外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响

为探明外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响,以甜瓜品种‘雪美’为材料采用营养液栽培,对盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)、盐胁迫下添加外源脯氨酸(100mmol·L-1 NaCl+0.2mmol·L-1 Proline)以及对照3种处理后甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性进行测定,并对OAT和ProDH基因进行克隆及半定量表达分析。结果显示:与对照相比较,盐胁迫条件下甜瓜幼苗叶片内Pro含量显著增加,P5CS活性增幅大于OAT活性,OAT基因表达量大部分时段内没有增加,ProDH活性下降,ProDH基因表达量减少;盐胁迫下添加外源脯氨酸进一步使幼苗叶片内Pro含量增加、OAT、ProDH活性提高、P5CS活性降低,并且使OAT基因表达量迅速增加、ProDH基因表达量先增加后回落。研究表明,盐胁迫条件下,甜瓜幼苗体内脯氨酸积累主要是通过增强脯氨酸的谷氨酸合成途径和抑制脯氨酸降解来实现;适量外源脯氨酸可以增强盐胁迫幼苗脯氨酸的鸟氨酸合成途径,但对谷氨酸合成途径有一定的抑制作用;通过调节合成和降解2种代谢途径进一步提高了脯氨酸含量,从而增强甜瓜幼苗耐盐胁迫能力。     

外源ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响

本文以小桐子为材料,研究了外源脱落酸（ABA）对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累的影响。结果表明,低温胁迫（5℃）可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调脯氨酸合成关键酶Δ¹-吡咯琳-5-羧酸合成酶（P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）的活性,上调P5CS基因（JcP5CS）的表达,及抑制脯氨酸降解酶脯氨酸脱氢酶（Pro DH）的活性。用外源ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,发现150μmol·L^-1的ABA可显著提高其低温胁迫下的脯氨酸含量,上调P5CS的活性和JcP5CS的表达水平,及抑制ProDH的活性。表明外源ABA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和抑制脯氨酸的降解途径来促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累。     

根施丙酸对冬小麦幼苗叶片脯氨酸代谢酶及抗旱性的影响

以冬小麦品种‘豫农211’为材料,通过设置持续12 d控水和干旱后复水2 d盆栽实验,研究根施15 mmol·L~(-1)丙酸溶液处理下小麦植株形态、叶片相对含水量、电导率、丙二醛含量对干旱胁迫的响应,以及控水和复水过程中叶片脯氨酸含量及其关键代谢酶活性的动态变化,以探明外源丙酸提高小麦抗旱性的脯氨酸代谢机制。结果表明:(1)在干旱胁迫条件下(土壤相对含水量降至20%),根施丙酸处理可显著提高小麦叶片相对含水量,并显著降低叶片相对电导率和丙二醛含量(P0.05);丙酸处理组小麦幼苗萎蔫程度明显低于同期对照,地上部生物量积累量比对照增加了13.3%。(2)根施丙酸处理的小麦叶片脯氨酸积累量在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量降至45%～55%)显著高于对照,且随着干旱胁迫程度的加剧(土壤相对含水量降至20%以下)脯氨酸含量仍能稳定维持在正常水平(300μg·g~(-1)左右),而对照叶片脯氨酸含量则呈急剧上升的趋势;复水处理后,丙酸处理的小麦植株中叶片脯氨酸含量能迅速恢复至正常水平。(3)在整个控水至复水过程中,小麦叶片脯氨酸合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸σ-氨基转移酶(σ-OAT)活性均呈现先升后降的变化趋势,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性呈现先降后升的变化趋势,而脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶(PDH)活性呈增加趋势。研究认为,在干旱胁迫条件下,根施丙酸能够通过调控脯氨酸代谢过程中的合成和降解途径关键酶活性来维持叶片细胞内脯氨酸水平稳定,有效减轻叶片水分散失和过氧化伤害程度,从而提高冬小麦幼苗的抗旱性。     

水分胁迫下发草(Deschampsia caespitosa)叶片脯氨酸及其代谢产物变化

以发草(Deschampsia caespitosa)为供试材料,通过盆栽模拟水分胁迫,研究重度干旱、中度干旱、轻度干旱、植物正常需水量(对照)、轻度水涝、中度水涝、重度水涝处理下发草叶片脯氨酸(Pro)积累状况及其代谢途径中底物、中间产物和关键酶的动态变化,以期从脯氨酸代谢途径对发草抗旱/涝机理进行初步探讨。结果显示,干旱和水涝胁迫前期发草叶片Pro含量显著升高,谷氨酸(Glu)和鸟氨酸(Orn)含量显著下降,Δ¹-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)活性、Δ¹-吡咯琳-5-羧酸还原酶(P5CR)活性均显著增强,而脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性显著降低,表明干旱和水涝胁迫前期发草叶片通过脯氨酸合成代谢的加强和分解代谢的抑制共同积累脯氨酸,以缓解干旱和水涝胁迫产生的危害,Glu途径和Orn途径协同作用于叶片脯氨酸合成代谢过程。中度、轻度干旱和轻度水涝处理21 d后Pro含量趋于稳定,持续21 d的重度干旱处理和持续28 d的重度水涝处理时发草死亡,共同显示了发草对水涝和干旱具有较强的耐受性。结论为高寒沼泽湿地旱涝"共耐性"植物的研究提供理论基础,同时为利用发草开展退化高寒沼泽湿地植被恢复提供科学依据。     

外源H_2O_2对混合盐碱胁迫下燕麦幼苗叶片脯氨酸积累和代谢途径的影响

为探讨H_2O_2对盐碱胁迫下植物脯氨酸代谢的调控机理,以燕麦新品种‘定莜6号’幼苗为材料,采用水培法研究了外源H_2O_2对混合盐碱胁迫下燕麦脯氨酸积累和代谢途径的影响。结果表明,75 mmol·L-1混合盐碱(Na Cl∶Na_2SO_4∶Na HCO_3∶Na_2CO_3=12∶8∶9∶1)胁迫可促进燕麦幼苗叶片脯氨酸的积累,提高脯氨酸合成的鸟氨酸途径关键酶鸟氨酸δ-氨基转移酶(δ-OAT)活性,抑制脯氨酸合成的谷氨酸途径关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)及脯氨酸降解限速酶脯氨酸脱氢酶(Pro DH)活性。在75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下添加0.01~1 000μmol·L-1H_2O_2可显著提高燕麦幼苗叶片的脯氨酸含量,其中10μmol·L-1H_2O_2的作用最明显;10μmol·L-1H_2O_2上调了75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下燕麦幼苗叶片的P5CS和δ-OAT活性,降低了Pro DH活性。此外,10μmol·L-1H_2O_2使75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下燕麦幼苗叶片内源性H_2O_2含量急剧升高后迅速降低。表明外源H_2O_2能够提高混合盐碱胁迫下燕麦幼苗内源H_2O_2的含量,并通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,抑制脯氨酸的降解,促进混合盐碱胁迫下燕麦幼苗脯氨酸的积累。     

P5CR基因的进化及其在木薯中的表达分析北大核心CSCD

吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)催化脯氨酸合成途径的最后一步反应,在植物逆境胁迫响应中起重要作用。采用生物信息学方法从木薯(Manihot esculenta Crantz)等45个已完成基因组测序的植物中共鉴定出54条P5CR序列,分析其在不同物种的分布和序列特征;用MEGA软件构建Neighbor-joining系统进化树;采用实时荧光定量PCR技术分析MeP5CR在不同组织和胁迫处理下的表达特性。P5CR在内含子长度上差别较大,而在氨基酸长度、外显子数目、等电点和分子量等方面差别不大。在大多数植物(如木薯)中,P5CR有且仅有1个拷贝,表明P5CR在进化上比较保守,且是单基因起源。然而,在某些植物(如大豆、苹果等)中存在2-3个拷贝,说明在物种进化的过程中P5CR发生了多次重复事件,并将它们归纳为3种进化模式。表达分析表明,MeP5CR在叶片、须根和储藏根中表达量最高,而在叶柄和茎中的表达量最低。MeP5CR表达量受低温胁迫诱导、但被干旱胁迫抑制。MeP5CR在转录水平参与木薯干旱和低温胁迫响应。     

P5CR基因的进化及其在木薯中的表达分析

吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)催化脯氨酸合成途径的最后一步反应,在植物逆境胁迫响应中起重要作用。采用生物信息学方法从木薯(Manihot esculenta Crantz)等45个已完成基因组测序的植物中共鉴定出54条P5CR序列,分析其在不同物种的分布和序列特征;用MEGA软件构建Neighbor-joining系统进化树;采用实时荧光定量PCR技术分析MeP5CR在不同组织和胁迫处理下的表达特性。P5CR在内含子长度上差别较大,而在氨基酸长度、外显子数目、等电点和分子量等方面差别不大。在大多数植物(如木薯)中,P5CR有且仅有1个拷贝,表明P5CR在进化上比较保守,且是单基因起源。然而,在某些植物(如大豆、苹果等)中存在2-3个拷贝,说明在物种进化的过程中P5CR发生了多次重复事件,并将它们归纳为3种进化模式。表达分析表明,MeP5CR在叶片、须根和储藏根中表达量最高,而在叶柄和茎中的表达量最低。MeP5CR表达量受低温胁迫诱导、但被干旱胁迫抑制。MeP5CR在转录水平参与木薯干旱和低温胁迫响应。     

植物脯氨酸合成酶基因工程研究进展

逆境条件下植物细胞积累脯氨酸是植物适应逆境的一种反应,有利于减轻逆境对植物的伤害。简要回顾了生物体脯氨酸代谢过程和逆境下植物积累脯氨酸的作用,重点总结了植物体内脯氨酸合成酶基因吡咯啉-5羧-酸合成酶(P5CS)的克隆、表达和转基因研究进展。研究认为,P5CS是一个逆境胁迫应答基因,通过基因工程方法调节P5CS基因的表达有利于提高植物体脯氨酸的积累量,改善植物的抗逆性。因此,目前可以在大田植物中开展利用提高脯氨酸来改善植物抗逆性的研究。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系脯氨酸和多胺代谢的影响

以2个黄瓜品种‘长春密刺’(抗盐性较强)和‘津春2号’(抗盐性较弱)为材料,采用营养液栽培,研究了盐胁迫对幼苗根系脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)代谢的影响。结果表明,盐胁迫能提高黄瓜幼苗根系吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性,抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,从而显著增加Pro含量,且‘长春密刺’变化幅度显著大于‘津春2号’;盐胁迫下,‘长春密刺’根系精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性升高幅度显著大于‘津春2号’,而多胺氧化酶(PAO)活性升高幅度显著低于‘津春2号’,引起其根系内亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量显著增加;盐胁迫下,2品种根系腐胺(Put)含量呈先上升后下降的变化趋势,随着Put积累降低,Pro含量显著增加。可见,盐胁迫诱导根系较高的Pro、Spd和Spm积累有利于提高黄瓜幼苗对盐胁迫逆境的适应能力,盐胁迫下PAs代谢和Pro代谢密切相关,Put的积累一定程度上促进了Pro含量的增加。     

盐碱混合胁迫对裸燕麦幼苗叶片脯氨酸和多胺代谢的影响

为探讨裸燕麦对盐碱混合胁迫的脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)响应机制,采用温室砂培试验,研究了低(25 mmol·L-1)、高(75 mmol·L~(-1))浓度盐碱混合胁迫0、1、3、5和7 d幼苗叶片Pro和PAs含量及相关代谢酶活性的变化。结果表明:与对照相比,盐碱混合胁迫在整个胁迫期间提高了裸燕麦叶片Pro含量,高浓度胁迫提高的幅度大于低浓度胁迫;低浓度胁迫下吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性提高,而鸟氨酸-δ-氨基转移酶(δ-OAT)和脯氨酸脱氢酶(Pro DH)活性受抑;高浓度胁迫下δ-OAT活性提高,而P5CS和Pro DH活性下降,说明低浓度胁迫下Pro合成以谷氨酸途径为主,高浓度胁迫下以鸟氨酸途径为主;低、高浓度盐碱混合胁迫下,游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)及结合态Spd和束缚态Spd、Spm含量提高,结合态Put、Spm和束缚态Put含量在胁迫1~5 d时提高,胁迫7 d时下降,且高浓度胁迫的变幅大于低浓度胁迫;Put/PAs和(c PAs+b PAs)/f PAs在胁迫1~3 d时提高,胁迫5~7 d时下降或变化不明显,(Spd+Spm)/Put的变化却相反;整个胁迫期间低浓度胁迫保持了较低的Put/PAs和较高的(Spd+Spm)/Put,(c PAs+b PAs)/f PAs除胁迫1 d时低浓度胁迫低于高浓度胁迫外,其余胁迫时间两浓度处理间差异不显著;精氨酸脱羧酶(ADC)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性在低、高浓度盐碱混合胁迫期间提高,二胺氧化酶(DAO)活性在胁迫1~3 d下降或变化不大,胁迫5~7 d时升高,多胺氧化酶(PAO)活性的变化与DAO相反,且高浓度胁迫下ADC、ODC、DAO和PAO的变幅大于低浓度胁迫。说明盐碱混合胁迫初期(1~3 d)游离态PAs(f PAs)向结合态和束缚态PAs(cPAs+bPAs)转化增强,低浓度胁迫后期(5~7 d)Put向Spd和Spm转化的能力强于高浓度胁迫,但高浓度胁迫在整个胁迫期间PAs合成和分解的速率更高。     

脯氨酸对不结球白菜（Brassica chinensis）镉积累的影响

采用溶液培养的方法,研究了过量Cd对不结球白菜（Brassica chinensis）幼苗内源脯氨酸含量的影响及外源脯氨酸在不结球白菜Cd积累中的作用。100μmol？L-1 Cd处理明显增加不结球白菜叶片脯氨酸（Pro）的含量,并且随着Cd胁迫时间的延长,其含量也显著上升。100μmol？L-1 Cd处理明显降低脯氨酸脱氢酶（PDH）活性,而增加δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）的活性。1~5 mmol？L-1外源Pro处理显著降低不结球白菜幼苗地上部Cd含量,对根系Cd含量无显著影响,但外源Pro处理并不能缓解过量Cd对不结球白菜幼苗生物量的抑制作用。外源Pro处理下,不结球白菜叶片中Pro含量与其地上部干重呈显著的负相关关系。     

外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢的影响

以小桐子幼苗为材料,设置盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)和外源水杨酸处理(0~2.0mmol·L-1 SA)水培试验,通过检测幼苗叶片脯氨酸含量、脯氨酸代谢关键酶活性及相关代谢酶基因的表达水平,研究了外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢机理的影响。结果显示:(1)外源0.9mmol·L-1 SA处理可显著提高盐胁迫下小桐子幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,以及上调JcP5CS和JcOAT基因的表达水平。(2)SA也显著抑制了脯氨酸降解酶ProDH的活性及JcProDH基因的表达水平。(3)SA处理还显著提高了盐胁迫下小桐子幼苗的组织活力,降低了叶片电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量。研究发现,外源SA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,以及抑制脯氨酸的降解途径来促进盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累;外源SA处理也可提高小桐子幼苗的耐盐性,且这种提高可能与SA诱导脯氨酸的积累密切相关。     

转拟南芥P5CS1基因增强羽衣甘蓝的耐旱性

为提高羽衣甘蓝的耐旱性,本文将拟南芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS1）基因经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植株中,检测转基因株系与野生型植株在干旱胁迫下P5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干重、鲜重和整株存活率。结果表明,在15%PEG6000渗透胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA表达量明显增加,转基因植株脯氨酸含量是野生型的2.4倍;主根长、最长侧根长、侧根数目、整株干重和鲜重均高于野生型,干重/鲜重则低于野生型,转基因植株的平均存活率为78%,极显著高于野生型。数据显示,AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐旱性。     

Cd~（2＋）胁迫诱导烟草悬浮细胞脯氨酸积累的生化途径及外源脯氨酸对Cd~（2＋）胁迫下H_2O_2产生的抑制作用

Cd~（2＋）可提高烟草悬浮细胞脯氨酸的含量,顺序上调脯氨酸合成关键酶鸟氨酸转氨酶（OAT）、精氨酸酶、△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性,降低脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）的活性,表明Cd~（2＋）胁迫诱导烟草细胞脯氨酸的积累是脯氨酸合成的鸟氨酸途径和谷氨酸途径顺序激活、而脯氨酸降解途径显著抑制的综合结果。此外,Cd~（2＋）能导致烟草细胞H_2O_2的快速产生及H_2O_2产生相关酶（质膜NADPH氧化酶、细胞壁多胺氧化酶及共价结合与离子结合细胞壁过氧化物酶）活性升高和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）增加,导致烟草细胞的氧化胁迫。外源脯氨酸预处理显著抑制了Cd~（2＋）诱导的烟草细胞H_2O_2的产生与MDA的增加,减轻了Cd~（2＋）诱导的氧化胁迫。而脯氨酸抑制Cd~（2＋）诱导的H_2O_2产生可能是由于脯氨酸抑制了H_2O_2产生相关酶的活性所致。     

丛枝菌根提高宿主植物抗旱性分子机制研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)对于植物适应各种逆境胁迫具有重要生态学意义。有关菌根共生体对植物抵御干旱胁迫的积极作用已有较多文献报道:无论在植物个体层面——AM调节植物水分生理,还是在生态层面——干旱条件下菌根真菌和宿主植物之间的互动关系,人们都已有一定的认识。然而,目前对于菌根植物适应干旱胁迫的生理和分子机制还缺乏系统深入的研究。综述了近年来相关研究成果,从干旱胁迫相关植物基因入手,讨论了AM对晚期胚胎富集蛋白(LEA)、脯氨酸合成限速酶△¹-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、水孔蛋白(MIPs),及脱落酸合成途径重要酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码基因的可能调控机制,旨在揭示AM共生体提高植物抗旱性的分子基础和实质贡献,同时通过分析当前研究工作薄弱之处及未来研究热点,期望推动相关研究进展。     

ABA和NaCl对碱蓬多胺和脯氨酸代谢的影响

比较了 5 0 μmol/L的ABA和 4 0 0mmol/L的NaCl对碱蓬植株内脯氨酸 (Pro)和多胺 (PAs)含量和代谢关键酶活性的影响。结果表明 :ABA处理能诱导碱蓬植株吡咯啉 5 羧酸合成酶 (P5CS)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、多胺氧化酶 (PAO)和脯氨酸脱氢酶 (ProDH)活性上升 ,Pro和游离多胺含量增加。ABA NaCl处理促进碱蓬植株体内Pro和PA的积累。与NaCl处理相比 ,ABA NaCl处理后碱蓬植株P5CS活性显著上升 ,ProDH活性变化不明显 ,ODC活性极显著上升 ,PAO和转谷酰胺酶 (TGase)活性上升 ,从而使Pro和游离多胺含量均显著上升 ,游离态多胺 (Spd PAx) /Put提高 ,结合态多胺总量上升。ABA NaCl处理对碱蓬植株体内Pro和PAs合成的促进与其对生长速率的促进效应相一致     

水稻中p5cs基因的存在及其在高脯氨酸变异系中的作用

用来自豇豆根瘤的脯氨酸合成酶△’-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）cDNA作探针进行杂交分析,结果表明水稻中存在豇豆根瘤P5cs基因的同源序列,它在盐胁迫条件下转录水平提高。水稻高脯氨酸变异系杂交后代株系的脯氨酸含量和耐盐性均明显高于原始型。应用水稻高脯氨酸变异系为材料进行的试验,结果显示高脯氨酸特性和高耐盐性与此基因的存在及其转录水平的提高有相关性。     

茶树脯氨酸转运蛋白基因鉴定及表达分析

脯氨酸转运蛋白在植物体内脯氨酸的分配及响应多种非生物逆境胁迫过程中发挥着重要作用。为明确茶树体内脯氨酸转运蛋白家族情况,该研究从全基因组水平鉴定获得茶树脯氨酸转运蛋白家族成员,进行了系统进化关系、蛋白结构、基因表达特异性等分析。结果表明:(1)茶树中有6个脯氨酸转运蛋白基因,长度为1 326～1 725 bp之间,编码氨基酸数目在441～574 aa之间,蛋白质分子质量在48.5～63.0 kD之间,等电点为8.51～9.41,大部分为碱性蛋白,其结构中含有大量的α-螺旋和自由卷曲,少量的延长链和β-转角结构。(2)亚细胞定位分析结果显示,茶树CsProT1、CsProT2、CsProT4、CsProT5和CsProT6蛋白定位于细胞膜,CsProT3蛋白则定位于高尔基体。(3)CsProTs蛋白中含9～11个典型的跨膜结构域,其三级结构与保守基序特征均与拟南芥高度相似,具有高度的保守性,不同成员间氨基酸序列相似性达40.14%。(4)基因表达特异性分析显示,CsProT1,CsProT2和CsProT3基因在各个组织部位的表达量均较高,CsProT4、CsProT5和CsProT6表达量均较低,且CsProT1基因的表达量最高;除CsProT5基因外,CsProTs蛋白家族的基因均受到NaCl、干旱及冷胁迫的诱导表达。(5)蛋白相互作用分析结果显示,CsProTs蛋白可与脯氨酸氧化酶ERD5,脯氨酸生物合成限速酶P5CS1、P5CS2和δ-吡咯啉-5-羧酸脱氢酶ALDH12A1等脯氨酸合成,转运及降解有关的蛋白相互作用,共同调控茶树体内脯氨酸的含量。研究认为,茶树6个CsProTs蛋白可共同参与茶树体内脯氨酸的转运平衡及对多种非生物逆境胁迫响应的过程。     

沙冬青脯氨酸转运体基因的克隆及表达分析

通过RACE技术从沙冬青中克隆获得了脯氨酸转运体基因Am Pro T(Gen Bank登录号为KJ873133)。序列分析表明,Am Pro T基因开放阅读框为1 329 bp,编码442个氨基酸,预测蛋白质分子量为48.07 k D,等电点为9.32,含有11个跨膜区域,具有典型的脯氨酸转运蛋白的特征。进化分析显示,Am Pro T与大豆Pro T的相似性达到86%。荧光定量PCR分析表明,Am Pro T在地上部的表达量要显著高于地下部,在受到干旱、高盐、脱落酸胁迫后表达量呈上调趋势,推测Am Pro T可能在沙冬青响应干旱、盐等非生物胁迫过程中发挥作用。     

水分胁迫下嫁接对杭白菊渗透调节物质及相关代谢酶基因表达的影响

以盆栽的杭白菊嫁接苗与扦插苗为材料,采用自然干旱的方法,研究水分胁迫下嫁接对杭白菊叶片渗透调节物质及其代谢关键酶相关基因的表达规律。结果表明,水分胁迫抑制了杭白菊的生长,但嫁接苗可保持较高根系生长量,进而保持较高的叶片含水量和叶片干重,缓解水分胁迫对植株生长的抑制程度。在水分胁迫下,杭白菊叶片活性氧含量、相对电导率和丙二醛含量呈上升趋势,而嫁接苗缓解活性氧胁迫,减轻细胞膜脂质过氧化,降低细胞膜受伤害程度。水分胁迫前期,扦插苗Cm P5CR、Cm P5CS和Cmδ-OAT基因表达量上调,促进脯氨酸较早积累;同时Cm NI、Cm AI和Cm SPS基因表达量上调,导致可溶性糖含量增加,进而说明杭白菊扦插苗对水分胁迫更加敏感。极度水分胁迫下,与扦插苗相比,嫁接苗Cm P5CS基因表达上调,抑制Cm Pro DH基因表达,保持相对较高的Cm NI和Cm SPS基因表达量,以维持较高的可溶性糖和脯氨酸合成能力,保证渗透调节的正常进行。短期水分胁迫条件下,嫁接有利于提高杭白菊的耐旱性。