红砂(Reaumuria soongorica)忍耐极度干旱的保护机制: 叶片脱落和茎中蔗糖累积

红砂(Reaumuria soongorica)是一种多年生半灌木, 广泛分布于中国西北的半干旱地区,它能够通过营养组织在极度干旱条件下存活. 为探讨红砂耐干旱的保护机制, 对6年生的植株通过停止浇水造成持续的土壤干旱, 在干旱期间研究了它的净光合速率(net photosynthetic rate, Pn)、水分利用效率(water use efficiency, WUE)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的叶绿素荧光参数的日变化规律以及红砂叶片和茎中的糖含量变化. 结果表明, 红砂在极端干旱环境下具有如下特点: 非常低的叶片水势、高的WUE、在茎中维持光合作用并累积蔗糖以及叶片死亡. 干旱期间, 最大Pn先升高后下降, 但是内在WUE随着干旱程度在早上明显提高. PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)和非循环式电子传递效率(Φ_PSⅡ)随着干旱程度的增加而减小, 并表现出午间光抑制现象, 但激发能量的耗散能力(以荧光非光化学猝灭NPQ表示)随着干旱程度的增加在胁迫植物中维持更高水平. 持续的干旱环境促进了茎中而非叶片中蔗糖和淀粉的累积. 然而当叶片水势下降到 -21.3 MPa时, 叶片死亡并随后脱落, 但茎中仍然保持光合作用, 然后植物进入休眠状态. 复水后茎复活植物又长出新叶. 因此, 我们认为红砂具有剪去叶片而减少水分丢失并维持茎细胞的活力来度过极度干旱的能力.     

大豆脯氨酸积累相关基因家族鉴定及干旱胁迫表达分析北大核心CSCD

脯氨酸是一种广泛存在的渗透调节物质,在植物生长发育以及响应干旱胁迫的信号途径中具有重要作用。吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)、吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)、脯氨酸脱氢酶(Pro DH)、吡咯啉-5-羧酸脱氢酶(P5CDH)、脯氨酸转运体(Pro T)是影响植物体内脯氨酸积累的关键酶。但关于大豆脯氨酸积累相关基因家族成员的研究尚未见报道。本研究在大豆基因组中鉴定出7个Gm P5CS、2个Gm OAT、2个Gm P5CR、5个Gm Pro DH、3个Gm P5CDH及6个Gm Pro T基因,不均匀地分布在大豆20条染色体中的12条上,发生16对片段复制事件。系统进化树分析发现,大豆脯氨酸积累相关基因家族分为不同的进化分支,同一亚族间的基因结构和保守基序相似。顺式作用元件分析结果显示,脯氨酸积累相关基因家族含响应逆境胁迫及植物激素的顺式作用元件。干旱胁迫下的表达模式分析结果显示,脯氨酸合成代谢相关基因家族成员(Gm P5CS、Gm OAT、Gm P5CR)响应干旱胁迫,在干旱胁迫24 h时显著上调表达;大多脯氨酸分解代谢相关基因家族成员(Gm Pro DH、Gm P5CDH)下调表达,脯氨酸转运相关基因家族成员(Gm Pro T)在干旱胁迫24 h显著上调表达,其中Gm P5CS5、Gm OAT1、Gm Pro T2、Gm Pro T4及Gm Pro DH3~5基因在干旱胁迫下的脯氨酸积累中可能起到关键作用。大豆幼苗P5CS、OAT活性随干旱胁迫时间的延长呈显著上升的趋势,与脯氨酸的积累呈正相关:Pro DH活性随干旱胁迫时间的增长呈显著下降的趋势,与脯氨酸的积累呈负相关。本研究为进一步解析大豆脯氨酸积累相关家族基因响应干旱胁迫的功能提供了参考。     

亚致死浓度的盐酸四环素对萼花臂尾轮虫 存活、生殖和种群增长的影响

盐酸四环素是一种广谱抗生素,但其对轮虫存活、生殖和种群增长等的影响尚未知。本文应用生命表实验方法研究了不同浓度[0(对照组)、2.5、5、10、20、40和80 mg/L]的盐酸四环素对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)存活、生殖和种群增长的影响。单因素方差分析表明,盐酸四环素浓度对轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率和种群内禀增长率均具有显著性影响(P 0.05),但对后代混交率无显著性影响(P 0.05)。多重比较(最小显著差数法)显示,与对照组相比,2.5～40 mg/L盐酸四环素处理组中轮虫的生命期望和世代时间分别显著延长了35%～52%和13%～24%(P 0.01),净生殖率显著提高了17%～37%(P 0.05);80 mg/L盐酸四环素处理组中轮虫的净生殖率和内禀增长率分别显著降低了20.35%和8.69%(P0.05)。回归分析表明,盐酸四环素浓度与轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率和内禀增长率之间均具有显著的剂量-效应关系。在监测较低浓度的盐酸四环素生态效应时,生命期望、世代时间和净生殖率具有相同的敏感性;而在监测较高浓度的盐酸四环素生态效应时,净生殖率和内禀增长率具有相同的敏感性。