生菜硝酸还原酶基因的克隆及高氮水平下外源γ-氨基丁酸对其表达和叶片硝酸盐含量的影响

硝酸还原酶(NR)是硝酸盐代谢的关键酶。该研究在成功克隆生菜NR基因的同时,进行了高氮水平下外源γ-氨基丁酸(GABA)对生菜叶片NR基因表达和NO3--N含量的研究。结果表明:(1)生菜NR基因(GenBank登录号为KP122207)序列长1 791bp,编码585个氨基酸残基,蛋白保守结构域含钼辅蛋白超家族、细胞色素b5超家族和FNR超家族;生菜NR基因与菊苣NR基因亲缘关系最近,序列一致性为93%,与烟草、甜菜、黄瓜、大豆等NR序列的一致性均在80%以上。(2)高氮水平下外源2.5mmol/L GABA处理生菜可诱导NR基因上调表达,并显著提高了生菜叶片NR、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和NH4+-N含量,降低了NO3--N、NO2--N含量;虽然NO3--N含量与NR、GAD、NiR活性、NO2--N、NH4+-N含量均呈显著相关关系,但与NR活性的相关系数最高且达极显著水平。研究认为,高氮水平下外源GABA可通过诱导NR基因上调表达、增强相关酶活性来影响无机氮代谢,从而降低了生菜叶片硝酸盐含量,其中NR在该过程中发挥着至关重要的作用,为生产中GABA的施用及降低叶菜类蔬菜硝酸盐含量提供了理论依据。     

γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源γ-氨基丁酸（GABA）对甜瓜幼苗光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：低氧胁迫导致甜瓜幼苗光合色素含量显著下降,光合作用降低;外源GABA能显著提高正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、CO₂羧化效率、最大光化学效率、光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和PSⅡ光合电子传递量子效率,而气孔限制值、初始荧光和非光化学猝灭系数显著降低,GABA在低氧胁迫下的提高效果更明显;同时添加GABA和GABA转氨酶抑制剂γ-乙烯基-γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA对甜瓜幼苗光合特性的缓解效果.     

γ-氨基丁酸(GABA)对低氧胁迫下甜瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:低氧胁迫导致甜瓜幼苗光合色素含量显著下降,光合作用降低;外源GABA能显著提高正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、CO2羧化效率、最大光化学效率、光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和PSⅡ光合电子传递量子效率,而气孔限制值、初始荧光和非光化学猝灭系数显著降低,GABA在低氧胁迫下的提高效果更明显;同时添加GABA和GABA转氨酶抑制剂γ-乙烯基-γ-氨基丁酸(VGB)处理显著降低了低氧胁迫下GABA对甜瓜幼苗光合特性的缓解效果.     

甘氨酸和谷氨酸与钼配施对生菜品质的影响

以美国大速不结球生菜为材料,采用水培法研究了单一甘氨酸和谷氨酸分别替代营养液中20%硝态氮处理以及配合施加钼(0.002 mmol·L-1)处理对植株叶片鲜重和营养品质的影响.结果显示:(1)单一甘氨酸、谷氨酸替代处理培养12～16d,均可显著提高生菜叶片的鲜重和品质,其中甘氨酸对降低叶片硝酸盐含量、提高游离氨基酸和维生素C含量的效果好于谷氨酸,而谷氨酸促进生长和提高可溶性蛋白质、可溶性糖和叶绿素含量的效果好于甘氨酸.(2)甘氨酸与钼配合施用培养8～16 d的叶片鲜重显著高于单独甘氨酸替代处理,而谷氨酸与钼配合施用处理叶片鲜重与单独谷氨酸替代处理无显著差异;钼的配合施用进一步提高了甘氨酸、谷氨酸改善品质的作用效果,其叶片游离氨基酸、可溶性蛋白质、维生素C、可溶性糖和叶绿素含量显著提高,而硝酸盐含量显著降低,但甘氨酸与钼配合施用效果较好.研究表明,甘氨酸、谷氨酸均可作为生菜生长的氮源,并与钼配合施用对提高生菜产量和品质具有协同配合效应,且以甘氨酸与钼配施12 d效果较好.     

盐胁迫下番茄砧木对嫁接苗生物量、氨基酸含量和活性氧代谢的影响

为探讨砧木对提高番茄嫁接苗耐盐性的作用机理,以耐盐性较敏感的‘中杂9号’(S)为接穗,耐盐性较强的‘OZ-006’(R)为砧木,采用劈接法形成嫁接苗(RS)以及接穗自嫁接苗(SS)、砧木自嫁接苗(RR)3个试验材料,在175 mmol·L^-1 NaCl处理下测定植株生长、Na⁺积累、氨基酸含量和活性氧代谢的变化。结果表明: NaCl胁迫导致番茄幼苗的盐害指数和Na⁺含量均显著提高,幼苗生长速率和叶绿素含量显著降低,但不同嫁接苗的类型差异显著,在盐害表型上表现为SS>RS>RR的规律。NaCl胁迫诱导嫁接苗的叶片和根系总氨基酸含量显著提高,其中RR、RS叶片有9种、根系有8种氨基酸含量显著高于对照,以脯氨酸含量变化最为显著,而SS叶片中仅有2种、根系中仅有4种氨基酸含量显著高于对照;幼苗间的氨基酸含量呈现RR>RS>SS的规律,RR、RS叶片的氨基酸含量分别比SS叶片上升了32.8%、16.6%,根系分别比SS上升了53.1%和32.5%。NaCl胁迫造成活性氧代谢的变化,幼苗叶片和根系的抗氧化酶活性、超氧阴离子产生速率、丙二醛含量均显著提高,以RR叶片和根系中抗氧化酶活性的增幅最大,其次为RS;SS和抗氧化酶活性的增幅最小,品种间活性氧水平表现为SS>RS>RR。综上,砧木通过抑制Na⁺向上运输、提高氨基酸水平和抗氧化酶活性缓解了盐胁迫对嫁接苗的伤害,但不同砧穗组合的耐盐性差异较大,以RR的耐盐性最强,其次为RS,SS最弱。因此,番茄嫁接苗的耐盐性主要受砧木耐盐性的影响,其次为接穗,同时,其与番茄体内的氨基酸和活性氧代谢调控密切相关。     

外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响

采用水培法,通过准确控制营养液溶氧浓度,研究了外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫0~8 d ‘西域一号’甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响.结果表明：与通气对照相比,低氧处理的甜瓜幼苗正常生长受到严重抑制,其根系谷氨酸脱羧酶（GAD）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）活性以及GABA、丙酮酸、丙氨酸、天冬氨酸含量均显著提高,而谷氨酸和α 酮戊二酸含量在处理4~8 d均显著降低.与低氧处理相比,外源GABA处理有效缓解了低氧胁迫对幼苗根系生长的抑制作用,同时甜瓜根系内源GABA、谷氨酸、α-酮戊二酸、天冬氨酸含量显著提高,但GAD、GDH、GOGAT、GS、ALT、AST活性在整个处理过程中均显著降低,丙酮酸和丙氨酸含量也显著降低.低氧同时添加GABA和γ-乙烯基 γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA的缓解效应.低氧胁迫下外源GABA被植物根系吸收后,通过反馈抑制GAD活性维持较高的Glu含量,保持植物体内碳、氮代谢平衡,维持正常生理代谢,从而缓解低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害.     

甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析

生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体，在植物生长发育过程中发挥重要作用，但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子，以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研究利用生物信息学方法在甜瓜（Cucumis melo）全基因组数据库中筛选鉴定到18个CmPIN成员，编码氨基酸数量在51-642之间，分子量介于5.19-70.30 kD之间，不稳定指数在24.33-48.87之间；主要定位于细胞质膜上，除CmPIN6和CmPIN8无跨膜结构外，其他16个PIN蛋白均具有2-11个跨膜结构域；分布在9条染色体上，均含有1-9个Motif,CmPIN家族成员基因含有1-10个外显子，二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲结构。构建了CmPIN家族成员与拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）、番茄（Solanum lycopersicum）、玉米（Zea mays）的PIN蛋白进化树，将18个Cm PINs聚类为7个亚族，其中亚族Ⅵ中数量最多。启动子顺式作用元件分析显示，甜瓜CmP...