水杨酸调控内源H_2S缓解黑大豆铝胁迫的作用机理研究

该研究以铝(Al)敏感型黑大豆(SB)根为实验材料,通过一系列生理生化和组织化学实验手段,探讨了水杨酸(SA)通过调控内源H_2S信号缓解铝胁迫的作用方式。结果表明:(1)AlCl_3处理黑大豆SB根系Al积累增加,AlCl_3与SA共处理能明显抑制Al在SB根系的累积,加入H_2S清除剂(HT)或H_2S合成抑制剂(PAG)后SB根系Al累积量增加。(2)SA使Al胁迫下黑大豆(SB)根内源H_2S水平增加1.5倍,并显著缓解Al胁迫导致的根生长抑制、活性氧(ROS)累积、氧化损伤和细胞死亡,共处理HT或PAG均能够显著降低内源H_2S水平,并可逆转上述所有SA对Al胁迫的缓解效应。(3)SA降低了Al胁迫下黑大豆(SB)根尖抗氧化酶CAT、SOD和APX活性,抑制SB根系细胞ROS的产生,用HT或PAG抑制H_2S信号可增强抗氧化酶活性。(4)在Al胁迫条件下,SA可进一步上调一系列耐Al基因的表达,包括外部解毒机制中的耐铝转录因子GmART1、柠檬酸合成酶基因GmCS、柠檬酸转运蛋白基因GmMATE,内部解毒机制中的苹果酸转运蛋白基因GmAlCT以及Al3+相关转运蛋白基因GmAlS1和GmNIP1;2,通过HT或PAG降低内源H_2S水平可逆转SA对上述基因表达的调控。(5)SA可提高Al胁迫下黑大豆(SB)根柠檬酸的分泌量,此效应亦可被HT或PAG抑制。研究发现,H_2S可作为SA的下游信号参与调控黑大豆(SB)响应Al胁迫的过程,为揭示植物Al耐受信号调控网络途径提供部分新的理论基础。     

14-3-3蛋白参与植物应答非生物胁迫的研究进展

14-3-3蛋白是一种在真核生物细胞中普遍存在且高度保守的蛋白。该蛋白在大多数物种中由一个基因家族编码,并以同源或异源二聚体的形式存在。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性,可通过识别特异的磷酸化或非磷酸化序列与靶蛋白相互作用。14-3-3蛋白在植物生长和发育的各个方面都起重要作用。本文主要围绕植物14-3-3蛋白的种类、结构、磷酸化或非磷酸化识别序列及其响应干旱、冷冻、盐碱、营养和机械胁迫等的分子机制研究进展进行综述。     

几种信号类物质对蚕豆气孔运动的效应

用表皮生物分析方法,研究H2O2、NO和多胺对蚕豆叶片气孔开放和关闭的单独及其综合效应.其结果表明:H2O2和NO明显促进气孔关闭,抑制气孔开放.腐胺(Put)效应相对较弱,与H2O2和NO未表现出明显叠加效应.     

等渗盐胁迫下Na^＋和Cl^-对大豆幼苗光合作用的离子效应

研究和比较了等渗(-0.53MPa)的PEG-6000、NaCl、钠盐(无Cl-)和氯化物(无Na )溶液处理6d对栽培大豆品种‘Lee68’(耐盐性较强)和‘N23674’(耐盐性较弱)幼苗光合作用的离子效应。结果表明:PEG-6000处理使两品种叶片叶绿素含量和Rubisco活性较对照低,但降幅不如同样渗透压的NaCl、钠盐(无Cl-)和氯化物(无Na )溶液明显。PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)和PSII光化学的有效量子产额(Fv'/Fm')在PEG-6000处理2d和6d时显著下降,但在3种等渗盐处理下,多显著下降。两品种叶片气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)在4种胁迫处理下均显著下降,其中在3种盐处理下更明显,但胞间CO2浓度(Ci)仅在PEG-6000处理时下降,在盐处理下反而升高。两品种叶片叶绿素含量、Rubisco活性、Fv/Fm、ETR、Fv'/Fm'、Pn、Gs等在氯化物(无Na )溶液处理的下降幅度和叶绿体中Cl-含量及其与Na 总量的增加幅度均大于钠盐(无Cl-)处理的,在耐盐性弱的‘N23674’品种中更明显。可见,在NaCl胁迫对栽培大豆幼苗光合作用的毒害效应中,渗透胁迫较轻,离子毒害较重,其中Cl-的毒害大于Na 的。     

大豆异黄酮生物合成关键酶及其代谢工程研究进展

异黄酮是一类具有C-6/C-3/C-6骨架的二次代谢产物,具有抗氧化和抗肿瘤活性。异黄酮与黄酮类物质具有相似的苯丙烷生物合成途径。天然的绝大部分异黄酮分布在豆科植物中,目前在大豆中已经发现了超过12个异黄酮(苷)。大豆异黄酮的生物合成主要涉及三个关键的酶查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)和异黄酮合酶(IFS)。总结了大豆异黄酮的提取分离方法和生物合成途径,着重综述了CHI、CHS、IFS生物学特征和功能及异黄酮的代谢工程研究。     

外源绿原酸缓解黑大豆SB铝毒害的机理研究

该文研究了外源绿原酸(CGA)对Al胁迫下铝敏感型黑大豆SB根生理生化指标以及根中胁迫相关基因表达的变化,探讨外源CGA缓解SB根铝毒害的效果及分子机理。以不同浓度Al和CGA处理SB,筛选出CGA缓解Al毒害的最佳浓度,测定Al含量、抗氧化系统酶活性、14-3-3蛋白与H~+-ATP酶的表达、H~+泵活性。结果表明:低浓度CGA能缓解Al胁迫下黑大豆SB根伸长抑制,并促进侧根数目增加,而高浓度CGA的缓解效果下降;0.01 g·L~(-1) CGA使Al胁迫下SB根尖Al含量与MDA含量下降,促进根系柠檬酸的分泌。RTPCR和Western Bloting分析表明0.01 g·L~(-1) CGA促进Al胁迫下SB根中14-3-3b、14-3-3m、14-3-3k和GHA2基因(质膜H~+-ATP酶)的表达,抑制MATE基因的表达。同时,0.01 g·L~(-1) CGA能促进Al胁迫下质膜H~+-ATP酶蛋白磷酸化水平以及其与14-3-3蛋白结合,且能提高质膜H~+-ATP酶和H~+泵活性。因此推测外源CGA可能通过增加侧根数,增强14-3-3蛋白和质膜H~+-ATP酶基因蛋白表达水平和互作,弥补Al胁迫下MATE表达的抑制,增加柠檬酸的分泌,增强SB对铝毒害的耐受性。     

栽培和野生大豆及其杂交后代幼苗的耐氯性与多胺积累的关系

对经逐代耐盐性筛选的栽培和野生大豆杂交组合(‘Jackson’בBB52’)F4代‘JB185’株系及其亲本幼苗以不同浓度NaCl和等渗(-0.53 MPa)PEG-6000、NaCl、钠盐(无Cl-)和氯盐(无Na )溶液处理6d。结果表明:(1)随NaCl浓度的提高,3种遗传材料幼苗叶片相对电解质渗漏率和MDA含量均呈上升趋势,叶绿素含量除‘BB52’和‘JB185’在NaCl 50mmol/L处理时显著上升外,其余处理呈下降趋势,‘JB185’变化介于两亲本之间。(2)不同离子胁迫下,它们叶片相对电解质渗漏率和MDA含量较对照多表现增加趋势,其中‘BB52’和‘JB185’在钠盐(无Cl-)处理下的变化明显大于氯盐(无Na )处理。叶片中游离态和束缚态Put、Spd和Spm含量都较对照明显提高,但‘BB52’和‘JB185’在钠盐(无Cl-)处理下游离态(Spd Spm)/Put比值和束缚态多胺总量为3种盐处理中最低。表明‘JB185’与野生大豆‘BB52’种群一样对Na 敏感而对Cl-表现较强的耐性。