山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应

以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)和黧蒴(Castanopsis fissa)幼苗为试验材料,利用聚乙二醇6000(PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境,设置三个胁迫强度处理(轻度、中度、重度)、三个胁迫持续时间处理(12h、24h、36h),以不加PEG-6000的1/2Hoagland营养液中的苗木作为对照,对2个树种幼苗的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量进行了测定,研究了水分胁迫对这2种幼苗的影响。结果表明:随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长,2种幼苗叶片相对含水量出现下降趋势,黧蒴的含水量下降更为显著;2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升,黧蒴在轻度胁迫时相对电导率有大幅增加;2种幼苗的脯氨酸含量显著增加,叶绿素含量呈小幅波动,SOD活性先升后降,可溶性糖含量呈现波动性上升;山杜英叶片的MDA含量增加较缓慢,而黧蒴叶片的MDA含量大幅度增加。研究表明幼苗山杜英比黧蒴抗旱性强,叶片相对含水量、相对电导率和MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的依据。     

辣椒开花结果期对干旱胁迫的形态与生理响应

在遮雨网室选用抗旱性较强的农城椒二号和抗旱性较弱的陕蔬2001,研究辣椒在轻度、中度和重度干旱胁迫下不同时间的生长、产量、渗透调节物质、保护酶活性的变化规律及其生理调节机制。结果表明:随干旱胁迫时间的延长,辣椒的株高、分枝数、叶面积、单位面积产量、叶绿素含量和叶片相对含水量的抗旱系数呈下降趋势,下降速率与干旱胁迫程度呈正相关,与品种的抗旱性呈负相关;脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性和可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度低于抗旱性弱的材料;可溶性糖含量的相对值在轻度和中度干旱胁迫下呈上升趋势,在重度干旱胁迫下呈上升—下降趋势,且抗旱性强的材料上升速度大于抗旱性弱的材料。相关分析表明,干旱胁迫下,产量与株高、分枝数、叶片叶绿素含量、叶面积、叶片相对含水量抗旱系数呈显著正相关;与细胞膜透性、CAT活性和可溶性蛋白含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析表明,用作辣椒抗旱性鉴定的主要指标是单株产量、株高、叶面积、分枝数、可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、叶绿素含量和细胞膜透性及叶片相对含水量,叶片POD、SOD、CAT活性、脯氨酸含量可做为辣椒抗旱性鉴定的次要鉴选指标。     

转TPSP融合基因小麦的耐旱相关特性

在获得转TPSP基因小麦纯合株系的基础上,对3个转基因株系的耐旱相关生理特性进行了分析。脯氨酸含量测定显示,干旱胁迫过程中小麦叶片中脯氨酸含量逐渐增加,且3个转基因株系叶片中脯氨酸的积累速度和积累量均显著高于非转基因对照;叶绿素荧光参数测定显示,3个转基因株系的Fv/Fm值在胁迫过程中均略高于非转基因对照,转基因株系4-4-4的Fv/Fo值显著高于非转基因对照,表明转基因株系在水分胁迫条件下光合系统II（PSII）的光合效率有所增强;转基因小麦耐旱性鉴定显示：模拟干旱胁迫100h时对照小麦叶片几乎全部萎蔫,而3个转基因株系均表现出较强的耐旱性;复水24h后转基因株系4-9-1、4-4-4和30-1-2的叶片黄化率分别为25.2%、23.3%和27.6%,显著低于非转基因对照（48.8%）。上述研究结果表明转TPSP基因小麦具有较强的耐旱能力,为转基因材料进一步应用于小麦抗旱育种提供了依据。     

CPPU提高柚树苗抗旱性的研究

水分胁迫下,柚树苗叶片RWC、ψW、Pn及可溶性蛋白质、叶绿素含量下降,游离脯氨酸、MDA含量及SOD活性升高,CAT活性先上升后下降,APX活性、AsA和GSH含量明显下降,抗旱性强的品种具有较高的活性氧清除能力。CPPU处理提高柚树苗叶片RWC、Pn、叶绿素、游离脯氨酸、AsA、GSH含量,并增强SOD、APX活性,降低MDA水平,从而提高柚树苗抗旱性。实验结果表明,CPPU处理提高叶片对膜脂过氧化作用的保护能力可能是其提高柚树苗抗旱性的原因。     

CPPU提高柚树苗抗旱性的研究

水分胁迫下,柚树苗叶片RWC、ψw、Pn及可溶性蛋白质,叶绿素含量下降,游离脯氨酸、MDA含量及SOD活性升高,CAT活性先上升后下降,APX活性、AsA和GSH含量明显下降,抗旱性强的品种具有较高的活性氧清除能力。CPPU处理提高柚树苗叶片RWC、Pn、叶绿素、游离脯氨酸、AsA、GSH含量,并增加SOD、APX活性,降低MDA水平,从而提高柚树苗抗旱性。实验结果表明,CPPU处理提高叶片对膜脂过氧化作用的保护能力可能是其提高柚树苗抗旱性的原因。     

水分胁迫下AM真菌对沙打旺生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫条件下接种AM真菌对优良牧草和固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)生长和抗旱性的影响。在土壤相对含水量为70%、50%和30%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和沙打旺根际土著菌,不接种处理作为对照。结果表明,水分胁迫显著降低了沙打旺植株(无论接种AM真菌与否)的株高、分枝数、地上部干重和地下部干重,并显著提高了土著AM真菌的侵染率,对摩西球囊霉的侵染率无显著影响。接种AM真菌可以促进沙打旺生长和提高植株抗旱性,但促进效应因土壤含水量和菌种不同而存在差异。不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了植株菌根侵染率、根系活力、地下部全N含量和叶片CAT活性。土壤相对含水量为30%和50%时,接种株地上部全N、叶片叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量和POD活性显著高于未接种株;接种AM真菌显著降低了叶片MDA含量;接种土著AM真菌的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。土壤相对含水量为30%时,接种AM真菌显著增加了地上部全P含量和叶片相对含水量;接种摩西球囊霉的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。水分胁迫40d,接种AM真菌显著提高了叶片可溶性糖含量。水分胁迫80d,接种株叶片SOD活性显著增加。菌根依赖性随水分胁迫程度增加而提高。沙打旺根际土著菌接种效果优于摩西球囊霉。水分胁迫和AM真菌的交互作用对分枝数、菌根侵染率、叶片SOD、CAT和POD活性、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白、地上部全N和全P、地下部全N和根系活力有极显著影响,对叶片丙二醛和地下部全P有显著影响。AM真菌促进根系对土壤水分和矿质营养的吸收,改善植物生理代谢活动,从而提高沙打旺抗旱性,促进其生长。试验结果为筛选优良抗旱菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠植物生长和植被恢复提供了依据。     

二倍体和四倍体杂交兰幼苗对低温胁迫的生理响应差异分析

为探究不同倍性杂交兰（Cymbidium hybrid）对低温胁迫的生理响应差异,对低温胁迫下（昼温10℃、夜温4℃）二倍体杂交兰以及四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA和叶绿素含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性的动态变化进行了测定和分析;在此基础上,比较了二倍体和四倍体杂交兰的耐低温特性差异。结果显示：随着胁迫时间的延长,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及POD和CAT活性总体呈逐渐增加的趋势;叶绿素含量呈逐渐下降的趋势;SOD活性呈先上升后下降的趋势,并分别在胁迫后第9天和第6天达到峰值。在常温（25℃）下恢复生长3d后,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性均降低,而叶绿素含量升高。总体上,二倍体杂交兰叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量以及SOD、POD和CAT活性的增幅明显小于四倍体杂交兰,MDA含量和O-·2产生速率的增幅则大于四倍体杂交兰,而叶绿素含量的降幅则明显大于四倍体杂交兰。综合分析结果表明：在低温胁迫下,四倍体杂交兰叶片中渗透调节物质含量和保护酶活性均较高,其对低温的耐性强于二倍体杂交兰。     

化学调节物质浸种对不同水分条件下苦荞生长及其生理特性的影响

以‘黑丰一号’苦荞为材料,采用盆栽试验,研究了硫酸锌、硫酸锰、水杨酸及脯氨酸等4种化学调节物质浸种对正常灌水及干旱胁迫下苦荞生长的影响,探索提高苦荞抗旱性的最佳化学调控物质.结果表明:(1)在正常水分条件下,用化学调节物质浸种可不同程度提高苦荞幼苗的叶面积、株高、总根长、根表面积、根体积、壮苗指数、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力、SOD活性、POD活性以及光合速率;其中用硫酸锌的浸种效果最好,其次为水杨酸,二者与对照均达极显著差异,而叶片相对电导率、MDA含量较对照明显下降;硫酸锌和水杨酸浸种使苦荞比对照的单株穗数分别增加31.8％和21.0％,单株粒数增加38.0％和28.9％,百粒重提高8.9％和4.2％.(2)干旱胁迫与正常水分条件下相比,各调节物质浸种处理的苦养幼苗叶面积、茎粗、总根长、根表面积、根体积、根重、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力、SOD活性、POD活性以及光合速率均有所降低,但不同处理的下降幅度不同,其中以清水浸种(对照)的下降幅度最大;但叶片相对电导率和MDA含量明显上升,而且以清水浸种的上升幅度最大.(3)干旱胁迫下,硫酸锌和水杨酸浸种与对照相比,二者分别使苦荞叶片SOD活性、POD活性、光合速率、叶面积、总根长、叶绿素含量、根系活力均极显著提高,其中叶片相对含水量分别提高79.9％和70.9％,游离脯氨酸含量分别提高32.2％和36.6％,可溶性糖含量上升66.0％和43.9％,株穗数、株粒数、百粒重分别增加38.6％和36.2％、40.4％和39.0％、10.7％和6.9％.研究表明,在正常水分条件和干旱胁迫下,利用化学调节物质浸种均可显著提高苦荞的光合生理特性及其抗旱性,而且硫酸锌和水杨酸的处理效果更好.     

转NtFer1基因粳稻空育131抗Fe~(2+)胁迫能力分析

旨在研究烟草铁蛋白基因NtFer1功能,提高粳稻抗逆性等。利用农杆菌介导法将NtFer1基因转入粳稻空育131,经抗性筛选、PCR、Southern杂交、Northern杂交和RT-PCR检测等,表明外源基因已整合到空育131基因组中,并能够在子代稳定遗传表达。在缺铁和铁过量条件下培育T2代转基因植株,缺铁条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD、POD)、叶绿素相对含量、叶片总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而丙二醛(MDA)含量显著低于对照;铁过量条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD)、叶片总铁含量、糙米总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而MDA含量和稻瘟病叶瘟指数显著低于对照。表明铁蛋白基因NtFer1能够提高转基因植株抗氧化胁迫能力和稻瘟病抗性,增加植株铁离子储藏能力,增强植株缺铁胁迫的耐性和铁过量胁迫的抗性。     

外源芦丁预处理对水分胁迫下玉米幼苗的生理效应

以玉米(Zeamays L.)品种'郏单958'为材料.采用营养液水培法,研究了外源芦丁(Rutin)对聚乙二醇(PEG)胁迫下幼苗叶片质膜相对透性、脯氨酸、可溶性糖含量及保护酶活性的影响.结果显示:(1)在15%PEG-6000胁迫下,玉米叶片的MDA含量、质膜相对透性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均显著增加,保护酶SOD、CAT、POD活性显著升高.(2)一定浓度芦丁(>0.40 g/L)预处理可显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性提高.降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量.说明外源芦丁能够提高玉米幼苗的抗氧化作用,缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤·达到提高植物抗旱性的目的.     

Transgenic maize plants of tropical and subtropical genotypes obtained from calluses containing organogenic and embryogenic-like structures derived from shoot tips

A highly efficient system for the production of transgenic maize plants starting from tropical and subtropical genotypes was developed. The method is based on particle bombardment of organogenic calli derived from shoot tips. Six tropical maize genotypes were successfully transformed and regenerated using this protocol. Genetic transformation was confirmed by Southern blot analysis of T0 plants and segregation analysis of the resistance marker in the T1 progeny. Plant transfer into the greenhouse was 100% successful, and no problems of fertility were observed with the transgenic plants produced with this transformation protocol.     

农杆菌介导法向玉米茎尖导入抗草甘膦EPSPS基因的研究

以玉米自交系郑58的茎尖为受体,通过农杆菌介导法将抗草甘膦EPSPS基因转入玉米中,研究以茎尖为受体的农杆菌转化体系的可行性。98株转化苗,经过300 ppm的除草剂(农达)筛选,共获得13株转基因植株,经PCR检测,其中7株表现阳性,转化率达7.14%。初步证明外源基因已经整合到玉米基因组中,以玉米茎尖作为受体的转化系统用于基因转化是可行、高效的。     

Establishment of multiple shoot clumps from maize (Zea mays L.) and regeneration of herbicide-resistant transgenic plantlets

A kind of quick, efficient and season-free inducing embryoid and multiple shoot clumps system from shoot tip meristems that derived from elite inbreds of maize was established. The herbicide-resistant gene als (coding Acetolactate synthase) isolated from a mutant of Arabidopsis thaliana was transferred to tissue pieces of maize multiple shoot clumps by microprojectile bombardment. Herbicide-resistant tissue and regenerants were obtained through selections with herbicide chlorsulfuron. PCR analysis and Southern blot hybridization indicated that gene als has been transferred to some regenerants. The test of spraying chlorsulfuron displayed that the transgenic plantlets and R1 plants had favorable herbicide-resistant trait. We have established a new genotype-free system of maize which could rapidly and efficiently produce large quantities of transgenic plantlets.     

单子叶植物表达载体的构建及农杆菌介导的玉米遗传转化的研究

构建了单子叶植物表达载体pCUA-tr-cat-als,其中含有豌豆过氧化氢酶基因cat和突变的乙酰乳酸合成酶基因als,分别由玉米ubi启动子和花椰菜花叶病毒35S启动子启动。以玉米昌7-2种子苗的茎尖分生组织为受体,用农杆菌介导法首次将目的基因定向转入玉米叶绿体中。以als基因作为选择标记,以氯磺隆为选择剂进行筛选获得一定数量的转基因植株。经PCR分析,可初步确定目的基因已经整合到玉米基因组中。     

Establishment of multiple shoot clumps from maize (Zea mays L.) and regeneration of herbicide-resistant transgenic plantlets

A kind of quick, efficient and season-free inducing embryoid and multiple shoot clumps system from shoot tip meristems that derived from elite inbreds of maize was established. The herbicide-resistant gene als (coding Acetolactate synthase) isolated from a mutant of Arabidopsis thaliana was transferred to tissue pieces of maize multiple shoot clumps by microprojectile bombardment. Herbicide-resistant tissue and regenerants were obtained through selections with herbicide chlorsulfuron. PCR analysis and Southern blot hybridization indicated that gene als has been transferred to some regenerants. The test of spraying chlorsulfuron displayed that the transgenic plantlets and R₁ plants had favorable herbicide-resistant trait. We have established a new genotype-free system of maize which could rapidly and efficiently produce large quantities of transgenic plantlets.     

转基因抗矮花叶病玉米的遗传、表达及抗病性研究

目的：研究目的基因在转基因植株及其后代中遗传表达的稳定性,以及目的基因表达与抗病性的关系,最终得到转基因纯合株系。方法：以采用花粉介导法将RDV运动蛋白缺陷型（RDV MP^-）基因导入玉米自交系478的转基因种子（T0）作为试验材料,对其或其后代进行潮霉素抗性筛选、PCR检测、目的基因表达产物含量测定、农艺性状筛选,以及田间接种病毒的抗病鉴定。结果：通过潮霉素抗性筛选从T0种子获得了11株疑似转化植株;对T1、T2、T3代转基因植株的PCR分析证实目的基因已导入玉米植株,并显示随着转化植株世代交替,目的基因可稳定遗传给下一代,且目的基因在待测材料中的检出比例也随着代数的增加而提高;目的基因表达量的测定结果为1．83-11．57ng／mg叶片鲜重之间;田间接种玉米矮花叶病病毒试验结果证明转化植株比对照植株的抗矮花叶病能力有了显著提高,个别株系在T1代的发病率就为0,T1、T2、B代转化植株的抗病性逐代提高,比临近对照的抗病性提高2～5级;目的基因表达量与植株（系）的抗病性显著相关,r=0．923,P〈0．01;入选纯合系的农艺性状也有较大变化,穗粒数比对照系增加约5％。结论：通过以上方法,可以筛选到转基因抗病玉米纯合株系。     

茎尖法转基因棉花植株真实性鉴定方法探究

棉花茎尖转化法具备不受基因型限制、转化周期短的优点,是理想的棉花转化体系,但据报道其所获得的转基因植株普遍存在遗传不稳定、高代植株基因丢失的现象。以陆地棉TM?1品种为受体材料,利用茎尖转化法将DsRed2载体转入棉花,经卡那霉素筛选获得16株抗性植株,进一步PCR扩增靶基因,获得6株DsRed2基因片段PCR检测为阳性的植株,初步判断该6株为茎尖转化法获得的转基因植株,但经紫外照射,6个转基因植株均未检测到红色荧光。对其进行靶基因RT?PCR,发现DsRed2基因在6个转基因植株中仅有极低量的表达或无表达。进一步对DsRed2载体的非T?DNA片段,即载体骨架部分进行PCR以及植株内生菌培养检测,结果表明,6个转基因植株均含有完整的DsRed2载体,植株可培养出含有完整载体的内生菌,且内生菌经农杆菌16S核糖体RNA（16S rRNA）片段PCR检测结果为阳性,推测由于茎尖侵染形成农杆菌与植株共生关系,造成假阳性株的现象,进而导致高代转基因植株基因丢失、遗传不稳定的现象。旨在建立一套完整的茎尖法转基因棉花植株真实性的鉴定方法,为进一步深入研究提供参考依据。     

农杆菌侵染玉米芽尖导入psy基因的研究

以玉米自交系天塔五母、7922的芽尖为受体,用农杆菌介导法将psy基因转入玉米中.以植株的转化率为指标,研究了真空处理方式,真空处理时间及共培养时间对转化率的影响.结果表明,当在真空条件下侵染20min,共培养3天时转化率最高.用200mg/L的草胺膦溶液筛选,获得抗性植株经PCR检测有16株表现阳性,其中天塔五母有12株,7922有4株.RT-PCR及高效液相色谱(HPLC)检测结果表明psy基因已经整合进玉米基因组并能正常转录,转基因玉米中总类胡萝卜素含量比野生型玉米提高了25％.     

转水稻NibT基因玉米植株的获得及抗病性研究

以玉米(Zea mays L.)自交系'金黄96B'为受体材料,供体为质粒pWM101并携带有水稻矮缩病病毒复制酶基因Nib的提前终止突变体基因NibT,采用超声波处理花粉介导植物基因转化方法将NibT基因导入受体,经PCR检测和Southern杂交分析证实获得转基因植株,进而对T1～T3代转基因植株(株系)进行分子分析、田间抗病鉴定和农艺性状调查.逐代分子检测分析结果证明,目的基因可稳定遗传.抗病鉴定结果证明转基因植株(株系)各代抗病水平基本一致,抗病性比对照提高3级.农艺性状调查分析表明,与对照比较,转基因植株株高增加7～18 cm、穗位高增高0～13 cm、穗长增加0.7～2.1 cm、穗粒数多8～35粒、百粒重增加1.1～2.6 g,转基因株系与阴性对照间、各代转基因株系相互间都差异显著(P＜0.05);调查还发现转基因植株的株高和穗位高随着世代的增加,与对照间的差异逐代减少.研究也说明,超声波处理花粉介导植物基因转化方法是一种简捷、快速和有效的植物转化工具.