黄萎病菌诱导下野生茄‘托鲁巴姆’SSH文库的构建与分析

由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的茄子黄萎病是一种严重的土传病害,但在茄子栽培品种中缺少高抗种质,野生茄‘托鲁巴姆’高抗黄萎病。为探讨野生茄‘托鲁巴姆’抗黄萎病的分子机制,该试验以‘托鲁巴姆’为试材,利用抑制性差减杂交技术,分别以黄萎病菌侵染与未侵染的根系为检测方(tester)和驱动方(driver),构建了1个黄萎病菌诱导下的根器官正向差减cDNA文库。结果表明:(1)随机挑取170个阳性克隆,经测序,共获得109个非冗余EST,其中61个EST与其他植物的抗逆相关基因同源,如几丁质酶、细胞色素P450、过氧化物酶、蛋白酶抑制子等。(2)借助NCBI中的EST序列,经过电子拼接结合RT-PCR验证,克隆了1个通用胁迫蛋白基因———StUSP1。(3)表达分析结果显示,‘托鲁巴姆’受黄萎病菌侵染后,StUSP1在根中上调表达。     

多菌灵胁迫下嫁接对茄子生长和抗氧化酶活性的影响

以野生茄托鲁巴姆(Solanum torvum)为砧木,以栽培品种西安绿茄(S.melongena)为接穗进行嫁接,测定不同施入频次多菌灵条件下嫁接茄子和自根茄子果实中的农药残留、生长发育状况和抗逆生理指标。结果表明,经过多菌灵施药1次、2次、3次处理后,嫁接茄果实中农药残留量比自根茄分别降低了12.7%～49.6%、11.4%～63.1%、13.5%～44.1%;嫁接茄株高、茎粗、植株鲜重和鲜果重相对于自根茄明显增加;嫁接茄根系活力比自根茄增加了6.8%～29.3%、8.7%～24.5%、11.1%～28.6%;嫁接茄叶片过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性相对于自根茄明显增加,而相对电导率比自根茄降低了16.3%～27.3%,19.7%～31.9%、20.5%～36.1%;嫁接茄丙二醛含量比自根茄降低了21.4%～31.6%、24.6%～37.9%、23.7%～39.0%。试验结果显示,施药2次和3次,各指标变化相对于施药1次明显。因此,在多菌灵胁迫下,嫁接茄子果实中的农药残留降低,植株长势明显增强,有关酶的代谢活性显著提高,从而缓解了多菌灵胁迫对茄子造成的危害。     

茄子/番茄嫁接植株的生理特性及其对黄萎病的抗性

以能降低茄子植株黄萎病病情指数的番茄为砧木嫁接茄子,结果表明,嫁接后的茄子植株光合作用速率和根系活跃吸收面积增大;叶片中束缚水／自由水比值增大,水势降低;根系中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、根系和叶片中过氧化物酶(POD)活性增强。     

水分胁迫下嫁接对茄子生长及其生理生化指标的影响

以野生茄托鲁巴姆(Solanum torvum)为砧木,茄子品种西安绿茄为接穗进行嫁接,研究不同水分胁迫下嫁接对其生长和生理生化指标的影响.结果表明:土壤水分胁迫严重限制了嫁接茄和自根茄的生长,在对照(80％ ～85％)处理下差异不明显,在轻度(50％ ～55％)、重度(35％～40％)水分胁迫下差异显著;与自根茄相比,各处理嫁接茄的株高和茎粗显著增加(P＜0.05);地上部鲜重、根鲜重和地上部干重、根干重均呈显著增加趋势;叶片相对含水量和叶绿素含量也显著增加;而相对电导率和丙二醛( MDA)含量较自根茄显著下降;嫁接极显著地增加了叶片的脯氨酸和可溶性糖含量;随着胁迫时间的延长和程度的加大,嫁接茄叶片的超氧化物酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性与自根茄差异达显著水平(P＜0.05);嫁接增强了植株长势,能够调节自身渗透调节物质的含量和保护酶系统活性,来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,表现出较强的抗旱耐旱能力.     

茄子砧木Na^＋、K^＋含量、Sk,Na运输与耐盐性关系研究

为考察不同茄子砧木在茄子耐盐性的作用,以茄子嫁接生产中常用的托鲁巴姆（Solanum torvum）、赤茄（Solanum integgrifolium）、刺茄（Solanum texanum）和刚果茄（Solanum sisymbriifl ium）为试材,研究了盐害指数、根系和地上部Na^＋、K^＋含量、Na^＋/K^＋比、SK,Na运输及其与耐盐性的关系。结果表明,各种砧木的盐害指数均随着盐浓度的增大呈上升趋势,同一盐浓度下,盐害指数由大到小依次为刚果茄〉赤茄〉刺茄〉托鲁巴姆。根系Na^＋含量、地上部K^＋含量、根系Na^＋/K^＋比及SK,Na运输在各盐浓度下均表现为托鲁巴姆〉刺茄〉赤茄〉刚果茄。地上部Na^＋含量、根中K^＋含量及地上部Na^＋/K^＋比在各盐浓度下均表现为托鲁巴姆〈刺茄〈赤茄〈刚果茄。茄子砧木耐盐性与根中Na^＋含量、根中Na^＋/K^＋比、SK,Na运输呈正相关,与地上部Na^＋含量、根中K^＋含量、地上部Na^＋/K^＋比呈负相关。这些结果表明,Na Cl处理下耐盐性强的砧木通过限制Na^＋向叶片中运输,增加了叶片中K^＋含量,从而降低Na^＋/K^＋比来提高植株耐盐性。     

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。     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生态的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种病原菌链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)生理生态指标的影响.结果表明:在未接种的对照组中,随着Cu浓度的增大(0~3000mg.kg-1),植株叶片失绿,生物量下降,叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素及叶片可溶性蛋白质含量下降;植物体内丙二醛(MDA)高度积累,细胞膜结构遭到损坏,电导率增大;植株活性氧清除系统受损,不能保持原有平衡,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,过氧化物酶(POD)活性升高.接种链格孢菌后,植株叶片色素、膜系统及保护酶系统的损伤均加重,与不接种对照组相比,相同浓度Cu处理的叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量、SOD和CAT活性均呈不同程度的下降,而电导率、MDA含量和POD活性则有所上升.     

丛枝菌根真菌对茄子黄萎病的防治效果和茄子植株生长的影响

研究了接种丛枝菌根真菌(AMF)对茄子生长和对黄萎病的影响,并且探讨了AMF诱导植物抗病性的生理生化变化。结果表明:接种AMF能促进茄子的生长,明显降低茄子黄萎病的发病率和发病指数;与只接黄萎菌处理比较,在先接种AMF然后接种黄萎病原菌的情况下,可以降低茄子叶内脯氨酸含量和相对电导率,提高根系活力,提高过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。试验显示,AMF对茄子黄萎病具有一定的生防效果。这种抗性可能来源于AMF提高了茄子营养水平,激活了植物抗病机制。     

不同类型茄对镉的富集及嫁接对镉富集特性的影响

以普通茄(Solanum melongena,绿健)和野生茄(S.torvum,托鲁巴姆)为实验材料,通过对嫁接处理前后7叶龄植株开展7d含Cd水培实验(Cd浓度为0.1 mg· L-1),研究Cd在不同类型茄体内的富集特征以及嫁接对茄体内Cd运输途径和富集特性的影响.结果表明:绿健对Cd的富集能力强于托鲁巴姆.不同部位器官中Cd的分布特征为根＞叶＞茎,其中植株吸收的Cd 80.0％左右富集于根部;不同部位叶片,Cd优先富集于植株顶端幼叶中.嫁接使得Cd在茄地上部的富集量明显减少,接穗Cd的富集量均显著低于砧木:以绿健为对照,正向嫁接减少了48.4％,反向嫁接减少了34.2％,托鲁巴姆自嫁接减少了88.5％;以托鲁巴姆为对照,仅自嫁接地上部Cd富集量减少了58.0％.嫁接减少Cd在茄体内富集的原因可能是嫁接使接穗与砧木植物韧皮部结构产生了差异,由此推断Cd在茄体内的长距离运输过程中韧皮部起到了关键作用.     

氯化胆碱对盐胁迫黄瓜幼苗渗透调节物质及活性氧代谢系统的影响

以盐敏感型黄瓜品种津春4号为材料,采用水培方法研究了叶面喷施不同浓度(0.5、1.0和1.5 mmol·L-1)氯化胆碱(CC)对NaCl胁迫(75 mmol·L-1)下黄瓜幼苗鲜重、叶片叶绿素、渗透调节物质含量及活性氧代谢系统的影响.结果表明:(1)单独CC处理可提高黄瓜叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及过氧化氢酶(CAT)与过氧化物酶(POD)活性,降低O2·-产生速率,但对植株鲜重及超氧化物岐化酶(SOD)活性影响不大;(2)NaCl胁迫处理增加了黄瓜幼苗叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强了SOD、POD和CAT活性,提高了O2·-产生速率及丙二醛(MDA)的含量,但同时降低了叶绿素含量与植株鲜重;(3)盐胁迫前CC预处理可缓解黄瓜幼苗叶绿素含量和植株鲜重的下降、以及MDA含量和O2·-产生速率的上升趋势,且进一步提高了盐胁迫下黄瓜叶片中SOD、POD和CAT活性.因此,适宜浓度的氯化胆碱可显著提高盐胁迫下黄瓜叶片的抗氧化酶活性,提高清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗细胞膜的伤害,增强黄瓜幼苗的耐盐性.     

野牛草克隆分株酶促活性氧清除系统对差异光周期的响应

以盆栽野牛草克隆分株为材料,将克隆分株分别标记为O(姊株)和Y(妹株),设置连接组和断开组两种处理,其中,连接组中O分株和Y分株通过节间子相连,断开组则剪断分株节间子;两组处理的O分株光周期均设置为光照12h/黑暗12h,Y分株光周期均设置为黑暗12h/12h光照(恰好与O分株相反),经过7d的差异光周期处理后进行72h全光照稳定培养,并于全光照条件下在48h内连续测定各分株叶片超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性以及丙二醛(MDA)的含量,探讨野牛草叶片酶促活性氧清除系统对差异光周期的响应特征。结果表明,差异光周期处理1周后,全光照条件下,断开状态的野牛草克隆分株O和Y间叶片中SOD、POD、CAT、APX活性以及MDA含量在24h内基本呈现相反的变化趋势,而野牛草相连克隆分株O和Y间叶片中以上指标在24h内呈现趋于一致的变化规律。研究发现,野牛草酶促活性氧清除系统活性在一天内呈现节律性表达模式,且差异光周期处理下的野牛草相连克隆分株的活性氧清除系统的活性的节律性变化趋于同步。     

豆链格孢菌对白车轴草生理代谢及活性氧清除系统酶的影响

通过盆栽实验,研究了接种豆链格孢菌对白车轴草叶组织细胞膜透性、色素含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明,豆链格孢菌使白车轴草叶组织细胞膜透性上升,电导率显著升高,膜脂过氧化加强,MDA水平上升,色素含量下降.电导率和MDA含量均与感病时间呈显著正相关,而色素含量与感病时间呈显著负相关.豆链格孢菌刺激其寄主白车轴草叶片膜脂过氧化作用发生,积累大量的活性氧,使其超出防御酶的清除能力,致使活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡,其中SOD和CAT活性显著下降,而POD活性明显上升.接种12d后,SOD和CAT分别降低了55.2%和37.8%,而POD比对照升高约1.6倍.     

盐胁迫对大米草幼苗某些生理指标的影响

研究了大米草幼苗在不同培养盐度(0、20、30、50、100mmol/LNaCl)下,MDA、游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量以及保护酶(SOD、POD、CAT)活性等生理指标的变化情况。结果表明:保护酶(SOD、POD、CAT)活性在盐胁迫40d前逐渐上升且达显著差异。随着胁迫时间延长,MDA含量与CK相比逐渐降低。随着盐分胁迫浓度的增加及盐胁迫时间延长,大米草叶片中游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量呈上升趋势。在盐胁迫下,渗透调节物质的积累作用是大米草对盐胁迫的主要响应过程,其体内的抗氧化保护酶在此过程中也发挥了重要的作用。     

NaHCO3处理对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响

对西伯利亚蓼扦插苗进行不同浓度和不同时间NaHCO3处理,研究了NaHCO3处理浓度和时间对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,NaHCO3处理浓度分别与过氧化氢酶活性、丙二醛含量和细胞膜透性之间存在极显著正相关性,与超氧化物歧化酶活性之间存在显著正相关性,与过氧化物酶活性之间无显著相关性;不同NaHCO3浓度处理间,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量差异极显著,过氧化物酶活性和细胞膜相对透性差异显著;不同时间的NaHCO3处理,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量及细胞膜透性差异显著,超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异极显著。     

渗透胁迫对蒙古冰草幼苗保护酶系统的影响

用PEG-6000模拟干旱胁迫处理蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)幼苗,研究了渗透胁迫对蒙古冰草幼苗某些酶活性的影响。结果表明：在轻度干旱胁迫下,蒙古冰草幼苗可以通过提高酶活性来维持活性氧产生与清除之间的平衡,以减少干旱胁迫介导的氧化胁迫,使MDA含量、膜透性降低。在中度或重度干旱胁迫下,酶活性可能遭受破坏,即使酶活性得到一定程度的提高,也不能维持活性氧产生与清除之间的平衡,使植物产生氧化伤害。     

NaCl胁迫对阿月浑子实生苗活性氧代谢与细胞膜稳定性的影响

为研究阿月浑子(Pistacia vera)的耐盐性,对新疆两个主栽品种‘长果’和`Kerman'的1年生实生苗进行了控制条件下的NaCl胁迫实验,实验浓度为50、150、250和500 mmol·L<sup>-1</sup>,NaCl胁迫5、10和20 d后取叶片测定其细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。实验结果显示,在NaCl胁迫下,‘长果’和`Kerman'的膜透性和MDA含量均随NaCl浓度的升高而增加,表明NaCl胁迫致使阿月浑子膜脂过氧化程度加强,细胞膜稳定性受到破坏,其中‘长果’品种的膜透性和MDA含量增加幅度较大,受到的盐害较大。而SOD、CAT和POD活性则随NaCl浓度的升高先增加后下降,抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)之间协调变化有利于清除活性氧,维持活性氧代谢平衡,保护膜结构。实验结果也显示,随着NaCl胁迫时间的延长,两个品种的细胞膜结构和功能受损害程度有所缓解。这些指标中,‘长果’和`Kerman'品种的膜透性和MDA含量与SOD活性呈显著相关,表明植物细胞的质膜透性与脂质过氧化产物(MDA)含量有关,也与组织中自由基含量和保护酶活性密切相关。综合各项生理指标,`Kerman'品种相对‘长果’品种显示了较强的抗氧化能力,具有较强的耐盐能力。     

NaHCO3处理对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响

对西伯利亚蓼扦插苗进行不同浓度和不同时间NaHCO₃处理,研究了NaHCO₃处理浓度和时间对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,NaHCO₃处理浓度分别与过氧化氢酶活性、丙二醛含量和细胞膜透性之间存在极显著正相关性,与超氧化物歧化酶活性之间存在显著正相关性,与过氧化物酶活性之间无显著相关性;不同NaHCO₃浓度处理间,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量差异极显著,过氧化物酶活性和细胞膜相对透性差异显著;不同时间的NaHCO₃处理,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量及细胞膜透性差异显著,超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异极显著。     

差巴嘎蒿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应

沙埋对于沙漠植物存活和生长影响的研究文献已有很多,但迄今有关沙漠植物对于沙埋生理生态适应的研究还很少见有报道。差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)广泛分布于我国半干旱沙地中,是流动半流动沙地的优势种。为了解沙生植物对沙埋的生态适应及其生理响应,2010—2011年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下差巴嘎蒿幼苗的存活率、株高等生长特性和渗透调节物质含量,保护酶活性和膜透性的变化,得到以下结果:沙埋对差巴嘎蒿幼苗的存活与生长有着显著影响,特别是沙埋深度超过其株高后,其存活率和高生长受到严重抑制,但和非沙生植物相比,差巴嘎蒿幼苗具有很强的耐沙埋能力,即使沙埋深度达到其株高的200%时仍有部分幼苗存活。随着沙埋深度的增加,差巴嘎蒿幼苗叶片含水量没有显著变化,但过氧化物歧化酶活力降低,过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶活性变化不明显,脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降,丙二醛含量下降,膜透性增强。和水分、盐分胁迫不同,沙埋并未造成差巴嘎蒿幼苗的水分亏缺,沙埋胁迫下差巴嘎蒿幼苗死亡率增加、生长受到抑制的主要原因是沙埋导致植物光合面积下降,沙埋叶片无法进行正常呼吸和部分幼苗无法破土生长,但沙埋胁迫下脯氨酸含量的和过氧化物酶活性增强分别在渗透调节和保护细胞膜免受损伤中起到了关键作用。     

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。     

海滨沙滩单叶蔓荆对沙埋的生理响应特征

海滨沙滩单叶蔓荆(Vitex trifolia L.var.simplicifolia)是优良的抗沙埋地被植物.以烟台海岸沙地单叶蔓荆为材料,通过不同厚度沙埋过程中沙上和沙下叶片抗逆生理指标的测定以揭示其抗沙埋生理调控机制.结果表明,轻度和中度沙埋5d,成株和幼株整株叶片细胞膜透性增大、POD和SOD活力增高、MDA和脯氨酸含量和叶片相对含水量(RWC)增加、可溶性糖含量下降.但同株沙上叶片细胞膜透性、MDA含量、SOD和POD活力和可溶性糖含量均高于沙下,而沙上叶片脯氨酸含量低于沙下叶片.在轻度和中度沙埋lOd,沙上叶片细胞膜透性、MDA和可溶性糖含量、叶片POD活力降低,叶片SOD活力仍有小幅度增高,但脯氨酸含量增加,沙上叶片生长旺盛.研究表明,沙埋下叶片抗氧化酶活力和脯氨酸含量与细胞膜透性和膜脂过氧化成正相关.沙埋使植株上部叶片接近沙表面而经受干旱和地面热辐射胁迫引起细胞膜脂过氧化加剧和细胞膜透性加大.同时沙埋也使沙下叶片遭遇黑暗和缺氧胁迫诱导细胞内膜脂过氧化,但也激活了叶片抗氧化酶保护系统和叶片脯氨酸的积累抑制细胞膜脂过氧化维护细胞膜的稳定.因此在沙埋过程中,叶片快速响应沙埋胁迫激活叶片抗氧化酶系统抑制膜脂过氧化作用维持氧自由基和抗氧化酶系统的动态平衡在单叶蔓荆适应轻度和中度沙埋,维护沙上叶片旺盛生长中起重要作用,也是重度全埋下沙下植株茎顶端能快速延伸弯曲生长最后顶出沙面再生的主要生理保护原因.