不同高温胁迫对白桦幼苗几个生理生化指标和电阻抗图谱参数的影响

以白桦1年生实生苗为试材,分别用37℃与42℃高温处理2、4、8、12、24 h,以常温处理(白天25℃、12 h/夜间15℃、12 h)苗木为对照,对其叶片叶绿素含量、根系活力、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、超氧阴离子(O·-2)含量、丙二醛(MDA)含量、蛋白质含量和电阻抗进行测定,研究其抗热性.结果表明:37℃处理的叶片中叶绿素含量低于对照,SOD活性和MDA含量高于对照;42℃处理的叶片中叶绿素含量、根系活力、可溶性蛋白含量、MDA含量和弛豫时间τ低于对照,SOD含量和胞外电阻(re)高于对照;并且42℃处理的叶片中叶绿素、可溶性糖、SOD活性高于37℃处理,而可溶性蛋白、(O·-2)、MDA含量和根系活力较37℃处理低.37℃下,胞内电阻(ri)与MDA含量呈显著正相关(r=0.68),β系数与可溶性糖含量呈显著负相关(r=-0.75),胞内电阻(ri)与可溶性蛋白含量呈显著正相关(r=0.75);42℃下,胞外电阻(re)与可溶性糖含量成显著正相关(r=0.91),胞内电阻(ri)与SOD活性成显著负相关(r=-0.51).37℃与42℃处理下的电阻抗图谱参数差异显著,胞外电阻(re)、胞内电阻(ri)、弛豫时间τ和β系数变化规律不一致.研究发现,42℃是高温胁迫下诱导白桦幼苗抗热性的更理想条件;用电阻抗图谱法研究白桦幼苗的抗热性是可行的.     

盐胁迫下盐桦生理响应的变化分析

对组织培养获得的盐桦（Belula halophila）苗在盐胁迫下的生理指标和解剖结构进行了分析,结果显示,随着盐浓度的增加,植物叶片相对含水量逐渐降低;脯氨酸（Pro）含量逐渐增加;叶片丙二醛（MDA）含量和过氧化氢酶（CAT）活性大小存在相关性,在50～200mmol／L盐胁迫下,植物的CAT活性是递增的,200mmol／LNaCl处理时达到最高,同时叶片MDA含量在50～200mmol／L盐处理时变化不明显;CAT活性在300mmol／LNaCl处理时突然降低,此时叶片MDA含量大;植物叶片和根的离子含量测定表明,在盐胁迫下K^＋／Na^＋比值逐渐降低,叶片中K^＋含量始终高于Na^＋含量;石蜡切片和扫描电镜发现盐桦茎、叶中有晶体状物质存在,通过X-ray分析表明这种晶体含有C,O,Ca元素,相关的细胞成分化学实验进一步确定其结晶体的成分。     

NaCl胁迫对盐桦幼苗生理特性的影响

利用不同NaCl浓度的土壤处理1年生盐桦幼苗,在不同时间分别测定叶片气体交换参数、叶绿素含量及主要渗透物质含量,以探讨盐桦的耐盐机理.结果显示:(1)随着NaCl浓度的增加,净光合速率(P_n)呈下降趋势,当NaCl浓度小于1.6%时,P_n下降以非气孔因素为主,当NaCl浓度大于1.6%时,P_n下降以气孔因素为主;叶片中叶绿素(Chl)含量呈现在1%时有所增加尔后下降的趋势,Chl a/b值则直接降低;相对电导率(Rc)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(Ss)含量均在1.0%～1.8% NaCl呈上升趋势,而在1.8%～2.2% NaCl呈下降趋势;(2)不同盐胁迫时间对气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、Rc、Ss影响显著,对于P_n、Chl、Pro、MDA影响不显著;(3)盐桦幼苗在1.8% NaCl时能够正常生长,而在2.2% NaCl时全部死亡.     

白桦BpNAC012基因调控白桦木质部发育表达谱分析

NAC转录因子成员被认为是调控植物次生壁合成的开关。前期研究结果显示BpNAC012基因的表达能够调控白桦次生细胞壁的合成。为研究BpNAC012调控的下游靶基因,本研究分别以该基因的过表达,抑制表达株系茎为材料构建转录组,以野生型为对照分析差异表达基因。结果显示:与对照相比,过表达株系OE中上调的基因有627条,下调的基因有229条,抑制表达株系中上调的基因有299条,下调表达的基因有207条。过表达BpNAC012相对于抑制表达能够调控更多的基因表达变化。而抑制表达BpNAC012更多的是影响蛋白修饰和转运类基因的表达变化。在差异表达基因中,涉及受体信号通路,营养代谢,氨基酸合成,及苯丙烷生物合成相关代谢通路基因比较富集。BpNAC012能够调控纤维素、木质素合成及木质部发育相关基因的表达变化,同时能够调控多种转录因子的表达变化。该研究为深入分析BpNAC012在白桦次生细胞壁合成的分子调控机制奠定基础。     

过量表达大叶补血草LgNHX1基因对拟南芥耐盐性的影响

利用植物表达载体pCAMBIA1301和农杆菌GV3101将LgNHX1(全长1 656 bp)基因在拟南芥中过量表达.在含30 mg/L潮霉素的培养基上筛选获得LgNHX1的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析.结果显示,经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株(对照)没有出现扩增条带,而转基因株系有相应的扩增条带,表明LgNHX1的确已经整合到拟南芥的基因组中,并已正常转录.在不同盐浓度处理下,转基因株系生长情况好于野生型对照;转基因植株地上部分和根的干重、鲜重相对高于野生型对照,但差异没有达到显著水平;当盐浓度达到150-200 mmol/L时,两个特基因株系的Na+含量显著高于野生型,K+含量极显著高于野生型.以上结果表明,过量表达LgNHX1基因可能增强了拟南芥将Na+区隔化至液泡的能力,提高了转基因拟南芥的耐盐能力.     

不同盐胁迫对外来植物黄顶菊生理特征的影响

以外来植物黄顶菊幼苗为材料,通过室内盆栽实验比较不同盐度中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2CO3)胁迫对其生长和生理指标的影响。结果表明:(1)两种盐胁迫均能不同程度引起黄顶菊叶片细胞膜的完整性损伤和叶片电解质外渗率升高,且Na2CO3的伤害更严重;黄顶菊植株叶内丙二醛含量在各盐度NaCl胁迫处理下无显著变化,而在Na2CO3处理下却显著升高,且150 mmol/L Na2CO3处理叶内达到最高值(2.284×10-2μmol.g-1FW)。(2)黄顶菊的生长在低盐度的NaCl(50 mmol/L)处理下受到一定的促进,而相同盐度的Na2CO3下却受到明显抑制;经NaCl处理的黄顶菊地上部分和地下部分日相对生长率均大于相同盐度的Na2CO3处理。(3)黄顶菊叶内可溶性糖和游离脯氨酸含量在NaCl胁迫处理中变化不显著,而它们在Na2CO3处理植株中却变化显著,两者在200mmol/L Na2CO3处理植株叶内分别达到177.3μmol.g-1FW和4.21 mg.g-1DW;NaCl处理的黄顶菊地上部分含水量明显高于相同盐度下的Na2CO3处理,而两种盐对黄顶菊地下部分相对含水量的影响不显著。研究发现,黄顶菊对于中性盐渍土具有较强的耐性和抗性,而在碱性盐渍土上的侵入和发展均受到一定的抑制。     

白桦肌动蛋白(Actin)基因全长cDNA克隆与序列分析

以白桦(Betula platyphylla Suk.)次生木质部为材料,用改良CTAB方法提取总RNA。根据植物肌动蛋白(Actin)基因编码区的保守序列设计引物后进行RT-PCR,并采用RACE技术扩增出Actin基因全长序列。该基因cDNA全长1 785 bp,序列分析表明,该基因编码区1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区157 bp,3′非编码区495 bp。所得序列与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性均在80%以上,氨基酸序列的相似性高达96%以上。此基因已在GenBank注册（EU588981）。根据高等植物肌动蛋白相似性构建了进化树,表明白桦肌动蛋白与蓖麻肌动蛋白之间的亲缘关系最为密切,在进化中分化时间最为接近。     

白桦开花位点Flowering Locus T（FT）基因的分离及其表达

FT及其同源基因在促进植物成花和发育阶段转变过程中起重要作用。应用RT-PCR和RACE技术分离了白桦FT基因的cDNA,全长为928 bp,其开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸。预测的蛋白质分子量为19.6 kDa,理论等电点为7.73。该预测蛋白序列含有保守的PEBP蛋白结构域,命名为BplFT,并在GenBank注册,登录号为JQ409561。该基因序列同其它16种植物的相似性为74%～93%,其中与无花果（Ficus carica）的相似度最高为93%,与拟南芥（Arabidopsis thaliana）的相似度最低为74%,并构建了该基因序列的进化树。通过qRT-PCR的方法检测BplFT基因在白桦不同时期不同组织中的转录表达,在营养器官的表达高于花器官,成熟组织要高于幼嫩的组织,在成熟茎中的表达量最高,推测BplFT基因在成熟的营养器官发育中起重要作用,并可能参与调控次生细胞壁的形成。另外,选择了白桦雄花序突变体进行该基因的转录表达分析,该基因在突变体雌花序、雄花序、幼叶及幼茎中均为上调表达,预示着BplFT基因不仅仅参与营养组织发育,在花器官发育中也具有一定的作用。     

Physiological Characteristics and Alternative Respiratory Pathway under Salt Stress in Two Wheat Cultivars Differing in Salt Tolerance

Changes in respiratory pathway, dry weight, contents of proline, ATP, Na⁺and K⁺were investigated under five salinity treatments in the leaves of plants of spring wheat (Triticum aestivumL.). Two cultivars differing in salt resistance, namely, 89122 (salt-tolerant) and Longchun13 (salt-sensitive), were used. The decrease in dry weight and K⁺content was observed with the increasing NaCl concentrations, but more in cv. 89122 plants than in Longchun13 plants. Contents of proline and Na⁺in both cvs increased greatly, but the former increased more in 89122 while the latter more in Longchun13 plants. In all salinity treatments tested, a salt-induced increase in the activity of the alternative pathway was found, although cytochrome pathway (CP) still remained the main electron transport pathway. ATP production changed in parallel with CP operation. Cv. 89122 plants could produce more ATP than cv. Longchun13 plants exposed to each salinity treatment and their ATP generation could even be stimulated in contrast to its rapidly decline in Longchun13 plants with increased salinity stress. The possible relationship between respiration metabolism and above mentioned physiological changes is discussed.     

盐胁迫下藜的形态结构与生理响应

本文采用石蜡切片、扫描电镜和体视显微镜对藜进行了形态结构观察和多种生理指标检测,研究在盐胁迫下藜的结构和生理变化。结果表明：在花期,藜的株高和茎粗显著降低,叶未产生明显肉质化。高盐（300mmol·L^-1）胁迫下,叶维管束的导管数量及形成层层数增加,茎的维管束密度增加,根木质化程度增强,大导管密度显著降低。叶下表面的盐囊泡较上表面多,叶和茎细胞中均含有簇状结晶。随着盐浓度的升高,叶片中含水量降低,相对电导率升高,丙二醛（MDA）含量无显著变化,叶绿素含量在苗后期先升高后降低,在花期,其含量随盐浓度升高而降低。300mmol·L^-1盐胁迫下,苗后期的可溶性糖、脯氨酸7L-N-菜碱含量显著增J／w;至花期,脯氨酸及甜菜碱含量显著高于对照。以上结果初步显示,高浓度盐胁迫对花期的藜形态结构及部分生理指标均比苗期产生显著影响,但300mmol·L^-1盐胁迫下藜仍能完成其生活史。     

航天诱变白桦生长性状分析

对15年生白桦航天搭载家系(HT-1、HT-2、HT-3、HT-4)及地面对照(CK-1、CK-2、CK-3、CK-4)的生长性状进行分析,并利用2年生、5年生及15年生的生长性状拟合生长曲线。结果表明:15年生HT-1和HT-4的树高分别与地面对照家系间差异达到了极显著水平和显著水平。其中,HT-1树高高于地面对照,而HT-4树高则低于地面对照。其余2个航天搭载家系的树高也高于对照家系,但未达到显著水平。随树龄的增长,航天搭载家系与地面对照的部分性状由差异显著变为差异不显著,但整体差异趋势依旧与苗期保持一致。航天搭载白桦家系及地面对照重复力除98-3家系外都属于高重复力水准(>0.5),HT-1树高性状的突变增益最高,为7.31%。以-x+S为标准在HT-1内选择了4株优良单株,最优单株树高比地面对照家系提高了35.29%。通过拟合树高生长曲线预测了树高生长的趋势。     

转油菜素内酯合成基因DET2烟草对NaCI胁迫的反应

通过农杆菌介导法,将含有油菜素内酯合成基因DET2的植物表达栽体pCAMBIA2301-DET2转入烟草,获得转基因烟草植株.用T1代转基因阳性株进行耐NaCl试验,结果显示,NaCl胁迫下转基因烟草、非转基因对照烟草的出苗率、幼苗鲜重、株高及根长均随NaCl浓度增加而下降.但在相同NaCl浓度下,转基因植株鲜重、株高及根长均明显高于非转基因对照烟草,并且转基因植株的丙二醛( MDA)含量低于非转基因植株,诱导蛋白基因P5CS表达高峰出现时间晚于非转基因植株.说明DET2的表达提高了烟草的耐NaCl能力.     

白桦愈伤组织化学诱变

用不同浓度的甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）对白桦（Betula platyphalla Sak.）愈伤组织进行化学诱变处理。结果表明：EMS诱变剂的浓度和处理时间对愈伤组织的存活率有很大影响。在高浓度EMS短时间处理和低浓度EMS长时间处理条件下得到叶柄、叶片愈伤组织的半致死剂量。通过观察半致死剂量下愈伤组织的染色体发现,诱变后细胞中单倍体、非整倍体及多倍体比例均高于对照,这说明EMS的诱变处理引起了愈伤组织细胞中染色体数量的变化。     

OsPHGPx基因的过量表达增强水稻抗氧化能力

植物在生物或非生物胁迫下会通过表达磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)来抵御胁迫引起的氧化损伤,但是PHGPx在植物体内抗氧化途径中所扮演的生理角色目前尚不完全清楚。利用农杆菌遗传转化技术,构建了过表达Os PHGPx基因的转基因水稻,并对转基因水稻进行了PCR、实时定量PCR以及Western blot等检测分析,结果表明Os PHGPx基因已成功转入水稻并正常表达。与野生型水稻相比,这些过量表达Os PHGPx的转基因水稻抵御百草枯氧化伤害的能力提高。     

NaCl处理下黄花补血草幼苗生理特性的变化

以荒漠盐生植物黄花补血草(Limonium aureum(Linn.) Hill)为材料,研究不同浓度NaCl处理下渗透调节物含量、活性氧产生和抗氧化酶活性的变化。结果显示：NaCl处理诱导黄花补血草幼苗脯氨酸、可溶性糖和H2O2含量升高及超氧阴离子（O₂^-·）产生速率增大,可溶性蛋白含量在25和50 mmol·L^-1 NaCl处理时低于对照,而100和150 mmol·L^-1 NaCl处理时显著增加;不同浓度NaCl处理下,黄花补血草超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高,过氧化物酶活性与对照比呈现先增加后减小的变化,而过氧化氢酶活性表现为先降低后升高的变化趋势,但均低于对照。结果表明,黄花补血草在盐胁迫下通过积累渗透调节物和提高SOD、APX活性,使其具有较强的渗透调节能力和抗氧化能力,从而增强对盐环境的适应性。     

白桦花芽蛋白质双向电泳技术的建立

目的:初步建立白桦花芽蛋白质组研究的双向电泳(2-DE)技术,以提高其分辨率及重复性。方法:以白桦花芽为实验材料,对关键环节如样品处理、上样量和染色方法等进行一系列优化。结果:蛋白上样量为50～60μg、银染剂中采用0.16%的AgNO3染色12min,即可获得蛋白点的形态规则、稳定性高、重复性好的2-DE图谱。结论:建立了适合多糖、醌类等次生代谢物质含量较多的白桦花芽蛋白提取方法,为开展白桦发育生物学研究奠定了基础。     

NO缓解玉米幼苗盐胁迫伤害的生理机制

以玉米幼苗为材料,通过NO的供体硝普纳(SNP)的合成抑制剂L-NAME和NaN3、清除剂cPTIO组合处理,分析外源NO和IAA对盐胁迫下玉米幼苗生长,以及NO对盐胁迫下玉米幼苗叶片和根尖IAA含量、IOD和POD活性的影响,以探讨NO与IAA在提高植物抗盐性中的关系.结果表明,盐胁迫下,SNP和IAA均能显著促进玉米幼苗株高、主根长和侧根数的增加;SNP能显著提高玉米幼苗叶片和根尖IAA含量,降低IOD和POD活性;L-NAME和NaN3及cPTIO均能有效减弱SNP诱导的IAA含量的增加.由此可见,在盐胁迫条件下,NO信号可能位于IAA信号的上游,它通过促进玉米幼苗內源IAA的积累缓解盐胁迫对其生长的抑制.     

Growth,Physiological and Biochemical Traits of Sage under the Exogenous Stimulating and Stress Factors

Russian Journal of Plant Physiology - Sage (Salvia officinalis L.) belonging to the Lamiaceae family, as the main herb in the world is cultivated in many countries for extraction of essential oil...