两种麻疯树苗对盐胁迫的生理生态响应

研究两种不同基因型麻疯树苗(南油2、3号)在不同NaCl浓度下生理生态响应特征,并比较不同基因型麻疯树苗的耐盐差异性。结果表明:①用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,南油2号全株干重与对照无显著差异,而南油3号全株干重比对照显著降低。用100 mmol.L-1l或以上浓度的NaCl处理,随着盐度增加,两种树苗全株干重皆比对照显著降低,且3号苗降低的幅度大于2号苗。②在用200 mmol.L-1或以下浓度的NaCl处理,南油2、3号叶片相对含水量(RWC)皆与对照无显著差异,而在用300 mmol.L-1NaCl处理,则分别比对照显著降低5%和8%。③用25、50 mmol.L-1NaCl处理,南油2号可溶性糖(SS)含量比对照显著降低,3号与对照无显著差异;用200、300 mmo.lL-1NaCl处理后,两者SS含量均比对照显著降低。同时,2号苗可溶性蛋白(SP)含量比对照显著增加,3号苗SP含量与对照无显著差异。④随着盐度增加,南油2号苗超氧化物歧化酶(SOD)活性先增加后降低。用300 mmol.L-1NaCl处理,比对照显著降低。随着盐度增加,3号苗的SOD活性递减,皆显著低于对照。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化物酶(POD)活性与对照无显著差异。随着盐度增加,2号苗的POD活性比对照显著增加,而3号苗比对照显著降低。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化氢酶(CAT)活性皆比对照显著增加,且随着盐度增加,其变化趋势如SOD活性。结果表明,麻疯树幼苗具有较好的耐盐性,且南油2号比南油3号具有更高的耐盐性,因为前者具有更高的保护酶活性、叶片保水能力和叶片SP含量。     

麻疯树(Jatropha curcas L.)幼苗生长和光合作用对盐胁迫的响应

为探讨盐胁迫对麻疯树幼苗生长和叶片光合生理的影响,在温室不同浓度NaCl处理下,对生长、光合色素含量、净光合速率Pn等光合参数、叶片MDA含量和电解质相对外渗率EL进行测定.结果表明:① 25～50 mmol·L-1 NaCl处理促进幼苗生长,尤其是50 mmol·L-1 NaCl处理,鲜重较对照显著增加44.3%,100～150 mmol·L-1 NaCl对生长影响不大,200～250 mmol·L-1 NaCl使生长受抑制,鲜重较对照分别显著下降39.3%和70.2%.② 50 mmol·L-1 NaCl时,Pn较对照显著增加17.2%,100～150 mmol·L-1 NaCl时与对照无显著差异,200～250 mmol·L-1 NaCl时分别比对照显著下降73.2%和77.9%,Gs和Tr呈相同趋势,MDA含量、EL则相反.③叶绿素Chl在 25～50 mmol·L-1 NaCl时递增,100～250 mmol·L-1 NaCl时递减,但Chl a/Chl b值变化小;类胡萝卜素Car 在25 mmol·L-1 NaCl时显著增加,100 mmol·L-1 NaCl后缓慢下降,但Car/Chl值呈上升趋势.④ 25～150 mmol·L-1 NaCl时幼苗水分利用效率WUE与对照无显著差异,200～250 mmol·L-1 NaCl时比对照显著下降.综上所述,25～50 mmol·L-1 NaCl时,麻疯树幼苗通过增加气孔开张、增强光合膜等细胞膜稳定性和膜功能,使Pn显著增加,促进植株生长和提高耐盐性,100～150 mmol·L-1 NaCl时,通过稳定的WUE使Pn下降不显著,生长受影响小,具有较好的耐盐性,200～250 mmol·L-1 NaCl时,光合膜等生物膜功能减弱,使Pn显著下降,幼苗诱导活性氧清除系统并通过减小生长来提高耐盐性,具有较好的耐盐适应性.150 mmol·L-1 NaCl以下是麻疯树幼苗生长的适宜浓度.     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd 100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

多效唑浸种对NaCl胁迫麻疯树幼苗的生长调节效应

以'南油1号'麻风树幼苗为材料,通过盆栽试验研究了200 mmol·L-1 NaCl胁迫处理对不同浓度(0～1 000 mg·L-1)多效唑(PP333)浸种麻疯树幼苗生长和光合作用的影响.结果显示:在盐胁迫下,不同浓度的PP333浸种处理均显著降低麻疯树植株株高,但是均显著提高了盐胁迫下株高相对生长速率,同时提高了其干物质积累速率、根含水量、根冠比、叶绿素含量和净光合速率;并提高了幼苗根、叶的K+含量,降低根、叶的Na+和Cl-含量,从而提高根、叶的K+/Na+比率.研究表明,PP333浸种能缓解盐胁迫下麻疯树幼苗的失水程度和光合色素的下降幅度,有效改善其光合作用效率,同时维持体内的离子平衡,从而减轻盐胁迫伤害,促进植株生长,并以600 mg·L-1 PP333浸种效果最好.     

喷施多效唑提高麻疯树幼苗耐盐性的生理机制

研究了600 mg?L-1 PP333喷施对200 mmol?L-1 NaCl胁迫处理下麻疯树幼苗干重、含水量、叶片细胞超微结构、光合作用、叶片渗透调节能力、叶片丙二醛含量和叶片抗氧化能力的影响。结果表明：600 mg?L-1 PP333喷施处理能显著提高200 mmol?L-1 NaCl胁迫下植株的干重、根冠比和叶片含水量,同时显著降低叶片电解质外渗率（ELP）,降低叶片细胞超微结构的伤害程度,显著提高了其叶绿素含量、净光合速率、渗透调节能力、SOD酶活性和CAT酶活性,显著降低了MDA含量和POD酶活性。可见,PP333喷施能显著提高麻疯树幼苗对盐渍的适应,主要因为其提高了植株的抗氧化能力、光合作用、渗透调节能力。     

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。     

重金属铜、锌、镉复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化的影响

该研究以Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)单一胁迫为对照,探讨不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化指标的影响。结果表明:随着Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的增加,麻疯树幼苗叶片中的蛋白质(Pro)、丙二醛(MDA)含量均逐渐增加,其叶片叶绿素含量随着Zn~(2+)胁迫浓度的增加呈现出先降后升的趋势,在中等浓度(100 mg·L-1)的Zn~(2+)胁迫时含量最低、随着Cu~(2+)胁迫浓度的增加叶绿素含量先升高后降低,在Cu~(2+)浓度为200 mg·L-1时含量最高,达到1 200 mg·g-1FW; Cd~(2+)胁迫对叶绿素含量和根系活力无明显影响。根系活力在Zn~(2+)浓度为100 mg·L~(-1)时最强,随着Cu~(2+)浓度的增加而减弱。低浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)对过氧化物酶活性和可溶性糖含量都具有促进作用。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫时对可溶性蛋白、叶绿素和丙二醛含量均无明显影响,随着复合胁迫时浓度的增加,可溶性糖含量和根系活力先增后减。这表明麻疯树对三种重金属的胁迫具有一定的抗性,过高浓度的胁迫会影响麻疯树幼苗生理生化的一些指标,但是麻疯树可以通过自身的防御系统使伤害降到最小。此外,重金属复合胁迫可以在一定程度上减轻单一胁迫对麻疯树幼苗造成的毒害作用。     

麻疯树根的化学成分研究

从麻疯树（Ｊａｔｒｏｐｈａ ｃｕｒｃａｓ Ｌ．）的根中分离到１３ 个化合物,经理化常数和波谱鉴定（ＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ、ＥＩＭＳ和ＦＡＢＭＳ）分别为∶５α－豆甾烷－３,６－二酮（１）、川皮甙（２）、β－谷甾醇（３）、蒲公英脑（４）、２Ｓ－正二十四饱和脂肪酸甘油酯－１（５）、５－羟基－６,７－二甲氧基香豆素（６）、麻疯树酚酮Ａ（７）、麻疯树酚酮Ｂ（８）、６－甲氧基－７－羟基香豆素（９）、ｃａｎｉｏｊａｎｅ （１０）、３－羟基－４－甲氧基－苯甲醛（１１）、３－甲氧基－４－羟基苯甲酸（１２）和胡萝卜甙（１３）． 其中,化合物５ 为未见报道的新化合物,化合物１、２、９、１０、１１、１２ 为首次从该植物中分得,１０ 为含有过氧基团的二萜化合物． ７ 和８ 为一对四环二萜的立体异构体,并在碱中相互转化     

麻疯树皮的化学成分研究

从麻疯树(Jatrophac curcus L.)的树皮中分离得到12个化合物,经理化常数和波谱鉴定(IR,1H NMR,13C NMR,EI-MS)分别为二十六酸甲酯(1),β-谷甾醇(2),蒲公英萜醇(3),蒲公英甾醇(4),伪蒲公英甾醇(5),curcusones A(6),curcusones B(7),jatropholone A(8),jatropholone B(9),3,3′,4-三甲氧基鞣花酸(10),胡萝卜甙(11),蔗糖(12)。其中化合物1,4,5,10,12为首次从该植物中分离得到。     

麻疯树逆境蛋白(curcin 2)基因在烟草中的表达

麻疯树（Jatropha curcas）幼苗在干旱、高低温胁迫和真菌浸染下,其叶片中诱导产生了一种新的毒蛋白curcin 2。这意味着curcin 2在其它植物中的异源表达可能会增强植物对外界胁迫的抵抗。curcin 2 cDNA的两个片断：cur2p片断（编码前成熟蛋白）和cur2m片断（编码成熟蛋白）,通过农杆菌的介导分别转化烟草并获得转基因植株。但是,只有在插入了cur2p片断的烟草中检测到了curcin 2蛋白的表达。同时,curcin 2在烟草中的表达增强了植株对烟草花叶病毒（TMV）的抗性。     

麻疯树的组织培养及植株再生

1　植物名称　麻疯树 (Ｊａｔｒｏｐｈａｃｕｒｃａｓ)。2　材料类别　无菌萌发的种子苗 (种子采自四川省攀枝花 )。3　培养条件　基本培养基为ＭＳ。无菌苗萌发培养基 :( 1 )ＭＳ 6 ＢＡ 5 .0ｍｇ·Ｌ- 1 (单位下同 ) ＩＢＡ 0 .1 ;( 2 )ＭＳ 6 ＢＡ 2 .5 ＩＢＡ 0 .1 ;     

麻疯树植物资源研究概况

麻疯树为大戟科麻疯树属植物,主要分布于热带和亚热带地区,绝大多数生长在美州和亚洲热带地区。主要概述了麻疯树的化学成分、毒理研究、药理活性及其临床应用等研究的一些进展,并且探讨了麻疯树的开发利用前景。     

干旱胁迫与施氮对麻疯树幼苗渗透调节物质积累的影响

采用盆栽控水的方法,研究干旱胁迫(80％ FC、60％ FC、40％ FC和20％ FC)及施氮(N0 0 g·pot-1、N1 1.2 g·pot1、Nm3.6 g·pot-1和Nh6.0 g·pot-1)对麻疯树幼苗叶、茎和根部主要渗透调节物质积累的影响.结果表明:干旱胁迫条件下,麻疯树幼苗茎和根部的游离脯氨酸、可溶性蛋白和茎部可溶性糖大量积累,叶片中脯氨酸含量也随干旱胁迫程度的增加大幅度上升;Na+、Ca2+和Mg2+在麻疯树幼苗叶、茎和根中大量积累,而K+仅在茎中大量积累,叶片和根部K+含量略微上升.施氮对植株渗透调节物质的影响与干旱胁迫强度和施氮水平有关.在80％ FC和60％ FC水分条件下,增加N肥施用量能明显促进麻疯树幼苗各组分渗透调节物质的积累;在40％ FC水分条件下,Nh处理对渗透调节物质积累的促进作用减弱;而在20％ FC条件下,N1处理植株的渗透调节能力较高,Nm和Nh处理对植株渗透调节的促进作用不明显甚至转为抑制.     

麻疯树水通道蛋白新基因JcPIP干旱胁迫下的功能分析

采用RT-PCR和RACE技术,从大戟科(Euphorbiaceae)耐旱植物麻疯树(Jarropha curcas)cDNA中克隆得到了一个麻疯树质膜内膜蛋白(PIP)新基因,命名为JcPIP.聚类分析表明,麻疯树PIP蛋白与蓖麻、葡萄和菠菜的PIP蛋白在进化上有最近的亲缘关系.将JcPIP基因在非洲爪蟾卵母细胞(xenopus oocytes)中异源表达发现细胞膨胀率扩大了10倍,表明JePIP基因编码的是一个水通道蛋白.合成亲水性、抗原性好的JcPIP保守序列多肽,制备并纯化JcPIP多克隆抗体.Western-bbt检测显示JcPIP蛋白富集在29 kDa区段,且在麻疯树各组织中均有大量表达.PEG-6000干旱胁迫下麻疯树叶片JcPIP蛋白丰度增加,复水后丰度开始下降,表明JcPlP与麻疯树的耐旱性相关.     

麻疯树几丁质酶性质的研究

为了评价麻疯树几丁质酶的性质,本研究采用不同pH的提取缓冲液提取麻疯树种子的几丁质酶,并比较分析了不同温度、不同反应时间对几丁质酶活性的影响。结果表明,在提取液pH为7．0时获得的几丁质酶活性最高;且在55℃时与底物胶体几丁质温育60min后可达最高酶活性。同时,本研究还提取麻疯树幼苗不同器官几丁质酶,并比较其比活力,结果表明,在叶中几丁质酶比活力最高,而根中比活力最低。实验结果为进一步研究麻疯树提供了理论依据。     

麻疯树种子的研究进展

麻疯树（Jatropha curcas L．）为大戟科（Euphorbiaceae）麻疯树属半肉质小乔木或大灌木,具有很强的抗旱、耐贫瘠的特性。麻疯树的根、树皮、叶和种子均可人药。种子中主要含有脂肪类物质、蛋白质和萜类物质,其毒素为麻疯树毒蛋白和种子油。种仁中的含油量约为50％,可作为理想的生物柴油;毒蛋白、种子油及其他种子提取物可作为生物农药。关于麻疯树种子的发育、脱水行为及其调控研究较少。麻疯树是二种具有重要经济价值的战略资源。     

麻疯树两种核糖体失活蛋白的表达模式分析

目前,麻疯树核糖体失活蛋白已发现2种:种子中的毒蛋白curcun和叶片中的逆境诱导蛋白curcin-L,其基因的表达模式均呈现出器官特异性.mRNA和蛋白质水平分析显示,curcin只在种子的胚乳中积累,且表达开始于心型胚时期,成熟时达到最高;而curcin-L在正常生理条件下并不表达,但受脱落酸、水杨酸、干旱,高低温等胁迫诱导时仅在叶片中表达.     

麻疯树中ADP核糖基化因子基因的克隆和表达

从麻疯树cDNA文库中筛选到包含完整编码序列的ADP核糖基化因子的cDNA序列,命名为Jc-arf．其长度为887bp,开放阅读框546bp,推测的编码蛋白含181个氨基酸残基,具有典型的GTP结合蛋白家族的特点：P框（GLDAAGKT）、G’框（DVGGQ）和G框（NKQDL）。序列分析显示,Jc-arf矿接近于人类ClassI型arf基因,其蛋白序列与多种植物ARF有很高的同源性。半定量RT-PCR结果显示,Jc-arf的表达具有一定的组织特异性,在花中最丰富。PEG、低温、NaCl胁迫下,Jc-arf的表达受PEG和低温的诱导,而对NaCl胁迫不敏感。