盐胁迫对不同耐盐性枣树品种根系和叶片中多胺含量及多胺氧化酶活性的影响

为探讨枣(Ziziphus jujuba Mill.)树中多胺及多胺氧化酶活性与其耐盐性的关系,对耐盐性强的‘金丝小枣’和耐盐性弱的‘冬枣’2 年生苗中不同状态和种类的多胺和多胺氧化酶活性进行了研究.结果表明,在120 mmol L^-1 NaCl 盐胁迫下,枣树根系和叶片中的多胺含量升高,耐盐性强的品种的上升幅度显著大于耐盐性弱的品种;随着盐胁迫时间的延长,根系和叶片中多胺含量逐渐降低,耐盐性弱的品种的降低幅度显著大于耐盐性强的品种,叶中的多胺含量的降低幅度大于根中的,结合态多胺的降低幅度大于游离态多胺的、精胺和亚精胺的降低幅度大于腐胺的;两个品种根系和叶片中多胺氧化酶(PAO)活性均明显高于二胺氧化酶(DAO)活性,盐胁迫下耐盐性弱的品种酶活性增强幅度显著大于耐盐性强的品种.这些说明,枣树品种的耐盐性与其内源多胺的组成、含量有关,多胺氧化酶的种类与活性对盐胁迫的响应也密切相关,多胺积累有利于提高枣树品种的耐盐性.     

提高植物抗寒性的机理研究进展

低温胁迫是世界范围内影响植物产量和品质的主要非生物胁迫.植物抗寒生理生态研究是比较活跃和发展很快的领域.文章综述了提高植物抗寒性机理的研究进展.大量科学研究和生产实践表明,气象因素与植物自身因素是影响植物抗寒性的关键因素,前者主要是温度、光周期和水分,后者主要是植物的遗传学基础、生长时期、发育水平以及低温胁迫下细胞的抗氧化能力.保证植物抗寒基因充分表达对提高植物抗寒性有重要意义.植物抗寒性的遗传机制与调控主要通过5条路径实现:丰富多样的植物低温诱导蛋白,低温转录因子DREB/CBF可同时调控多个植物低温诱导基因的表达,DREB/CBF与辅助因子相互作用调控下游基因表达,Ca2+、ABA及蛋白质磷酸化上游调控低温诱导基因表达,以及不饱和脂肪酸酶基因的表达.基因工程改良植物抗寒性已获重要进展,但距产业化尚有许多开创性的工作要做,目前主要通过导入抗寒调控基因和抗寒功能基因而实现,后者主要是导入抗渗透胁迫相关基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、SOD等抗氧化系统的基因以及与植物激素调节有关的基因.农林技术对提高植物抗寒性有重大实用价值,其中的不少技术蕴涵着深刻的科学机理,重点评述了抗寒育种、抗砧嫁接、抗寒锻炼、水肥耦合及化学诱导五大技术提高植物抗寒性的作用机理.展望了提高植物抗寒性的研究.     

植物对Si的吸收、运输和沉积

本文综述了植物中的S i及其吸收、运输和沉积的研究进展:(1)植物含S i量因植物种、品种甚至无性系与器官的不同而有较大差异,S i在细胞中呈现区隔化分配;(2)植物中沉积的S i主要是非晶态的S iO2.nH2O(又称硅胶、植物蛋白石、植硅石等),是有机物质矿质化的产物,不同植物所形成的S i化结构及其形态不同,可用于植物分类、鉴定及古气候与环境变化的研究;(3)硅藻和高等植物主要吸收S i(OH)4,高等植物中存在S i主动吸收机制;(4)有机大分子物质(包括多胺、碳水化合物、纤维素)作为有机衬质参与了植物的S i沉积过程;(5)突变体的鉴定和应用,对S i营养研究具有重要作用.     

枣品种耐盐性与叶片生物膜结合态多胺水平和H~＋-ATP酶活性的关系

120mmol·L^-1NaCl胁迫30d,耐盐性强的‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜共价结合态腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）含量及多胺（PAs）总水平与对照无显著性差异,但耐盐性弱的‘冬枣’叶片质膜共价结合态Put、Spd、Spm含量和PAs总水平及液泡膜Spd含量均显著降低;‘金丝小枣’叶片类囊体膜共价结合态Put含量、PAs总水平较对照显著降低,‘冬枣’则是Put、Spd、Spm含量及PAs总水平均显著降低。盐胁迫下,‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜、类囊体膜非共价结合态Put、Spd、Spm含量及PAs总水平下降,但其中仅类囊体膜Spd含量显著低于对照,而‘冬枣’的3种膜上非共价结合态的这些多胺及其总水平均显著低于对照。与对照相比,盐胁迫下耐盐性不同的2个枣品种,叶片细胞质膜、液泡膜和类囊体膜H＋-ATP酶活性均降低,但降低幅度因枣品种和生物膜种类不同而异,且H＋-ATP酶活性与相应膜结合态多胺水平存在极紧密的正相关关系。结果表明,膜结合态多胺参与枣品种耐盐性的表达,调节盐胁迫下枣叶细胞中溶质的跨膜运输。     

硅对低温胁迫后檀香紫檀苗木生长和光合生理的影响

为探究硅(Si)对檀香紫檀(Pterocarpus santalinus)抗寒性的影响,对1年生苗木施Si后经(–3±0.5)℃胁迫24 h恢复栽培90 d的生长、叶片光合参数和4种碳同化关键酶活性进行了研究。结果表明,施Si的檀香紫檀苗木发育健壮,抗寒性提高,显著促进低温胁迫后的生长恢复;施Si显著抑制低温胁迫导致的檀香紫檀苗木叶绿素含量降低和叶绿素a/b减小,促进表观光合电子传递速率(ETR)、实际光量子效率Y(Ⅱ)和PSⅡ调节性能量耗散Y(NPQ),降低PSII非调节性能量耗散Y(NO)和非光化学荧光淬灭(NPQ);施Si提高受低温胁迫檀香紫檀苗木的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE);施Si的檀香紫檀苗木在低温胁迫后,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)、果糖-1,6-二磷酸酶(FBP)、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(Ald)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著提高。适量施Si有利于保持低温胁迫下苗木光合膜结构的完整性和生理功能的稳定性,是提高檀香紫檀苗木抗寒性、有效应对低温胁迫的营养管理措施。     

硅在植物中的生理功能

硅参与植物的许多生理活动和代谢作用,促进植物器官的形成、发育和健壮生长,改善叶的着生方式和冠层结构,缓解金属离子毒害和盐胁迫,增强植物的抗旱性、抗病性和抗虫性,提高经济产量和质量.该文就这些方面的研究进展作了介绍.     

硅对盐胁迫下枣树组织培养苗细胞壁形成和相关酶活性的影响

盐胁迫（75mmol·L^-1 NaCl）下,枣树微茎段外植体成活率、生根率及枣苗的侧根条数和长度、苗高、单株重量均较对照显著减小;盐胁迫下加硅（Si）（0．75mmol·L^-1 KSiO3）,枣苗的前述指标与对照无显著性差异。盐胁迫下,枣组织培养生根苗细胞壁提取率显著下降,细胞壁中蛋白和低分子量果胶含量显著降低,EDTAU溶性果胶和碱溶性果胶含量显著提高,半纤维素和纤维素含量降低;盐胁迫下加Si,枣苗细胞壁提取率显著提高,细胞壁主要戍分的含量水平与对照相近。与盐胁迫下相比,盐胁迫下加Si,虽然枣苗果胶甲酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性升高未达显著性差异水平,但纤维素酶（Cx）活性显著降低,3种水解酶活性的比值均显著增大,细胞壁共价结合态H^＋-ATP酶活性显著升高。结果说明,提高培养基可溶性Si水平,可显著改善受盐胁迫枣苗细胞壁水解酶的活性平衡、组分含量的均衡及细胞壁内外溶质的适应性分配,从而为枣苗较好生长奠定了基础。     

硅改善盐胁迫下库拉索芦荟生长和离子吸收与分布

Si2．0mmol／L处理明显缓解NaCl 100、200mmol／L胁迫120d对库拉索芦荟（Aloevera）生长的抑制作用。Si可显著降低NaCl胁迫下芦荟植株中的Na^＋和Cl^-含量,提高K^＋含量,从而显著降低K^＋／Na^＋,促进根对K^＋的选择性吸收（ASK,Na）和K^＋向地上部的选择性运输（TSK,Na）,以维持植株体内的离子稳态。根系和叶片横切面的X-射线能谱微区分析结果进一步证实了这一结果。Si改善盐胁迫下芦荟对K^＋的选择性吸收和运输的机制之一是通过显著提高盐胁迫下芦荟根细胞质膜H^＋ATPase、液泡膜H^＋-ATPase和液泡膜H^＋-PPase的活性。     

‘沙糖橘’S蛋白同源基因CrSPH的克隆与表达分析

柑橘自交不亲和由S位点基因控制,前期SSH文库中筛选出1个自交不亲和相关的S蛋白同源基因(S-protein homologous gene,SPH),但其功能尚不明确。研究以‘无籽沙糖橘’和‘沙糖橘’为材料,利用反转录PCR技术克隆CrSPH基因,通过qPCR技术分析该基因表达特性,并进行原核表达和花粉萌发实验。结果表明,(1)CrSPH的CDS长度为417 bp,编码138个氨基酸,两材料间的CDS区存在3个碱基替换,引起2个氨基酸突变。(2)Southern杂交实验表明,CrSPH基因在两材料基因组中均以单拷贝形式存在。(3)qPCR实验表明,CrSPH基因在‘沙糖橘’花器官不同部位表达差异显著,子房中表达量最大,花瓣、花丝等组织中表达量均较低;在高表达的子房中,‘沙糖橘’表达量是‘无籽沙糖橘’的16倍,表明CrSPH基因在‘沙糖橘’中具有高度的组织表达特异性。(4)CrSPH基因在异交授粉第6,7天表达量最高,与其他时段差异均达到显著水平,第6天表达量是第1天表达量的12.4倍。(5)原核表达实验成功诱导出CrSPH蛋白,离体花粉萌发实验表明,随着异源‘无籽沙糖橘’CrSPH蛋...     

‘沙糖橘’S蛋白同源基因CrSPH的克隆与表达分析

该研究利用组学方法从续随子(Euphorbia lathyris)基因组数据库中鉴定出续随子溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT)家族基因,并对其基因结构、蛋白理化性质、进化关系进行生物信息学分析,利用qRT-PCR等技术对该基因家族的时空表达特性进行分析,以探讨ElLPAT家族基因在调控种子脂肪酸生物合成中的作用。结果表明：(1)从续随子基因组共检测出5个LPAT家族基因,分别命名为ElLPAT1~5;ElLPAT1~5基因编码氨基酸长度介于237~388 aa之间,理论等电点在6.23~9.56之间。(2)系统进化分析显示,5个ElLPATs蛋白分别属于3个亚类,其中ElLPAT1属于1型LPAT,ElLPAT2和ElLPAT3属于2/3型LPAT,ElLPAT4和ElLPAT5属于4/5型LPAT。(3)实时荧光定量qRT-PCR结果显示,5个ElLPATs基因在续随子不同组织中均有表达,ElLPAT1和ElLPAT4在各组织中表达量较低;ElLPAT2在各组织中表达量较高,且在种子中表达量最高。研究推测,ElLPAT2在续随子种子油脂合成代谢过程中可能发挥重要作用。