钙与脱落酸对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合及相关酶活性的影响

为探讨在干旱胁迫下钙与脱落酸对黄瓜幼苗光合作用及相关酶活性的影响,以黄瓜为试材,正常营养液栽培为对照,利用PEG-6000(聚乙二醇)营养液添加模拟干旱胁迫,设干旱胁迫条件下幼苗叶片喷施清水、脱落酸(ABA)、CaCl₂+ABA、LaCl₃(钙离子通道抑制剂)+ABA及EGTA(钙离子螯合剂)+ABA等5个处理.结果表明: 干旱胁迫抑制了黄瓜幼苗的营养生长、降低了幼苗叶片的抗氧化酶和硝酸还原酶活性,以及光合作用和荧光参数等,通过叶面喷施ABA减小了幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及光合作用(P_n、g_s)和荧光参数(F_v′/F_m′、q_P和ETR)的下降幅度,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害;喷施CaCl₂+ABA显著促进了ABA的这种正向缓解作用,而喷施LaCl₃+ABA和EGTA+ABA都没有表现出促进作用.     

外源脱落酸对干旱胁迫下滇润楠幼苗生长及生理特性的影响

以滇润楠一年生实生苗为试验材料,研究在良好水分条件(土壤含水量为70%～75%田间持水量)、轻度干旱胁迫及重度干旱胁迫处理下(50%～55%和30%～35%田间持水量)进行外源脱落酸(ABA)喷施对其生长及生理特性的影响。结果表明: 干旱胁迫使得滇润楠幼苗叶片的相对含水量、株高和生物量显著下降,净光合速率及叶绿素荧光参数(PSⅡ最大光化学效率,F_v/F_m)有不同程度的下降,而根冠比、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著增加。外源ABA的喷施可提高干旱胁迫下滇润楠幼苗的适应性,尤其是重度干旱下,外源ABA显著提高了叶片相对含水量21.0%,同时增加了植株株高和生物量的累积,提高了根冠比,为良好水分条件的2.1倍;减少了干旱下膜脂过氧化产物MDA的累积,提高了抗氧化酶过氧化氢酶、超氧化物岐化酶的活性,显著增加了脯氨酸的含量,为良好水分条件的7.7倍。外源ABA的喷施显著缓解了干旱胁迫对植株光合器官的不利影响,减少干旱引起的叶片净光合速率及气孔导度的下降,并且减轻了PSⅡ受到干旱的伤害程度,重度干旱下喷施ABA的植株的F_v/F_m显著高于未喷施ABA的植株。外源ABA的喷施可以减轻干旱对滇润楠植株的伤害,提高其抗旱性。     

拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应

生长素是一种重要的植物激素, 几乎参与了植物所有的生命活动过程。GH3-6具有IAA酰胺合成酶活性, 催化氨基酸与IAA形成IAA的氨基轭合物, 发挥暂时或永久灭活IAA的作用。该文探讨了GH3-6基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)逆境适应过程中的功能。结果显示GH3-6基因受干旱、ABA和高盐的诱导表达。与野生型相比, GH3-6基因过表达突变体dfl1-D对干旱的抗性明显减弱, 叶片失水速率更快。在抗盐方面, dfl1-D也显著弱于野生型。在3种逆境(干旱、ABA和高盐)胁迫下, GH3-6基因的高表达抑制了逆境响应基因RD22、KIN1、RD29A和DREB1A的表达。而且在干旱胁迫下, dfl1-D中ABA的含量明显低于野生型。研究结果证明, 高表达GH3-6基因负调控拟南芥对逆境的抗性。     

小麦TaLCD基因的克隆及其对渗透胁迫的调节作用

半胱氨酸脱巯基酶(CDes)可催化降解半胱氨酸(Cys)生成硫化氢(H₂S)。通过克隆小麦(Triticum aestivum)中的L-半胱氨酸脱巯基酶基因TaLCD, 并将其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达, 探讨TaLCD对渗透胁迫条件下种子萌发和根系生长的影响, 并分析其对干旱胁迫的调节作用。结果显示, 盐胁迫条件下, TaLCD过表达植株种子萌发率显著高于野生型; 甘露醇处理条件下, TaLCD过表达植株的根长也显著高于野生型, 且TaLCD过表达显著提高植株抗旱性。此外, TaLCD过表达植株对ABA更加敏感, ABA处理下TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型。干旱胁迫下, TaLCD过表达植株胁迫响应基因(COR47、RD29A、RAB18和RD22)及ABA信号途径相关基因(NCED3、HAB1、HAB2、ABI1、ABI2和ABF2)的表达水平均显著高于野生型。因此推测, TaLCD增强植株抗旱和抗盐能力可能依赖于ABA信号途径。     

黄腐酸和甜菜碱预处理对干旱胁迫下平邑甜茶生理特性及光合的影响

该研究以平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于干旱处理前3d分别连续喷施黄腐酸(FA)、甜菜碱(GB)和复配(FA+GB),并以清水为对照(CK)进行预处理,比较分析不同预处理对干旱胁迫下平邑甜茶的生理及光合特性变化,探讨FA和GB对平邑甜茶的抗旱生理机制。结果显示:(1)与对照相比,FA、GB和FA+GB预处理均能够显著提高平邑甜茶叶片相对含水量,且FA的保水性效果最佳。(2)3种预处理均可显著促进干旱胁迫下叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量增加,且FA+GB预处理后在干旱胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸累积量显著高于单施FA或GB。(3)3种预处理均可显著提高干旱胁迫下平邑甜茶幼苗的SOD、POD、CAT活性,并显著降低MDA的积累速度及其累积量,且以FA+GB预处理的MDA含量最低、抗氧化酶活性最高。(4)GB和FA+GB预处理下平邑甜茶的净光合速率、瞬时水分利用率显著高于CK和FA,且FA+GB处理下改善光合特性的效果最佳,GB次之。研究表明,单独喷施黄腐酸和甜菜碱及两者配施预处理均能够增加干旱胁迫下平邑甜茶的渗透调节物质和相对含水量,提高叶片的保水性,调节抗氧化物酶活性,降低丙二醛含量,增加细胞膜稳定性,改善光合性能,进而提高平邑甜茶的抗旱能力,且以复配喷施(FA+GB)预处理的效果最好。     

AM真菌摩西管柄囊霉对干旱胁迫下枳抗氧化酶基因表达的影响

测定分析了接种丛枝菌根（AM）真菌摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对正常供水与干旱处理的盆栽枳Poncirus trifoliata实生苗生长、活性氧代谢及抗氧化酶基因表达量的影响。结果表明,7周干旱处理显著降低了根系菌根侵染率。接种摩西管柄囊霉显著促进了干旱处理的枳植株生长,增加了根系体积和叶片相对含水量,显著降低了叶片脯氨酸含量,同时也上调了干旱处理的枳叶片精氨酸脱羧酶基因（PtADC1和PtADC2）和超氧化物歧化酶基因（PtFe-SOD和PtMn-SOD）、过氧化物酶基因（PtPOD）和过氧化氢酶基因（PtCAT1）的表达,因而维持了一个相对更低的活性氧水平（如过氧化氢）,有利于增强植株的抗旱性。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

干旱胁迫下拟南芥中H_2S与ABA信号关系研究

以野生型拟南芥(WT)、硫化氢(H_2S)合成酶缺失型突变体lcd、脱落酸(ABA)合成缺失型突变体aba1实生苗为材料,以0.3 mol·L^-1甘露醇模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对ABA含量、H_2S含量的影响,及其在拟南芥抵抗干旱胁迫中的作用及信号关系。结果显示:干旱胁迫显著提高LCD和ABA1基因相对表达以及H_2S含量,ABA含量;干旱胁迫显著抑制突变体lcd、aba1的种子萌发;干旱胁迫下,外施NaHS促进干旱胁迫下WT、lcd和aba1中內源H_2S的产生及上调LCD、ABA1基因相对表达,而外施ABA提高干旱胁迫下WT、aba1中H_2S含量及LCD、ABA1基因相对表达,但是对lcd中H_2S含量及LCD基因相对表达没有显著影响。研究结果表明,信号分子H_2S和ABA在拟南芥的干旱胁迫响应中发挥一定的作用,且H_2S位于ABA的下游参与调控拟南芥的信号过程。     

水分胁迫下山黧豆中ABA及ODAP的积累研究

用PEG、PEG+ABA、ABA分别处理15d龄的山黧豆幼苗,取其叶片为实验材料,测定内源ABA、ODAP、MDA和H₂O₂含量以及几种抗氧化酶活性,结果表明,与对照相比处理材料叶片中ABA和ODAP含量显著增加;外源ABA的加入降低了PEG胁迫引起的MDA和H₂O₂含量的增加,延缓了PEG胁迫引起的CAT活性的衰减,提高了GR活性.用外源ABA长时间处理山黧豆,发现叶片中ABA含量显著增加,随后出现ODAP的积累;ABA处理初期(0～3d)对叶片中活性氧代谢影响不大,随着ABA处理时间的延长(7～15d),可引起叶片中SOD、POD、CAT、GR活性的降低,MDA、H₂O₂含量的增加,表明ABA确实可促进ODAP的积累.     

干旱胁迫对不同土壤基质下核桃楸幼苗的生理特性的影响

为探究不同土壤基质条件下核桃楸幼苗对干旱胁迫生理特性的响应,以两年生核桃楸幼苗为研究对象,在腐殖土、壤土和砂壤土三种基质条件下进行控水试验,水分梯度分别设置为CK(正常供水,80%田间持水量)、T1(轻度胁迫,60%田间持水量)、T2(中度胁迫,40%田间持水量)和T3(重度胁迫,20%田间持水量),测定幼苗叶片叶绿素、丙二醛、脯氨酸、抗氧化酶和光合指标。结果表明,随着胁迫程度的加深,叶绿素含量和Chla/b均呈逐渐降低的趋势(P<0.05),在胁迫60d时,T3处理下的叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)分别比CK低65.41%和51.57%,3种基质中叶绿含量大小顺序为:腐殖土>壤土>砂壤土。随着胁迫程度的加深,叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)则呈逐渐升高的趋势(P<0.05),胁迫60d时,砂壤土中T3处理的Pro含量最高为83.37mg·g-1,比CK高86.32%。腐殖土中幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均随胁迫程度加深而升高,壤土中叶片SOD活性则呈先升高后降低的变化规律。3种土壤基质中核桃楸叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均随着胁迫程度的加深而降低,但不同基质中幼苗叶片的气孔限制和非气孔限制发生的时间不同,T3处理的叶片胞间CO2浓度(Ci)在腐殖土中是12:00时最低,而在壤土和砂壤土中则是10:00时最低。土壤全氮、全磷、渗透速率和蒸腾速率与叶绿素含量存在显著的正相关关系(P<0.05),土壤容重与叶绿素含量存在显著的负相关关系(P<0.05)。因此,土壤基质和干旱胁迫对核桃楸幼苗的生理生化和光合特性产生了显著的影响,重度胁迫对幼苗的叶绿素、渗透物质和酶体系产生了严重的损伤,同时降低了核桃楸幼苗的光合生产力。总体上,腐殖土中的幼苗有着较好的抗旱表现。     

自然干旱胁迫下长春花叶片和根部的激素和可溶性糖代谢变化

植物在离开生长环境较短时间内（1~6 h）会导致缓慢的表面水分散失,引起自然的干旱胁迫。本文以耐旱植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究其在离土干旱胁迫中的脱落酸（ABA）及可溶性糖含量变化。结果表明,长春花根部ABA含量在正常条件下低于叶片中的含量,干旱胁迫促进了ABA在根部的积累,6 h时增加至最高值。蔗糖酸性转化酶活性可能受到ABA的诱导在胁迫6 h时最高,比对照高出30%左右。长春花叶片中总可溶性糖含量在对照条件下非常稳定,但在干旱胁迫过程中,其随着时间的延长呈现线性增加的趋势（r²=0.964）,蔗糖和已糖含量在胁迫过程中也呈增加的趋势,可能发挥着渗透调控节功能。     

外源海藻糖增强高表达转玉米C4型PEPC水稻耐旱性的机制

为揭示海藻糖(Tre)调控转玉米(Zea mays) C4型PEPC基因水稻(Oryza sativa) (PC)的耐旱性机制,以PC及其野生型Kitaake (WT)为材料,通过水培试验,研究了Tre和12% (m/v)聚乙二醇(PEG)单独或联合处理对水稻生理生化特性的影响。结果表明,Tre处理可促进PC和WT水稻...     

多效唑浸种提高稻苗耐旱性

应用植物生长调节剂能显著提高作物的耐旱性,从而提高干旱条件下作物的产量(余叔文等 1978,王保民等 1980,Fletcher等 1984,1985)。多效唑(multieffects triazole;MET)是我国80年代生产的一种植物生长延缓剂,其化学名为(2RS,3RS)-1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)戊醇-3,它能显著延缓稻苗生长、促进分蘖、防止稻苗移栽后败苗(王熹等 1988a,b),提高     

异源过表达齿肋赤藓ScABI3基因改变拟南芥气孔表型并提高抗旱性

ABI3是ABA信号通路中关键的转录调控因子, 参与种子休眠、质体发育及苔藓耐干等重要生理过程, 在植物抗逆中发挥关键作用。以荒漠耐干苔藓——齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为材料, 克隆了抗逆基因ScABI3并获得3个独立的pCAMBIA1301-ScABI3转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)纯合株系。结果表明, 转基因拟南芥叶片气孔孔径增大, 单位面积气孔数量减少, 植株水分利用效率提高; 在干旱处理14天后转基因拟南芥植株存活率显著高于野生型, 离体叶片失水率显著低于野生型。进一步研究发现, ScABI3转基因拟南芥通过提高自身活性氧(ROS)清除能力增强植株抗旱性。研究结果可为开发利用荒漠植物基因资源培育抗逆作物品种奠定基础。     

大青杨对不同干旱胁迫强度的形态和生理响应

为了研究大青杨对干旱环境的耐受性,通过聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,对不同胁迫强度下大青杨的生长状态、生物量分配、生理生化应答特征进行测定分析。结果显示,随着干旱胁迫时间的延长和强度的增加,大青杨幼苗的苗高、地径生长量和生物量积累明显减少,轻度、中度、重度胁迫下苗高生长量分别下降了17.71%、20.29%、45.96%,地径生长量下降了4.78%、13.62%、17.29%,根冠比上升了11.93%、32.61%、64.10%。叶片相对含水量呈下降趋势,相对电导率呈上升趋势,轻度、中度、重度胁迫下相对含水量分别比对照低23.60%、38.56%和66.78%,相对电导率比对照高106.97%、161.84%、241.75%,说明干旱胁迫对叶片造成了明显的损伤。脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均呈现先上升再下降的趋势,且轻度胁迫比中度、重度胁迫变化幅度小。在胁迫前期和中期均高于对照,说明大青杨幼苗有一定的抗旱能力。在胁迫末期有低于对照的趋势,此时幼苗细胞、组织受到了不可逆转的伤害。大青杨叶片的净光合速率明显呈现双峰模式,受胁迫幼苗显著低于对照且到达峰值的时间不同。胁迫后幼苗的第一个峰值出现的时间比对照提前2h。大青杨能够忍耐短时轻度的干旱胁迫环境,中度和重度干旱胁迫对大青杨幼苗期的生长和生理过程有显著影响。