胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应

胡杨(Populus euphratica Oliv)是塔里木极端干旱荒漠区优势乔木树种,由于其生长在荒漠环境中,极端高温远高于其它地区,因此研究胡杨对高温胁迫的响应特征对于解释胡杨的抗逆机理与生态适应策略具有极为重要的意义。以胡杨3种典型的异形叶为材料,研究不同温度对其叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明,25-45 ℃温度下胡杨异形叶的F₀、F_m、F_v/F_m与F_v/F₀变化不大,尤其F_v/F_m仍能保持在0.78左右,光合反应正常;高温胁迫下(＞45 ℃)F_m、F_v/F₀、F_v/F_m、F'_v/F'_m、qP、ΦPSⅡ、P和ETR均大幅降低;F₀、qN、E显著上升,而D先上升后下降,说明高温抑制了PSⅡ的功能,使PSⅡ反应中心活性下降,QA^-的还原速率加快,光化学电子传递速率降低,某些能量耗散途径受阻,影响了PSⅠ和PSⅡ激发能的平衡分配,最终导致光合机构受损、光合速率降低。胡杨3种异形叶的叶绿素荧光参数随温度升高变幅不同,高温处理下锯齿阔卵形叶各参数均高于卵形叶与条形叶,表明锯齿阔卵形叶比卵形叶和条形叶具有更强的高温耐受能力。用模糊数学的隶属度函数对胡杨3种异形叶的耐热性进行综合评价,锯齿阔卵形叶的耐热性最强。     

蚕豆（Vicia faba L．）叶肉细胞中ABA的胶体金免疫电镜定位

利用胶体金免疫电镜定位技术对蚕豆叶肉细胞中ＡＢＡ定位的研究表明,在以ＡＢＡ抗体处理的切片中,叶绿体有大量的金颗粒标记,细胞质和细胞核也有金颗粒标记,但液泡和细胞壁中没有金颗粒标记。免疫染色前用胰蛋白酶处理可显著增强金颗粒标记密度,而不用ＥＤＣ固定或以免疫前兔血清处理的切片中几乎没有金颗粒标记。本实验为蚕豆叶肉细胞中ＡＢＡ的分布提供了直接的证据并说明了该技术是研究ＡＢＡ定位的一种可靠的方法。     

伤胁迫对蚕豆叶片中茉莉酸分布的影响

在植物应对伤害等环境刺激的反应中,已知茉莉酸(JA)作为一种重要的信号分子在植物体内长距离运输,但目前对JA的细胞和亚细胞定位知之甚少。本研究用免疫荧光显微镜技术和免疫胶体金电镜技术证明茉莉酸分布在蚕豆叶片叶肉细胞的叶绿体、表皮细胞的细胞壁、保卫细胞的细胞壁、细胞质、叶绿体和细胞核上。其中保卫细胞的叶绿体和细胞核是JA分布的主要场所。叶片的局部灼伤可提高JA在质外体和气孔保卫细胞中的水平。由此推测,伤胁迫下JA分配的改变可能与植物体防御反应密切相关,并参与了对气孔运动的调控。     

从水分胁迫的识别到ABA积累的细胞信号转导

由于植物在生长和发育过程中不可避免地要遭受各种环境胁迫的影响 ,植物只有通过对环境胁迫的快速感知和主动反应才得以生存和发展。植物这种对环境胁迫的快速感知和主动反应体现在环境胁迫下植物可以通过一系列基因的表达调控来实现各种抗逆的生理生化反应。虽然得以鉴定的水分胁迫应答基因越来越多 ,但其中只有极少的基因在抗逆中的基本功能已得到初步认识。从细胞对水分胁迫原初信号的感知到基因表达调控包括了一系列复杂的细胞逆境信息传递过程。脱落酸 (abscisicacid ,ABA)作为重要的细胞逆境信号物质介导了一系列基因表达 ,因此从细胞对水分胁迫原初信号的感知到编码ABA生物合成关键酶基因的表达是一条最为关键的细胞逆境信息传递途径。逆境应答基因功能的鉴定以及对整个细胞信号传递过程中详尽的分子机制的了解无疑是今后最有趣的也是最为重要的研究课题。     

根系分区灌溉和水分利用效率

根系分区灌溉是指仅仅部分根系受到正常的灌溉,其余根系则受到人为的干旱,两项理论根据指出这种措施可减少植物的水分肖耗,并保持一定的生物产量,其一是植物蒸腾失水与气孔导性是线性关系,而光合作用与气孔导性则是一种渐趋饱和的关系,如果气孔导性从最大值适应调低,可显著降低蒸腾,但对光合影响应小得多,其二是处于干燥土壤中的根系可感觉干旱,产生干旱信号来调节地上部分的气孔开度,显然,这项措施在田间有多大效用值得深入研究。 先是大田作物的蒸腾失水仅部分地受气孔控制,界面层的扩散阻力起很大作用。因此该措施可能对界面层阻力较小的,如果树等作用大些,另外,根系干旱信号可否“长期”地产生和调控气孔仍需试验证明。     

农杆菌介导单子叶植物遗传转化问题与对策

尽管十几年来农杆菌介导的单子叶植物遗传转化研究取得了较大的进步,但仍存在着基因型限制、转化率不高和外源基因表达活性低等问题。本文综述了近几年来此项研究在感受态细胞选择与调节、预培养及共培养体系优化、转化子的筛选及外源基因表达调控等方面的主要进展。     

Cell biological mechanism for triggering of ABA accumulation under water stress inVicia faba leaves

Water stress-induced ABA accumulation is a cellular signaling process from water stress perception to activation of genes encoding key enzymes of ABA biosynthesis, of which the water stress-signal perception by cells or triggering mechanism of the ABA accumulation is the center in the whole process of ABA related-stress signaling in plants. The cell biological mechanism for triggering of ABA accumulation under water stress was studied in leaves ofVicia faba. Mannitol at 890 mmol ·kg^-1 osmotic concentration induced an increase of more than 5 times in ABA concentration in detached leaf tissues, but the same concentration of mannitol only induced an increase of less than 40 % in ABA concentration in protoplasts. Like in detached leaf tissues, ABA concentration in isolated cells increased more than 10 times under the treatment of mannitol at 890 mmol · kg^-1 concentration, suggesting that the interaction between plasmalemma and cell wall was essential to triggering of the water stress-induced ABA accumulation. Neither Ca²⁺-chelating agent EGTA nor Ca²⁺channel activator A23187 nor the two cytoskeleton inhibitors, colchicine and cytochalasin B, had any effect on water stress-induced ABA accumulation. Interestingly water stress-induced ABA accumulation was effectively inhibited by a non-plasmalemma-permeable sulfhydryl-modifier PCMBS (p-chloromercuriphenyl-sulfonic acid), suggesting that plasmalemma protein(s) may be involved in the triggering of water stress-induced ABA accumulation, and the protein may contain sulfhydryl group at its function domain.     

干旱胁迫下氮素营养与根信号在气孔运动调控中的协同作用

干旱胁迫下根系与地上部分之间的信息传递可使植物叶片及时感知土壤水势变化, 从而使植物在没有真正受到干旱伤害时即可做出主动、快速的抗旱应答反应, 而在这一过程中, 脱落酸(abscisic acid, ABA)和pH起着关键的作用。本研究表明, 干旱胁迫下鸭趾草(Commelina communis L.)、番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)和向日葵(Helianthus annuus L.)木质部汁液中pH的变化很不相同, 且该pH变化和木质部汁液中硝态氮离子浓度的变化没有直接的关系; 然而, 饲喂实验表明, 无论对于何种植物, 蒸腾流中硝态氮离子浓度的增加都可有效地增加气孔对ABA的敏感度; 分根实验进一步表明, 土壤中硝态氮营养的增加可明显提高气孔对根信号的敏感度。以上结果说明, 氮素营养可以和根信号相互作用共同操纵气孔运动。