芥幼苗,在100mmol／L NaCl胁迫下,SOD、CAT和POD的活性以及叶绿素含量降低幅度明显低于对照,MDA含量增加幅度显著低于对照,由此表明钙与拟南芥幼苗盐害效应的降低有关。