大豆GmDnaJ1蛋白对几种重金属胁迫的响应研究

通过对大豆铝胁迫下的转录组测序分析,发现一个差异表达的基因,其编码一个具有101个氨基酸残基的Dna J-like分子伴侣蛋白-Gm Dna J1(Glycine max Dna J1),等电点为8.97;序列分析表明该蛋白具有典型的高度保守的J domain功能域,是一种类型III的J蛋白;通过对其序列的同源性及进化关系分析,推测该蛋白可能响应重金属胁迫。为进一步探究Gm Dna J1是否能够对重金属胁迫产生应答反应,试验分别以0或100μmol·L-1Cu2+、Pb2+和Cd2+溶液胁迫处理的不同时间(0、12、24、48和72 h)大豆根尖RNA为材料,通过实时定量PCR研究了该蛋白基因的表达特征。结果表明:与对照相比,Gm Dna J1受Cu、Pb和Cd等重金属的诱导而强烈表达,呈现先升高后降低的趋势,其中Pb、Cd处理24 h后表达水平达到峰值,而Cu处理48 h后达到峰值;此外,Gm Dna J1对Cu、Pb和Cd胁迫的响应程度也不同,表明该基因对这三种重金属的响应模式存在差异。根据以上研究结果,推测大豆Gm Dna J1蛋白不仅响应铝毒胁迫,而且可能在响应重金属胁迫方面具有重要的作用,参与了大豆对重金属毒害的抵抗。该结果为深入研究Gm Dna J1在重金属胁迫响应中的功能及其分子机制提供了一定的依据。     

根际不同供氮水平对紫青菜生长和营养品质的影响

为了解根际供氮对紫青菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis)生长和营养品质的影响,用不同水平的NH_4NO_3处理,对紫青菜的生理特性和营养品质进行研究。结果表明,随着供氮水平的增加,紫青菜的鲜质量、干质量、根系活力和游离氨基酸含量均呈先上升后略下降趋势;硝酸还原酶(NR)活性、叶绿素含量、NO_3~–含量和可溶性蛋白质含量均呈上升趋势;DPPH·自由基清除率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)同工酶和过氧化氢酶(CAT)同工酶活性等均提高;而花青素苷相对含量、可溶性糖含量、维生素C(Vc)含量、总酚含量和FRAP值均呈下降趋势。根际NH_4NO_3为75~300 mg L~(–1)时,紫青菜的鲜质量和干质量较低;NH_4NO_3达1200 mg L~(–1)时,其鲜质量和干质量又低于600 mg L~(–1)处理的,植株积累较多NO_3~–,导致营养品质下降,同时根际也积累NH4NO3。因此,600 mg L~(–1)的根际NH_4NO_3是适宜的氮水平,其鲜质量和干质量均最高、营养均衡、抗氧化能力强。     

柠檬酸和EDTA-Na2对黑麦草吸收Pb及营养元素特性的影响

为探究柠檬酸或EDTA-Na_2对Pb污染下黑麦草(Lolium perenne L.)吸收Pb和营养元素特性的影响,对水培黑麦草进行不同处理,研究黑麦草一些生理生化指标的变化。结果表明,与对照相比,Pb处理降低黑麦草干重,增加质膜透性和根系脱氢酶活性,且在叶和根中积累Pb,而叶和根中6种营养元素含量的变化不尽相同。与Pb处理同时加入低浓度的柠檬酸或EDTA-Na_2对其生长影响较小,且叶片的Pb积累量较低;而同时加入高浓度的柠檬酸或EDTA-Na_2,虽然强化Pb在叶片中的积累,但是加重了生长的抑制作用和营养元素的稳态失衡;1 mmol L~(–1)的柠檬酸强化叶片积累Pb的效应强于同浓度的EDTA-Na_2,而5和10 mmol L~(–1)柠檬酸的强化作用则弱于同浓度的EDTA-Na_2。因此,适当浓度的柠檬酸或EDTA-Na_2在治理Pb污染环境中具有一定作用。     

硫酸铈对硝酸钙胁迫下番茄叶片抗氧化酶活性及光合性能的影响

以番茄品种‘合作908’幼苗为材料,研究了80 mmol/L硝酸钙胁迫下叶面喷施10 mg/L硫酸铈对番茄幼苗生长、叶片抗氧化酶活性及光合性能的缓解效应。结果显示：硝酸钙胁迫导致番茄幼苗的株高、茎粗、鲜重、地上和地下部干重显著降低,叶片SOD、POD、CAT活性减弱,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及胞间CO₂浓度均显著下降,而MDA含量和质膜透性显著升高;与硝酸钙胁迫处理相比,叶面喷施硫酸铈处理对硝酸钙胁迫下的番茄幼苗株高、茎粗、鲜重和干重等营养生长具有不同程度的促进作用,同时显著提高叶片SOD、POD和CAT活性,有效降低叶片MDA含量和细胞膜透性,并且显著提高了叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率。研究表明,叶面喷施硫酸铈可诱导增强硝酸钙胁迫下番茄幼苗叶片的抗氧化酶活性,有效降低膜脂过氧化程度,维持较高水平的光合性能,从而一定程度上缓解硝酸钙胁迫对番茄幼苗生长造成的伤害,增强其耐受盐胁迫的能力。     

拟南芥CYCD3;1基因的克隆及功能研究

从拟南芥基因组中克隆出CYCD3;1基因,将其插入植物双元载体pER8中,使其受一个嵌合转录启动子的控制;利用农杆菌介导通过真空渗透法将外源基因导入拟南芥中,经潮霉素抗性筛选出转化植株后,用PCR鉴定出阳性转化植株,对阳性转化植株进行连续光照培养并观察其表型变化,发现转基因株系与野生型之间在抽苔和开花时间上有较大差别。结果表明,CYCD3;1低水平误表达会影响植物的生长发育。     

彩叶草对模拟干旱胁迫的生理响应

采用盆栽试验,对彩叶草进行PEG-6000浓度为0(对照)、5%、10%、15%、20%(W/V)模拟干旱胁迫,研究在干旱胁迫下彩叶草的生长、渗透调节能力及抗氧化酶活性的变化。结果表明:与对照相比,随着PEG-6000浓度的增加,鲜质量、干质量、含水量、水势、根系脱氢酶活性、无机离子含量包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+等均呈下降趋势;NO-3含量呈先下降后上升趋势;硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性均呈先上升后下降趋势;脯氨酸含量、游离氨基酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、超氧阴离子(O-2·)产生速率、质膜透性则呈上升趋势。因此,模拟干旱胁迫对彩叶草生长有抑制作用,且随着PEG-6000浓度增加,其生长受抑制和水分胁迫程度加重;模拟干旱胁迫下,彩叶草不积累K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NO-3等无机离子进行渗透调节,而积累脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸等有机小分子物质进行渗透调节,但这4种小分子物质增加幅度不尽相同;轻度模拟干旱胁迫虽增强彩叶草抗氧化酶活性,但仍表现轻度的氧化伤害;重度模拟干旱胁迫加重彩叶草氧化伤害。研究结果可为彩叶草耐旱生理机制的研究积累资料,也为其节水型栽植和养护提供依据。     

外源一氧化氮对铅胁迫下高羊茅生长和无机离子含量的影响

研究了外源一氧化氮对Pb2+1000mg/L胁迫下高羊茅生长及无机离子含量变化的影响。结果表明,与对照相比,单用Pb2+胁迫使高羊茅鲜重、干重、含水量、根系活力和无机离子如NO-3、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Mn2+含量均下降,而其根的丙二醛含量和质膜透性、Pb2+含量均上升;与单用Pb2+胁迫相比,用SNP(Sodium Nitroprusside,NO供体)0.01～1mmol/L处理Pb2+胁迫下高羊茅,其鲜重、干重、含水量、根系活力、无机离子如NO3-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Mn2+含量呈先上升后下降的变化趋势,而根的丙二醛含量和质膜透性、Pb2+含量呈相反的变化趋势。综合结果表明,外源NO对Pb2+胁迫下高羊茅生长影响具有剂量效应,适宜浓度能缓解铅毒害,提高耐铅性。