低温诱导蛋白及其与植物的耐寒性研究进展

低温诱导蛋白是植物在温度逆境条件下诱导产生的一系列蛋白,以抗冻蛋白、脱水蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白较多,而且低温诱导蛋白质一旦在体内形成,植物体就会尽快地适应外界环境,表现出较强的抗逆性.本文对几种主要的低温诱导蛋白——抗冻蛋白、脱水蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白的特性及其与植物耐寒性的关系研究进行综述,以期为进一步阐明植物耐寒的分子机制以及提高植物耐寒力研究提供新的思路.     

常温和低温条件下不同浓度外源褪黑素对降香黄檀幼苗的生理生态影响

为探究外源褪黑素对不同温度下降香黄檀幼苗的生理生态影响,该研究开展了不同浓度外源褪黑素(300、500、600、700、900、1 200μmol·L^-1)对常温（白天28℃/夜晚25℃）和低温（白天8℃/夜晚5℃）下降香黄檀（Dalbergia odorifera）幼苗的生长发育、光合作用、叶片色素含量、叶片水分状况、膜系统等方面影响研究,并通过隶属函数分析综合评价筛选出具有促进降香黄檀幼苗生长发育和提高低温耐受性的最适外源褪黑素浓度。结果表明：（1）在常温下喷施各个浓度的褪黑素溶液,在生长发育（形态、茎高增长和株高增长）,光合作用参数[净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间二氧化碳浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）],光合色素[总叶绿素（Total Chl）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）和类胡萝卜素（Caro）]和可溶性蛋白含量上均有一定的提高。（2）低温胁迫处理下,喷施各个浓度的褪黑素溶液可在不同程度上缓解低温胁迫对植株形态、茎高增长、株高增长、P     

桃Pp4CL2基因的克隆及抗寒功能验证

基于‘丁家坝李光桃’抗寒转录组数据,采用RT PCR技术克隆桃4 香豆酸辅酶A连接酶基因(Pp4CL2),并对其进行生物信息学及转化模式植物拟南芥和烟草的抗寒分析,以解析‘丁家坝李光桃’的抗寒机制。结果显示：(1)成功克隆获得桃Pp4CL2基因(登录号：LOC18792923),其cDNA序列为1 635 bp,编码544个氨基酸残基,具有4CL基因家族保守结构域。(2)二级结构分析显示,Pp4CL2蛋白由4种状态的二级结构组成,其中α螺旋占30.51%、β 折叠占7.35%、不规则卷曲及延伸链分别占41.54%和20.59%。(3)顺式作用元件分析发现,Pp4CL2基因上游启动子区含有光、低温以及多种激素响应元件。(4)序列系统进化分析显示,桃Pp4CL2与杏(Prunus armeniaca)、欧洲甜樱桃(Prunus avium)和梅(Prunus mume)的蛋白相似性最高,分别为99.08%、97.98%和96.14%。(5)成功构建转化载体Pp4CL2 pRI101,对拟南芥和烟草进行遗传转化并通过PCR鉴定获得转基因拟南芥和烟草。(6)与野生型相比,低温胁迫下转基因拟南芥和烟草的Pp4CL2基因相对表达量高,受冷害程度轻,具有更高的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,对低温具有更强的耐受性。研究表明,过表达Pp4CL2基因可增强植物对低温的耐受性,推测Pp4CL2基因在‘丁家坝李光桃’响应低温胁迫过程中具有重要作用。     

白菜型冬油菜HDACs基因家族的鉴定及表达分析北大核心CSCD

为了研究HDACs(组蛋白去乙酰化酶)在白菜型冬油菜响应低温胁迫中的影响,该研究采用强抗寒品种‘陇油7号’、耐寒品种‘天油4号’和弱抗寒品种Lenox等白菜型冬油菜,分析HDACs抑制剂曲古抑菌素A(TSA)处理后白菜型冬油菜种子的萌发,及低温胁迫下抗氧化酶活性和渗透调节物质含量变化,并全基因组鉴定HDACs的基因家族,分析其在不同抗寒性白菜型冬油菜中的表达特性。结果表明:(1)1μmol/L和3μmol/L的TSA对3个品种的根长均具有抑制作用,不同温度下外源喷施TSA均可增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。(2)在白菜型冬油菜中共鉴定出21个HDACs;系统发育分析显示,HDACs可分为3个亚家族,所有基因不均等分布在8条染色体上,但7号和8号染色体上没有基因分布;HDACs启动子序列中包含胁迫响应、光响应、激素应答等相关的作用元件。(3)组织表达结果显示,大部分基因在生长锥中表达量明显高于其他组织部位,BrapaHDA19、BrapaHDA6-1、BrapaHDA8和BrapaHDA7-2在白菜型冬油菜花中表达量较高,且BrapaHDA5-2在‘天油4号’的茎生叶、角果、新基叶和老基叶中的表达量较高,而BrapaHDA7-2在Lenox的花中表达量较高。(4)低温胁迫表达结果显示,BrapaHDA8、BrapaHDA14、BrapaHDA2、BrapaHDT2-2和BrapaHDA15-1在3个抗寒性不同的材料中呈现出差异表达。研究推测,所鉴定的这些基因可能在白菜型冬油菜生长发育及抗寒性方面发挥重要功能。     

高寒区大豆关键生育期低温冷害指标构建

构建高寒区大豆低温冷害指标对系统分析高寒区大豆适应气候变化对策、防灾减灾及其他胁迫的协同适应技术具有参考意义。本研究利用1980—2020年黑龙江省大豆低温冷害灾情史料、生育期资料及研究区78个气象站逐日气温资料,采用GIS技术匹配生育期与气象数据,考虑不同生育阶段积温距平、日平均气温低于生育下限温度的持续日数,构建高寒区大豆综合性冷害指数。利用K-S分布拟合检验及置信区间下限值确定阈值方法,构建高寒区大豆关键生育阶段低温冷害等级指标。结果表明: 大豆播种-出苗期,研究区大豆轻度、中度、重度冷害低温指数下限值分别为0.061、0.115、0.237;出苗-开花期分别为0.072、0.152、0.312;开花-成熟期分别为0.133、0.245、0.412。由低温指数反演的黑龙江省大豆低温冷害时间分布与历史灾情记载吻合度很高;空间上表现出较明显的纬度特征,冷害发生频率呈自南向北逐渐增加的趋势。     

萝卜硫素对急性低温暴露鼠骨骼肌Nrf2介导的抗氧化能力的影响

萝卜硫素(sulforaphane,SFN)是一种在十字花科植物中含量丰富,且具有抗氧化效应的天然物质。本文基于核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)介导的抗氧化系统,探究不同时长低温暴露对骨骼肌抗氧化酶的影响及SFN对低温暴露骨骼肌抗氧化能力的作用。首先,30只雄性C57BL/6N小鼠随机分为常温对照组(0 h组)、低温暴露1 h组(1 h组)和低温暴露3 h组(3 h组)。其次,40只雄性C57BL/6N小鼠随机分为PBS常温对照组(PBS+Con),PBS低温暴露3 h组(PBS+Cold),SFN常温对照组(SFN+Con)和SFN低温暴露3 h组(SFN+Cold)。小鼠在急性温度干预前腹腔注射4次SFN或等体积PBS。急性低温暴露后,取小鼠骨骼肌,试剂盒检测活性氧(ROS)水平、总抗氧化能力(T-AOC)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量;荧光实时定量PCR检测Nrf2介导的抗氧化酶和参与生成谷胱甘肽相关酶的mRNA转录水平;Western blot检测Nrf2介导的抗氧化酶蛋白表达。结果显示,与0和1 h组相比,3 h组小鼠骨骼肌Nrf 2和抗氧化酶基因(Gpx 1、Hmox1、Cat、Sod 1和Nqo 1)的mRNA转录水平显著降低,ROS水平显著增加。与PBS+Con组相比,PBS+Cold组小鼠骨骼肌Nrf2和抗氧化酶(HMOX1和CAT)蛋白表达、GSH/GSSG比值及T-AOC水平显著降低,而GSSG含量和ROS水平增加。与PBS+Cold组相比,SFN+Cold组小鼠骨骼肌Nrf 2 mRNA及其蛋白表达、抗氧化酶(HMOX1和SOD1)蛋白表达、抗氧化酶基因(Gpx 1、Hmox 1、Cat、Sod 1和Nqo 1)mRNA转录水平、参与GSH生成的酶基因(Gclm和Gss)mRNA转录水平、GSH/GSSG比值以及T-AOC水平显著提高,而GSSG含量和ROS水平显著降低。综上,3 h急性低温暴露降低了Nrf2介导的抗氧化作用。而低温暴露前给予SFN补充,则激活了Nrf2介导的抗氧化酶和谷胱甘肽抗氧化系统,增强了骨骼肌抗氧化能力。     

白肉灵芝三个新品种的选育报告

‘云白灵芝’3个新品种由采自云南不同地区的野生白肉灵芝菌株,经常规育种系统选育获得,属白肉灵芝Ganoderma leucocontextum。3个品种的子实体菌肉洁白、质软,弹射孢子粉少,形态特征差异大。菌丝生长适宜温度18-23 ℃,子实体发育最适温度15-23 ℃,菌丝长速快,发菌期、出菇期短,是中低温型早熟新品种。3个品种均适宜熟料袋栽覆土栽培,干芝产量和品质均高于对照品种。     

泛素化结合酶E2抑制剂对草菇15 ℃保鲜的影响

为了改进草菇低温保鲜方法,在15 ℃贮藏条件下,采用泛素化结合酶E2 (UBEV2)抑制剂对草菇子实体进行处理,并开展相关生理指标和基因表达检测。结果表明,使用100 μmol/L的UBEV2抑制剂L345-0044维持了草菇较好的品质,提高了草菇可溶性糖的含量。低温明显提升抑制剂处理下的碱性蛋白酶和中性蛋白酶活力,并证实了低温胁迫显著提高了抑制剂处理下的一种类型蛋白酶肽基赖氨酸金属内肽酶的表达。本研究证实了草菇可溶性糖和高活性的冷诱导金属内肽酶对于延长草菇的低温保鲜时间是必须的。     

萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。     

葡萄Golden2-like转录因子家族的鉴定及其表达分析

本研究对葡萄（Vitis vinifera L.）的Golden2-like （GLK）转录因子家族进行了全基因组鉴定和表达模式分析,并利用品种‘玫瑰香’（V.vinifera cv.Muscat Hamburg）进一步验证其在低温胁迫下的响应。结果显示,葡萄Golden2-like家族共46个成员,分为5个亚族,同一亚族的保守结构域相似。46个VvGLK分别定位于细胞核、叶绿体、细胞质和过氧化物酶体中,其启动子区域含多种逆境应答顺式作用元件。基因芯片分析结果表明,22个Golden2-like基因在果实发育过程中变化显著。同时,有15、15和9个基因分别响应盐、干旱和低温胁迫。qRT-PCR分析发现26个基因参与低温应答。VvGLK41在所有胁迫处理中均下调表达。