微管的冷稳定性与植物抗寒性关系的研究

利用间接免疫荧光的细胞化学技术对番茄、黄瓜、菠菜、甜菜及小麦等不同抗寒性植物微管的冷稳性进行了比较研究。结果指出,不抗寒的喜温性植物番茄和黄瓜的气孔保卫细胞的微管在0℃—1℃冷处理3小时即解聚;属于中等抗寒性植物的菠菜和甜菜幼苗经秋季低温锻炼后,其气孔保卫细胞的微管在0℃和—5℃低温处理3小时,均不发生解聚;具有较强抗寒性的冬小麦品种农大139幼苗在2—3℃低温锻炼期间,微管结构保持完整,经过15天低温锻炼的幼苗在-8℃冰冻处理3小时,微管也不受破坏。这些结果表明,微管的冷稳性与植物的抗寒性成正相关。     

与磷脂酰甘油有关的植物抗冷机理研究进展

磷脂酰甘油是类囊体膜脂中较饱和、相变温度较高的类脂,冷敏感植物中含多较多饱和ＰＧ。捕光叶绿素蛋白复合体与之共阶连接,它的相变与光合冷敏性有关。３－磷磷甘油转酰酶的酰基选择性决定了ＰＧ的饱和度,该基因的克隆与转化的实验结果证实ＰＧ相变与植物光合冷害有关系。     

TTC染色鉴定葡萄抗寒性方法的优化与应用北大核心CSCD

以‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’等葡萄砧木和品种直径为0.5~0.7 cm的一年生枝条为材料,经低温梯度(0℃、-14℃、-19℃、-24℃、-29℃和-34℃)处理后,对TTC染色的温度和时间进行优化并观察统计葡萄枝条不同组织的存活情况,测定枝条的相对电导率,以及韧皮部和木质部的可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖、淀粉含量和束缚水自由水比例(束自比)5个生理指标,分别用枝条纵切面染色面积、相对电导率拟合Logistic方程计算枝条的半致死温度(LT_(50))来评价枝条的抗寒性,同时通过隶属函数法综合评价枝条韧皮部和木质部抗寒性,并将3种方法的评价结果进行比较,以建立一种直观高效鉴定葡萄品种抗寒性的方法。结果表明:(1)依据低温胁迫下各品种葡萄砧木扦插枝条的萌芽率和生根率表现,其抗寒性由强到弱依次为‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’。(2)葡萄枝条TTC活力染色的最佳条件为pH=7.0,0.5%TTC-0.1 mol/L磷酸缓冲液在35℃下避光染色36 h。随着胁迫温度的降低,各品种枝条纵切面染色面积均逐渐降低,根据优化TTC法获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-31.38℃、-26.51℃、-26.10℃、-23.60℃、-23.33℃和-19.26℃。(3)随着胁迫温度的降低,各品种枝条的相对电导率逐渐增加,且‘黑比诺’的相对电导率基本保持最高、增幅最大(51.93%),而‘左山1号’的相对电导率始终最低、增幅最小(44.07%);根据相对电导率获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-30.02℃、-26.40℃、-25.75℃、-23.16℃、-21.13℃和-17.72℃。(4)通过5种生理指标进行枝条抗寒性隶属函数综合性评价结果显示,同一品种中韧皮部抗寒性强于木质部,同一部位不同品种的抗寒性表现为:‘左山1号’>101-14>3309C>SO4>140R>‘黑比诺’。研究发现,TTC染色法与电导法和综合隶属函数法获得的葡萄枝条抗寒力评价结果一致,也与枝条生长恢复鉴定结果一致;但与其他两种方法相比,TTC染色法能更加直观和有效地预测评估葡萄枝条的抗寒性。     

低温胁迫对柳杉不同无性系的影响及抗寒性评价

通过分析柳杉不同无性系抗寒性的差异,评价柳杉不同无性系抗寒能力,为柳杉的引种栽培及抗寒育种提供理论依据。以生长一致的10个柳杉无性系的2年生枝条为试验材料,分别在4℃、0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃和-20℃目标低温下处理12 h,对其叶片的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及叶绿素荧光参数进行测定,结合主成分分析及隶属函数计算对测定的指标进行综合评价和抗寒性排序。结果表明,低温胁迫下随着温度逐渐降低,MDA含量在一定温度范围内具有一定的波动性,但总体上呈现先上升后下降再上升的趋势;SOD活性在低温初期先出现短暂的下降后经抗寒锻炼呈现出上升又下降的趋势;柳杉不同无性系PS II最大光化学效率(Fv/Fm)和PS II的实际光合量子产量(Y(II))表现出相似的变化趋势,其值在0℃达到最高,0℃之后持续降低;光化学淬灭系数(qP)在低温初期无明显变化,0℃后随着低温胁迫的加剧而降低。柳杉不同无性系抗寒性具有显著差异,其中57#、68#和32#无性系抗寒性较强,3#、25#和42#无性系抗寒性较弱。     

柑桔原生质体辐射诱变筛选抗寒再生植株

用１１６１Ｃ／ｋｇ软Ｘ射线辐射“Ｐａｇｅ”桔柚（ＣｉｔｒｕｓｒｅｔｉｃｕｌａｔａＢｌａｎｃｏ×Ｃ．ｇｒａｎｄｉｓＯｓｂ．ｃｖ．Ｐａｇｅ）胚性愈伤组织分离的原生质体,经－１１℃低温选择后,将存活的原生质体培养再生植株。研究表明,“Ｐａｇｅ”桔柚胚性愈伤组织原生质体在４１２８Ｃ／ｋｇ辐射剂量处理后几乎不能恢复分裂;２０６４Ｃ／ｋｇ辐射时分裂频率低,即使分裂也难以发育为胚状体;而１１６１Ｃ／ｋｇ辐射后,经－１１℃低温处理仍有１０２％～１６９％的分裂频率,且部分细胞团能发育为胚状体。辐射的原生质体培养成胚状体后,经低温筛选,在改良的生芽培养基和生根培养基中萌发成为植株。再生植株中检测出２株的叶片原生质体的低温半致死温度（ＬＴ５０）分别比对照低１．９６℃和１６８℃。     

磷脂酰甘油分子种与杨树抗寒性关系的研究

用高效液相色谱（ＨＰＬＣ）方法分析了杨树叶磷脂酰甘油（ＰＧ）的分子种组成,用酶解和气相色谱（ＧＣ）方法分析了ＰＧ脂肪酸定位,比较了抗寒性不同的杨树叶片ＰＧ分子种。结果表明,杨树叶片ＰＧ主要含有以下的分子种脂肪酸组成（ｓｎ－１和ｓｎ－２）：１８：１８：２（１８：２／１８：３）,１８：３／１６：１（３ｔ）;１８：３／１６：０;１８：２／１６：１（３ｔ）;１６：０／１８：２,１８：２／１６：０;１８：１     

RNAi介导的GdHsp60和GdHsp70基因沉默对沙葱萤叶甲幼虫抗寒性的影响

【目的】本研究旨在比较不同RNAi方法对沙葱萤叶甲Galeruca daurica幼虫热激蛋白基因(GdHsp60和GdHsp70)的沉默效率,以选择一种可高效降低靶基因表达水平的研究方法,明确这两个热激蛋白在沙葱萤叶甲幼虫抗寒性中的作用。【方法】分别通过饲喂法和显微注射法进行RNAi沉默沙葱萤叶甲1和2龄幼虫的GdHsp60和GdHsp70,采用qPCR检测GdHsp60和GdHsp70的沉默效率;通过显微注射法分别 对GdHsp60和GdHsp70进行RNAi后24 h,用热电偶法测定沙葱萤叶甲2龄幼虫过冷却点和结冰点,生物测定沙葱萤叶甲2龄幼虫暴露于不同低温条件下(-6~-14℃) 2 h的半致死温度(Ltemp₅₀)以及在-5℃低温条件下处理不同时间后的半致死时间(Ltime₅₀)。【结果】用饲喂法和显微注射法进行RNAi均可以降低GdHsp60和GdHsp70的表达水平,但显微注射法的沉默效率更高。与对照组(显微注射dsGFP)相比,沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后,GdHsp60和GdHsp70的表达水平均降至最低,分别降低了84.15%和92.38%。在沙葱萤叶甲2龄幼虫中,显微注射dsGdHsp60 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别-10.56±0.42℃,-7.66±0.56℃,-8.33℃和49.25 h,显微注射dsGdHsp70 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别为-9.08±0.23℃,-6.09±0.28℃, -8.20℃和52.21 h,而对照组的分别为-14.71±0.11℃,-13.94±0.09℃,-10.63℃和87.13 h。与对 照组(显微注射dsGFP)相比,在沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后过冷却点 、结冰点和Ltemp₅₀显著上升,而Ltime50值显著缩短。【结论】显微注射法可作为沙葱萤叶甲Hsp相关基 因RNAi的主要干扰方法;沉默GdHsp60和GdHsp70基因均会显著降低了沙葱萤叶甲幼虫的抗寒能力。     

转天山雪莲sikPIP3基因烟草的获得及抗逆性鉴定

利用PCR技术从实验室建立的天山雪莲DNA文库中克隆了天山雪莲质膜水孔蛋白基因sikPIP3,构建了植物表达载体pBI121-sikPIP3,通过农杆菌介导法转化烟草品种NC89,经PCR和RT-PCR检测证明目的基因成功导入并得到了表达,采用水分胁迫进行抗旱分析和采用冷冻胁迫进行抗寒性分析。结果显示:(1)克隆出具有水孔蛋白基因特性的sikPIP3基因。(2)经断水干旱处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在断水9d的情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草萎蔫症状较轻;生理指标测量结果显示,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,相对含水量和CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗旱性高于野生型烟草。(3)经不同温度胁迫处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在-4℃冷处理6h情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草只出现少量伤斑;生理指标分析结果表明,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗寒性高于野生型烟草。综合结果表明:sikPIP3基因在抗逆基因工程方面具有较高的应用前景。     

接种菌根菌短枝木麻黄对低温胁迫的响应特征

通过对接种不同菌根菌短枝木麻黄幼枝进行系列低温胁迫处理,分析抗寒性相关生理指标与接种菌根菌短枝木麻黄抗寒性关系,探讨短枝木麻黄接种菌根菌对低温胁迫的响应特征,为科学评价和改良短枝木麻黄的抗寒能力提供依据。结果表明:(1)接种菌根菌有助于短枝木麻黄形成菌根,可显著促进其苗期生长。(2)随着胁迫温度的降低,接种菌根菌短枝木麻黄嫩枝SOD、POD、CAT活性均呈先上升后下降的趋势,MDA含量逐渐增加,且细胞膜透性均升高。(3)与相同温度处理下未接种对照相比,7个接种处理短枝木麻黄的嫩枝SOD、POD、CAT活性显著提高,并在0～4℃达到最高值,其MDA含量和细胞膜透性显著降低,而且各菌株处理的升降幅度存在显著差异。研究发现,在一定低温胁迫下,接种菌根菌可以显著提高短枝木麻黄嫩枝主要保护酶活性,有效降低其细胞膜透性和MDA含量,从而提高自身抗寒能力;接种内生菌根菌苏格兰球囊霉和外生菌根菌多根硬皮马勃对短枝木麻黄耐寒性的促进效果最佳。