外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢的影响

以小桐子幼苗为材料,设置盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)和外源水杨酸处理(0~2.0mmol·L-1 SA)水培试验,通过检测幼苗叶片脯氨酸含量、脯氨酸代谢关键酶活性及相关代谢酶基因的表达水平,研究了外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢机理的影响。结果显示:(1)外源0.9mmol·L-1 SA处理可显著提高盐胁迫下小桐子幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,以及上调JcP5CS和JcOAT基因的表达水平。(2)SA也显著抑制了脯氨酸降解酶ProDH的活性及JcProDH基因的表达水平。(3)SA处理还显著提高了盐胁迫下小桐子幼苗的组织活力,降低了叶片电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量。研究发现,外源SA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,以及抑制脯氨酸的降解途径来促进盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累;外源SA处理也可提高小桐子幼苗的耐盐性,且这种提高可能与SA诱导脯氨酸的积累密切相关。     

外源茉莉酸甲酯对盐胁迫下玉米幼苗AsA-GSH循环的影响

探究了盐胁迫下外源茉莉酸甲酯(MeJA)对玉米幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响.结果 显示,75 μmol/L MeJA处理提高了盐胁迫下玉米幼苗还原型抗坏血酸(AsA)含量和还原型谷胱甘肽(GSH)含量.MeJA对AsA-GSH循环中的关键酶,包括抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(D...     

外源ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响

本文以小桐子为材料,研究了外源脱落酸（ABA）对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累的影响。结果表明,低温胁迫（5℃）可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调脯氨酸合成关键酶Δ¹-吡咯琳-5-羧酸合成酶（P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）的活性,上调P5CS基因（JcP5CS）的表达,及抑制脯氨酸降解酶脯氨酸脱氢酶（Pro DH）的活性。用外源ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,发现150μmol·L^-1的ABA可显著提高其低温胁迫下的脯氨酸含量,上调P5CS的活性和JcP5CS的表达水平,及抑制ProDH的活性。表明外源ABA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和抑制脯氨酸的降解途径来促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累。     

渗透胁迫下外源茉莉酸甲酯对油菜种子生理特性的影响

采用PEG模拟水分胁迫的方法,研究在5%PEG-6000胁迫下,不同浓度(0.025、0.05、0.1 mmol·L-1)茉莉酸甲酯(MeJA)对油菜种子萌发、幼苗生长、叶片氧化损伤和保护酶活性等生理生化特性的影响.结果显示:0.1mmol·L-1MeJA处理能显著缓解5%PEG-6000的胁迫伤害,使油菜种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别显著提高62.3%、11.2%、55.2%、126.3%,主根长度降低45.0%,不定根数提高59.4%,但对株高无显著影响;同时叶片MDA含量降低20.6%,SOD、CAT、POD和APX活性分别提高100.0%、109.1%、452.6%和134.8%.研究表明,MeJA在一定程度上能够缓解渗透胁迫的抑制作用,提高SOD等保护酶的活性,缓解渗透胁迫造成的氧化损伤,有效促进渗透胁迫下油菜种子的萌发和幼苗生长.     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗硝酸还原的影响

采用营养液水培方法,以＂雪美＂品种甜瓜（Cucumis melo L.）为材料,研究了外源脯氨酸（Proline）对盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系硝酸还原的影响。结果表明：（1）盐胁迫提高了甜瓜幼苗叶片和根系内铵态氮（NH4＋-N）和可溶性蛋白含量;降低了硝态氮（NO-3-N）含量和硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）活性。（2）外源施用脯氨酸明显地提高了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NO-3-N和可溶性蛋白含量;降低了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NH＋4-N含量;增强了盐胁迫下甜瓜幼苗体内NR活性。研究结果表明,外源脯氨酸可以通过调节甜瓜幼苗体内硝酸还原酶活性和氮化合物含量来缓解盐胁迫对甜瓜幼苗植株的伤害。     

盐胁迫对西瓜幼苗活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养法,以耐盐性较强的'秀雅'和耐盐性较弱的'秀丽'西瓜品种为材料,研究了不同浓度NaCl胁迫对两品种西瓜幼苗活性氧代谢和渗调物质含量的影响.结果显示:NaCl胁迫抑制了西瓜幼苗的生长,耐盐性较强的'秀雅'受抑制程度明显小于耐盐性较弱的'秀丽';随NaCl浓度提高,叶片O(-)/(·)2产生速率、MDA含量和质膜相对透性显著增加,'秀丽'的增加幅度明显大于'秀雅';POD活性在低浓度NaCl下降低而高浓度下升高,CAT和APX活性及抗坏血酸含量随NaCl浓度提高而显著增加,SOD活性随NaCl浓度变化的规律两品种有所不同;脯氨酸、可溶性糖含量随NaCl浓度提高而显著增加,可溶性蛋白含量在较低浓度NaCl下增加而高浓度下降低;除可溶性蛋白外,50 mmol·L-1以上NaCl胁迫下'秀雅'抗氧化酶活性、抗坏血酸和渗调物质含量均明显高于'秀丽'.研究表明:NaCl胁迫严重抑制了西瓜幼苗的生长,破坏了幼苗细胞膜结构,影响了活性氧和渗调物质的正常代谢,耐盐性较强的'秀雅'受抑制程度和脂质过氧化程度较低,与其抗氧化酶活性和渗调物质含量较高密切相关.     

茉莉酸甲酯对花生幼苗生长和抗旱性的影响

经过茉莉酸甲酯处理的花生幼苗,在形态、解剖和生理上都发生变化,其中以１２５ｍｇ／Ｌ处理最显著。处理后的植株幼苗矮化,叶小而厚,叶片贮水细胞大、蒸腾减弱、内源脱落酸和脯氨酸含量增多、过氧化物酶活性加大。由于水分的丧失减少,叶片水分的贮存增加,从而提高幼苗的抗旱性。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响

为探明外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响,以甜瓜品种‘雪美’为材料采用营养液栽培,对盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)、盐胁迫下添加外源脯氨酸(100mmol·L-1 NaCl+0.2mmol·L-1 Proline)以及对照3种处理后甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性进行测定,并对OAT和ProDH基因进行克隆及半定量表达分析。结果显示:与对照相比较,盐胁迫条件下甜瓜幼苗叶片内Pro含量显著增加,P5CS活性增幅大于OAT活性,OAT基因表达量大部分时段内没有增加,ProDH活性下降,ProDH基因表达量减少;盐胁迫下添加外源脯氨酸进一步使幼苗叶片内Pro含量增加、OAT、ProDH活性提高、P5CS活性降低,并且使OAT基因表达量迅速增加、ProDH基因表达量先增加后回落。研究表明,盐胁迫条件下,甜瓜幼苗体内脯氨酸积累主要是通过增强脯氨酸的谷氨酸合成途径和抑制脯氨酸降解来实现;适量外源脯氨酸可以增强盐胁迫幼苗脯氨酸的鸟氨酸合成途径,但对谷氨酸合成途径有一定的抑制作用;通过调节合成和降解2种代谢途径进一步提高了脯氨酸含量,从而增强甜瓜幼苗耐盐胁迫能力。     

外源茉莉酸甲酯对非生物胁迫下蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光和抗氧化指标的影响

通过盆栽试验,研究了外源茉莉酸甲酯（MeJA）处理对低温、干旱和极端高温胁迫下蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光参数和抗氧化指标的影响。结果表明,较高浓度的MeJA（150和200μmol·L-1）提高了非生物胁迫下蝴蝶兰幼苗叶片最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（ΦPSII）,降低了叶片相对电导率,还使得超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性升高,丙二醛（MDA）含量降低。表明MeJA作为一种生物调节剂,一定浓度的处理对蝴蝶兰幼苗抗逆性的提高具有明显效果。     

茉莉酸甲酯对水稻幼苗光呼吸代谢的影响

经2．5×10-4mol／L茉莉酸甲酯（MJ）处理后的水稻幼苗,在处理后第2天即表现出RuBP加氧酶活性的明显升高,至处理后第4天,叶片中乙醇酸氧化酶的活性也升高,同时叶片中的乙醇酸累积量也明显高于对照。经α-HPMS预处理后的幼苗叶片材料中,这种乙醇酸累积量升高的程度更大,表明2．5×10-4mol／LMJ处理能促进水稻幼苗光呼吸的增强,但2．5×10-7mol／LMJ处理对叶片中乙醇酸的累积和光呼吸过程中的有关酶系没有影响。     

Cd~(2+)胁迫对小桐子幼苗叶片抗氧化系统的影响

以小桐子幼苗为材料,设置不同浓度CdCl_2处理,测定Cd~(2+)胁迫对小桐子幼苗叶片中可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量,以及5种抗氧化酶活性和2种抗氧化剂含量的变化,探讨镉胁迫对小桐子幼苗抗氧化系统的影响。结果表明:(1)Cd~(2+)胁迫导致小桐子幼苗叶片中可溶性蛋白含量降低、MDA含量增加;(2)随着镉胁迫时间的延长,幼苗叶片中愈创木酚过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸专一性过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性表现出先升高然后降低的变化趋势;(3)幼苗叶片中还原型抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量随着胁迫时间延长而降低,但其中氧化型抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量则升高。研究表明,镉胁迫初期能诱导小桐子幼苗抗氧化系统活性显著增强,提高其抗氧化能力,但随着胁迫时间的延长,致使其抗氧化酶的活性和抗氧物质含量下降,植株遭受明显氧化胁迫,幼苗生长受到镉的严重毒害。     

外源NO对2+胁迫下小桐子幼苗抗氧化能力的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对铜(Cu2+)胁迫的缓解效应,该试验以小桐子幼苗为材料,先通过小桐子幼苗根茎生长指标的变化筛选出后续实验适宜的SNP(0.2mmol/L)和Cu2+浓度(90mmol/L),再进一步考察SNP预处理对Cu2+胁迫下幼苗脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量及抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)Cu2+处理能诱导小桐子幼苗叶片中Pro和MDA含量显著升高,且过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)及抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性增强。(2)用SNP预处理能显著提高Cu2+胁迫下幼苗叶片Pro的含量,进一步增强叶片中CAT、SOD、POD和APX活性,降低MDA的含量。研究表明,0.2mmol/L的SNP能够通过提高小桐子幼苗的抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量来增强其抗氧化胁迫能力,从而显著缓解Cu2+胁迫对幼苗造成的氧化伤害,维持其正常生长发育。     

小桐子JcCIPK2基因的克隆与表达分析

钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶(CBL-interacting protein kinase, CIPK)是一类植物中特有的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,参与多种生物和非生物胁迫响应过程。该实验通过RT-PCR克隆了小桐子(Jatropha curcas L.)JcCIPK2基因cDNA全长序列,采用荧光定量qRT-PCR分析JcCIPK2基因在不同组织及不同处理(12℃和1℃低温、42℃高温、30%PEG、250 mmol/L NaCl、150μmol/L ABA)下的表达模式。结果显示:(1)小桐子JcCIPK2基因开放阅读框全长1 398 bp,编码465个氨基酸,相对分子量为52.95 kD,等电点为8.89。(2)蛋白质结构分析表明,JcCIPK2的N端含有位于第11～265个氨基酸之间的丝氨酸/苏氨酸激酶_蔗糖非发酵-1型相关蛋白激酶3催化域STKc_SnRK3,在激酶结构域内还具有激活环(Activation Loop);C端含有位于第316～430个氨基酸之间的CIPK蛋白激酶调控域CIPK_C,其调控域中含有CIPK家族典型的能与CBL特异性结合的NAF结构域,位于第314～369个氨基酸之间。(3)系统进化分析显示,小桐子JcCIPK2蛋白与同属于大戟科的木薯(Manihot esculenta Crantz.)同源关系最近,序列一致性达87%。(4)qRT-PCR分析表明,JcCIPK2基因在小桐子根、茎、叶中均有表达,经12℃和1℃低温处理后,叶片中JcCIPK2基因的表达都呈现先上调后下调表达的趋势,且都在低温处理24 h的表达量最高,与对照相比分别上调了6.0倍和16.72倍;小桐子JcCIPK2基因在42℃高温、30%PEG、150μmol/L ABA、250 mmol/L NaCl处理下也受到不同程度的诱导表达。研究推测,JcCIPK2基因在小桐子对逆境的响应与适应中起重要作用。     

小桐子糖原合成激酶基因JcGSK的克隆与表达分析

以小桐子(Jatropha curcas L.)cDNA为模版,克隆了JcGSK基因的CDS序列。序列分析表明,JcGSK基因包含1 230bp完全阅读框(ORF),编码409个氨基酸。预测其编码蛋白质的相对分子量为46.33kD,理论等电点为8.58。Blast搜索结果及进化分析结果表明,JcGSK蛋白与巴西橡胶树GSK蛋白的氨基酸序列一致性最高(94%)且亲缘关系最近;JcGSK基因编码的蛋白具有一个蛋白激酶特有的结构域。组织表达结果显示,JcGSK基因在小桐子根、茎、叶、花、果皮和种子中都有表达,且在根中表达量最高。小桐子幼苗在NaCl、ABA、PEG、低温和机械损伤处理后JcGSK基因表达量有不同程度的上调,推测其参与小桐子非生物胁迫响应和信号传导过程。JcGSK基因在种子中也有较高表达,在种子发育过程中表达量的变化与种子生长发育趋势基本一致,推测JcGSK基因也参与调控小桐子种子的生长发育。     

不同非生物胁迫对麻疯树幼苗光合速率等生理指标的影响

对麻疯树(Jatropha curcas L.)幼苗在不同非生物胁迫下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)等生理指标的变化进行了研究。结果表明,在缺磷处理中,麻疯树叶片Pn保持在对照的90%左右,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)在处理2 d后显著增加,Gs上升20%～40%,Ci升高4%～16%,Tr变化不大;处理17 d时,麻疯树的P含量下降55%～85%,而干重只下降3%。缺氮处理9 d时麻疯树叶片的Pn下降到最低,之后维持在对照的64%左右,Gs在处理2～7 d显著高出对照15%～57%,处理9～16 d恢复到对照水平,Ci从第2天开始上升,高出对照4%～24%,Tr变化不大;处理17 d时组织中N含量显著下降47%～78%,植株干重下降23%。盐胁迫处理5 d后,麻疯树叶片Pn降低到对照的54%,之后维持在对照的48%左右,Gs、Ci和Tr与Pn的变化一致,均呈下降趋势;处理17 d,叶柄和茎中P含量增加37%～54%,组织中K+/Na+下降87%～96%,植株干重下降18%。干旱胁迫处理6 d,叶片Pn快速下降至29%,Gs、Ci和Tr与Pn整体变化趋势一致;处理第7天,叶片细胞膜透性增加67%,停止浇水17 d后植株干重下降55%,同时叶片卷曲下垂,老叶脱落。麻疯树植株Pn在缺磷胁迫过程中最早达到相对稳定状态,其次为盐胁迫和缺氮胁迫。这说明麻疯树植株对缺磷环境具有良好的适应性,而对缺氮环境适应性相对较差;耐盐类型可能属于逃避盐害中的聚盐植物,适应干旱环境的机制属于御旱性类型。     

披针叶黄华试管苗适应盐胁迫的渗透调节机制

以披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)试管苗为材料,通过组培方法研究其在0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%NaCl和Na2SO4胁迫30d后的生长、有机渗透调节物质和无机渗透调节物质(Na+、K+和Ca2+)含量的变化,以探讨其耐盐性机制。结果显示:(1)随NaCl和Na2SO4胁迫浓度的增加,披针叶黄华试管苗叶片脯氨酸和可溶性糖含量均显著持续增加,且NaCl胁迫下脯氨酸上升的幅度均大于相同浓度Na2SO4胁迫下的增幅,而可溶性糖上升的幅度却小于相同浓度Na2SO4胁迫下的幅度;可溶性蛋白含量随NaCl浓度的增大呈先升高后降低的趋势,但随Na2SO4浓度的增加呈持续上升的趋势。(2)随NaCl和Na2SO4浓度的增加,披针叶黄华试管苗Na+含量呈增加趋势且各处理均显著高于对照,Ca2+含量和叶片K+含量却呈逐渐减少趋势且各处理均显著低于对照,而根系K+含量呈先降后升的趋势;Na2SO4胁迫下披针叶黄华试管苗叶片Na+含量上升幅度以及K+和Ca2+含量下降幅度均明显低于相同浓度NaCl胁迫组;而Na+/K+和Na+/Ca2+比值随NaCl和Na2SO4浓度增加而升高;NaCl胁迫下,叶片Na+/K+和Na+/Ca2+高于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值,而根系Na+/K+和Na+/Ca2+却低于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值。研究表明,盐胁迫下,披针叶黄华试管苗通过抑制叶片中Na+积累并增加可溶性糖和可溶性蛋白含量,在根系中维持较高K+和Ca2+含量以及较低水平Na+/K+和Na+/Ca2+比,以降低披针叶黄华细胞渗透势来适应盐渍环境;披针叶黄华对NaCl胁迫的调节能力弱于Na2SO4。     

小桐子JcACBP基因克隆和序列分析

以小桐子(Jatropha curcas)cDNA为模板,克隆了酰基辅酶A结合蛋白(Acyl-CoA-binding Protein)基因(JcACBP)的CDS序列,对其序列进行了生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR方法,研究了JcACBP基因在小桐子不同器官和果实生长发育阶段的表达模式。结果显示:JcACBP基因完全阅读框(coding sequence,CDS)全长279bp,编码92个氨基酸。预测其编码蛋白质的分子量为10.30kD,具有ACBP家族典型的结构域。JcACBP基因推测氨基酸与油桐(Vernicia fordii,AFZ62125)的亲缘关系最近(96%)。JcACBP基因在小桐子根、茎、叶、花、发育中的胚及果实等组织中都有表达,其中在花后40d的种子中表达最高,其次是果皮,而在根中表达较少;在果实发育过程中的表达与果实油脂积累的变化趋势基本一致。     

外源5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下黑果枸杞幼苗生理及生长的影响

5-氨基乙酰丙酸(ALA)是植物血红素、叶绿素等四吡咯化合物的关键生物合成前体,对植物适应非生物胁迫至关重要。为验证外源ALA对黑果枸杞幼苗生理生长的影响,该研究用300 mmol·L^-1 NaCl和不同浓度(0、5、10、15、20、25 mg·L^-1)的ALA共同处理黑果枸杞幼苗,并测定其相关的生理指标和生长指标,综合评价各处理幼苗的耐盐性。结果表明：(1)NaCl胁迫使黑果枸杞幼苗总生物量和叶片总叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖含量以及过氧化物酶(POD)活性较CK分别显著降低了33.39%、19.06%、24.38%、39.57%和47.91%(P<0.05),使黑果枸杞幼苗脯氨酸和丙二醛的含量较CK分别显著增加了165.74%和49.16%。(2)当外源ALA和NaCl同时处理时,黑果枸杞幼苗叶片类胡萝卜素和丙二醛含量、POD和过氧化氢酶(CAT)活性以及株高、总生物量均恢复至对照水平,叶片总叶绿素和脯氨酸含量以及SOD活性较CK显著增加。(3)黑果枸杞幼苗叶片叶绿素和脯氨酸含量以及抗氧化酶活性、生物量等指标随ALA浓度增加均呈先...