NaCl对渗透胁迫下三角叶滨藜光合作用和水分状况的调节

以溶液培养的三角叶滨藜(Atriplex triangularis)为材料, 测定分析了在PEG诱导的渗透胁迫条件下, 适量的NaCl对其光合作用和水分吸收的影响, 以探讨环境溶液中NaCl对植物适应干旱的影响。结果表明, PEG诱导的渗透胁迫导致三角叶滨藜植株吸水困难、叶绿素含量降低、光合系统受损、生长受抑制、生物量减少; 而在PEG渗透胁迫的处理液中添加10–40 mmol·L^–1NaCl可以明显降低植株水势和叶片渗透势, 维持较高的细胞膨压, 减缓PEG渗透胁迫对光合系统的破坏作用, 保证相对较高的光合速率和生长速度, 从而有效增强了三角叶滨藜对渗透胁迫的适应能力。     

能源植物杂交狼尾草对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

以能源植物杂交狼尾草(Pennisetum americanum × P. purpureum)为实验材料, 用沙培盆栽的方法, 分别用0、0.3%、0.5%、0.9%和1.2%的NaCl处理4周后, 测定植株鲜重、干重、含水量、株高、分蘖数和不同部位的离子含量, 以确定其耐盐阈值和耐盐方式。结果表明, 随着NaCl浓度的增加, 杂交狼尾草的鲜重、干重、株高和分蘖数都显著降低, 地上部分鲜重和干重分别在NaCl浓度为0.568%和0.570%时下降了50%, 1.2% NaCl处理的杂交狼尾草几乎全部死掉。表明杂交狼尾草的耐盐阈值为0.57%; 但植株含水量和功能叶的Na⁺含量变化不明显, 老叶Na⁺含量在NaCl浓度为0.9%时明显升高, 是对照的2倍; 随NaCl浓度的升高, 根中的Na⁺含量显著升高, 在NaCl浓度为0.9%时, 根中的Na⁺含量达到对照的3倍以上。Na⁺含量在功能叶, 老叶和根中含量依次升高; 随NaCl浓度的升高, 地上部分和根中的K⁺含量都无明显变化; 随NaCl浓度的升高, 根中的Na⁺/K⁺明显增加, 而地上部分Na⁺/K⁺只有当NaCl浓度为0.9%时明显增加。以上结果表明杂交狼尾草具有一定的耐盐性, 其耐盐方式为拒盐, 耐盐阈值为0.57% (约100 mmol·L^-1)。     

美人蕉对镉的胁迫反应及积累特性

美人蕉(Canna indica)是我国城区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的地被植物。为研究美人蕉对Cd的胁迫反应及积累特性, 使用盆栽方法对美人蕉进行不同含量水平Cd处理, 测定其生长过程中部分形态、生态、生理指标的变化和收获后体内Cd含量。结果表明, Cd含量小于1 mg·kg^-1时对美人蕉生长影响不大, 大于5 mg·kg^-1时抑制美人蕉生长。Cd含量小于5 mg·kg^-1时延长了美人蕉的花期。随着Cd含量的增大, 美人蕉根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低, 可溶性糖含量先升高后降低, 游离脯氨酸含量和细胞膜透性逐渐升高。Cd在美人蕉体内的分布为根系>地上部分, 随着Cd含量的增大, 美人蕉根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低; Cd含量为20 mg·kg^-1时美人蕉对Cd的积累量最大, 为5.89 mg·株^-1。综合分析美人蕉的生长、生理生态变化及富集Cd的能力, 美人蕉适于土壤Cd含量小于1 mg·kg^-1条件下的园林应用。     

集球藻对盐胁迫的生理适应及细胞结构变化

盐胁迫是影响荒漠区土壤藻类生存的重要环境因子。集球藻是一种广泛分布于生物土壤结皮中的球状绿藻, 能够积累红色素(如虾青素)和油滴, 显示出其独特的生理特性和潜在的应用价值。目前对集球藻的生理、细胞结构以及色素积累的研究非常匮乏。以从荒漠生物结皮中分离的一种集球藻为材料, 在实验室条件下研究盐胁迫对集球藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量以及细胞结构的影响。研究结果表明, 与对照处理相比, 盐胁迫导致集球藻生物量和光合活性的显著降低, 细胞可溶性蛋白和可溶性糖呈现一定的积累。同时盐处理导致集球藻膜脂丙二醛含量大量增加, SOD和CAT 活性升高。研究还表明, 对照处理下细胞结构完整, 细胞器形态清晰, 生长后期有大量脂肪体积累。在盐处理下藻体细胞形态结构出现阶段性破坏特征和脂肪体以及淀粉粒的积累, 此外细胞器结构模糊和消失, 细胞出现质壁分离和空泡化等。研究为更好地揭示集球藻在盐胁迫环境中的生理适应特性、微结构特征以及色素积累机制具有重要的科学意义, 并为该藻的基础和应用研究提供实验资料。       

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜植株生长、果实产量和品质的影响

采用有机基质栽培,选用盐敏感黄瓜品种‘津春2号’为试验材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜植株生长、矿质营养吸收、果实品质和产量的影响.结果表明：接种AMF可以有效促进黄瓜植株生长和对矿质营养的吸收,提高果实产量和改善蔬菜营养品质;盐胁迫下,黄瓜生长受到抑制,植株体内N、P、K、Cu、Zn含量减少和K⁺/Na⁺降低,果实产量和可溶性蛋白、总糖、Vc、硝酸盐含量下降;接种AMF可缓解盐胁迫对黄瓜生长的抑制作用,使植株体内N、P、K、Cu和Zn含量分别比对照提高7.3%、11.7%、28.2%、13.5%和9.9%,K⁺/Na⁺、果实产量、可溶性蛋白、总糖、Vc含量明显提高,果实硝酸盐含量显著降低.表明AMF可通过促进盐胁迫下黄瓜植株对矿质营养的吸收,促进植株生长,增强植株对盐胁迫的耐性,进而提高其产量和改善营养品质.     

水杨酸对小白菜抗铅胁迫的诱导

0.3 mmol/L铅胁迫下小白菜（Brassica rapa var. chinensis）生长受到显著抑制,0.1 mmol/L水杨酸（salicylic acid）诱导处理能显著缓解0.3 mmol/L铅胁迫对小白菜幼苗生长的抑制;并且水杨酸对铅胁迫下小白菜的生长存在“低促高抑”效应,当水杨酸处理浓度达到1.5 mmol/L时,不但不能缓解铅对小白菜的毒害,反而加重毒害,这可能与高浓度水杨酸与铅形成的复合伤害有关。     

棉花Trihelix转录因子GhGT29基因的克隆及功能分析

Trihelix转录因子在植物抵御各种逆境胁迫中扮演重要作用,克隆棉花Trihelix转录因子基因并分析其表达特性和功能,为最终利用转基因手段改良棉花抗逆性奠定基础。本文依据生物信息学分析,采用RT-PCR方法从陆地棉中克隆了一个Trihelix转录因子基因,命名为GhGT29(GenBank登录号：JQ013097)。该基因最大开放阅读框(ORF)为1092 bp,编码363个氨基酸,预测分子量为40.9 kDa,等电点为5.45。SMART蛋白结构预测发现,该蛋白含有1个Trihelix家族典型的SANT结构域。系统进化树分析表明,GhGT29属于Trihelix转录因子SH4亚家族,与拟南芥AtSH4-like1、AtSH4-like2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,GhGT29受高盐、干旱、低温胁迫和ABA诱导表达;GhGT29在陆地棉的根、茎、叶、花、开花后当天胚珠以及开花后12 d(12 DPA)纤维中均有表达,其中在花中表达量最高,在茎中表达量最低。利用拟南芥原生质体系统进行分析,结果显示GhGT29主要定位于细胞核中,并且具有转录激活活性。以上结果表明GhGT29基因可能参与棉花逆境信号通路中对抗逆功能基因表达的调控。     

荒漠昆虫小胸鳖甲Ras GTP酶激活蛋白基因 MpRasGAP 的克隆及低温表达分析

【目的】丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase, MAPK)级联是细胞的重要信息传递系统之一,Ras GTP酶激活蛋白（Ras GTPase-activating protein, RasGAP）基因 RasGAP 和c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase, JNK）基因 JNK 分别是MAPK信号转导途径的上、下游基因。本研究旨在确定荒漠昆虫小胸鳖甲 Microdera punctipennis RasGAP 及 JNK 基因对低温的响应情况。【方法】从荒漠甲虫小胸鳖甲中克隆获得 RasGAP 基因的cDNA序列,利用生物信息学分析软件分析其氨基酸序列并构建进化树,利用实时荧光定量PCR检测低温胁迫条件下 RasGAP 和 JNK 基因的表达情况。【结果】小胸鳖甲RasGAP cDNA的开放阅读框2 523 bp,命名为 MpRasGAP （GenBank登录号：KM677930）,编码840个氨基酸,分子量96.594 kDa,编码蛋白MpRasGAP属于RasGAP超家族。MpRasGAP与赤拟谷盗 Tribolium castaneum RasGAP的氨基酸序列一致性达89%。小胸鳖甲在4℃和-4℃低温胁迫1 h后,MpRasGAP 的mRNA水平都显著高于室温对照（25℃）。小胸鳖甲在4℃处理3 h或-4℃处理1 h后, MpJNK 的mRNA水平也显著升高。【结论】本研究结果表明小胸鳖甲MpRasGAP 和 MpJNK 的mRNA水平受低温诱导。研究结果有助于深入研究荒漠昆虫在低温下MAPK信号转导途径的作用机制。     

NaNO3胁迫对两种微囊藻VOCs释放的影响

为了揭示硝酸盐过量积累对藻类产生胁迫后对藻类挥发性有机化合物(VOCs)释放以及水体气味的影响, 研究以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻和水华微囊藻为材料, 在NaNO3胁迫下, 对其细胞生长和释放的VOCs进行测定分析。结果表明, NaNO3胁迫24h后, 铜绿微囊藻和水华微囊藻细胞生长均受到明显影响, 与对照相比细胞密度分别降低了29.6%和43.0%。在正常条件下, 铜绿微囊藻和水华微囊藻分别释放出26和27种化合物, 其主要类型是硫化物、烃类、萜烯类、苯类、醛类和酯类化合物。在NaNO3胁迫下, VOCs含量均明显增加, 其中铜绿微囊藻释放的此6类VOCs含量分别增加了60.5%、14.3%、136.6%、92.1%、730.0%和120.7%, 水华微囊分别增加了172.7%、162.5%、154.0%、55.9%、51.2%和109.4%。此外, 铜绿微囊藻VOCs中出现4种新成分, 水华微囊藻VOCs中出现1种新成分。由此可见, 硝酸盐过量积累对藻细胞产生胁迫后会诱导其释放出大量VOCs, 从而增加水体气味、破坏水质。       

两种杨树对高硼胁迫的生理响应

近年来国外学者发现杨树(Populus spp.)对硼表现出很强的富集能力和极强的耐受能力, 但其耐硼胁迫的生理机制和种间差异仍不清楚。该研究通过两年的硼梯度控制试验, 探讨了硼胁迫对欧洲黑杨杂交种俄罗斯杨(Populus russkii)和银白杨变种新疆杨(P. bolleca)的生长和生理指标的影响。结果表明, 新疆杨的耐高硼能力高于俄罗斯杨, 其高硼伤害阈值(EC10)为35 mg·kg^-1, 俄罗斯杨为19 mg·kg^-1。两种杨树的过氧化氢酶(CAT)和愈创木酚过氧化物酶(Gu-POD)活性随硼浓度升高而升高, 超过EC10后显著下降。尽管两种杨树的叶绿素含量和光化学效率在硼胁迫下降低, 但抗硼胁迫能力较强的新疆杨仍然保持了较高的叶绿素a/b值和热耗散能力(非光化学淬灭升高), 因此有效地保护了该树种的光合能力。两种杨树的可溶性糖含量随硼胁迫加重而适应性升高, 以维持其抗渗透能力, 但其叶片可溶性蛋白含量仅在中低强度的硼胁迫条件下有所升高。该研究明确了两个富集硼的杨树种对高硼胁迫的生理响应及其种间差异。