过氧化氢预处理增强敏感型黑豆抗铝能力的生理机制

以铝敏感型黑豆(简称SB)幼苗为实验材料,在水培条件下进行不同浓度过氧化氢(H2O2)和AlCl3处理,考察其生长和相关生理指标变化,探讨H2 O2预处理缓解黑豆铝毒害的生理以及分子机理.结果显示:(1)黑豆幼苗根的相对生长量在0.1和1.0 μmol·L-1 H2O2处理下始终得到显著促进,并以后者效果更好,而在10.0和100.0 μmol·L1 H2O2处理下先表现促进后受到显著抑制.(2)经过1.0 μmol·L-1 H2O2预处理的SB幼苗在不同程度Al3+胁迫(50～400 μmol·L 1)3周后,其叶片和根中总蛋白含量分别显著增加了16.7％～41.2％和10.0％～25.0％,MDA含量减少了近50％;而其同期的SOD和POD活性显著增加.(3) H2 O2预处理可诱导SB根和叶中的SOD基因(Mg/Fe-SOD和Mn-SOD)的表达水平明显提高.研究表明,低浓度H2O2能显著促进铝胁迫下铝敏感型黑豆幼苗生长,且主要是通过增加植株抗氧化酶活性和相关基因表达水平来提高其对铝胁迫的抗性.     

2种玉米幼苗耐旱性生理机制研究

以白种皮(白玉米)和黄种皮(黄玉米)2个玉米栽培品种为材料,在水培条件下进行聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理,分析玉米叶片抗旱性相关生理特性和质膜H+-ATP酶活性的变化,探讨2种玉米幼苗耐旱性生理机制。结果表明:(1)在2%、5%、10%PEG-6000处理条件下,随处理浓度和时间的增加,2种玉米幼苗植株失水率上升,叶片蒸腾速率降低,气孔传导率下降;在所有相同处理条件下,白玉米植株失水率明显小于黄玉米,而叶片蒸腾速率和气孔传导率下降幅度明显大于黄玉米,即白玉米的耐旱性比黄玉米强。(2)在相同浓度PEG-6000处理下,白玉米叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量均高于黄玉米,它在干旱胁迫下的渗透调节能力强于黄玉米。(3)在抗氧化酶体系中,随着PEG-6000胁迫浓度的升高,2种玉米叶片CAT活性呈下降趋势,但白玉米CAT活性在2%和5%PEG-6000胁迫下均显著高于黄玉米,其叶片中H2O2含量显著低于黄玉米。(4)随着PEG-6000胁迫浓度的升高,白玉米叶片质膜H+-ATPase磷酸化水平及其与14-3-3蛋白的结合受到的抑制作用比黄玉米强,白玉米叶片质膜H+-ATPase活性比黄玉米叶片低,叶片气孔开度小于黄玉米,叶片蒸腾速率和气孔传导率均低于黄玉米,这可能是白玉米耐旱性强于黄玉米的一个重要机制。     

菠菜14-3-3蛋白基因的克隆及硝酸盐胁迫下的表达分析

利用RT-PCR和RACE技术,从菠菜中首次获得了14-3-3蛋白基因的全长cDNA序列(GenBank登录号JX952165),命名为So14-3-3.该基因全长1 166 bp,开放阅读框801 bp,编码266个氨基酸.序列比对发现So143 3蛋白与其他植物14-3-3蛋白氨基酸序列一致性高达77.6％～84.7％.半定量RT-PCR表明,随NO3-胁迫处理时间的延长和浓度的增加,菠菜根和叶中So14-3-3基因的表达增强.实验构建了pGEX4T-So14-3-3原核表达载体,并通过IPTG诱导后获得分子量约为56 kD的蛋白.进一步的蛋白质印迹检测结果表明,随着NO3处理时间的延长和浓度的增加,So14-3-3蛋白表达也增加.该实验结果为进一步研究So14 3-3蛋白功能提供了基本的实验基础.     

叶片喷施甲醇对铝胁迫下黑大豆抗氧化酶活性的影响

在营养液水培条件下,分析叶片预喷施5％ (V/V)甲醇对50μmol·L-1的AlCl3胁迫下黑大豆叶和根中H2O2和MDA含量以及抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响,为进一步研究甲醇及抗氧化酶在响应铝胁迫应答中的调控机制奠定基础.结果显示:(1)在铝胁迫下,随着铝处理浓度的升高根尖吸收的铝越多,且根的生长被抑制越严重.(2)铝胁迫能诱导黑大豆叶和根中可溶性总蛋白、H2O2和MDA含量的增加,POD和CAT活性增强,但SOD活性变化不明显.(3)当叶片喷施5％甲醇预处理后再进行50 μmol·L1 AlCl3胁迫,随着处理时间增加黑大豆叶和根中可溶性总蛋白含量及POD和CAT活性显著增加,而H2O2和MDA含量显著下降,SOD活性变化亦不显著.研究结果表明,在铝胁迫下叶片喷施5％甲醇能够增强黑大豆叶和根中POD和CAT活性,降低H2O2和MDA的积累,这可能是甲醇通过抗氧化酶参与铝胁迫应答的一种重要机制.