甜瓜自毒相关基因CmGST的克隆及其对自毒胁迫的响应

植物谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)在清除生物和非生物胁迫产生的氧化损伤中扮演着重要的角色,为探究GST在根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫中的响应机制,该实验在转录组测序基础上,以甜瓜叶片cDNA为模板,采用RT PCR技术获得了一个根系分泌物介导的甜瓜自毒作用密切相关的GST基因,命名为CmGST(GenBank 登录号：AYU66762.1);对CmGST基因进行了相关生物信息学分析,同时对自毒胁迫过程中,CmGST的差异表达情况、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性和谷胱甘肽(GSH)含量进行了相关测定。结果显示：(1)CmGST基因含有完整开放阅读框(ORF)654 bp,编码217个氨基酸;CmGST蛋白为酸性亲水蛋白,且较为稳定,具有GST家族Tau亚家族的2个典型的保守结构域;CmGST蛋白与黄瓜的亲缘关系较近。(2)亚细胞定位结果表明CmGST定位于细胞质中。(3)qRT PCR分析结果表明,CmGST在甜瓜根系和幼苗中均有表达,在正常生长的甜瓜幼苗中表达量相对稳定;自毒胁迫后在叶中的表达先降后升,后期迅速增加;在根系中变化趋势类似,但程度较为缓和。(4)GST活性和GSH含量分析表明,叶片中GST活性变化趋势与CmGST基因表达变化基本吻合;在根系中,GST活性呈现先升再降最后又升高的趋势;随胁迫时间增加,GSH含量在根系和叶片中均都有不同程度的增加,但根部含量低于叶片。研究认为,在自毒胁迫过程中,CmGST基因在甜瓜植株根和叶片均有相应表达水平的变化,参与了对根系分泌物介导的自毒胁迫响应。     

柽柳水浸提液对猪毛菜种子萌发和幼苗生长的化感作用

以一年生草本植物猪毛菜的种子和幼苗为受体,采用室内培养皿法,研究塔里木河下游柽柳水浸提液对猪毛菜种子及幼苗的化感作用。结果表明:(1)柽柳茎、根浸提液对猪毛菜种子萌发的抑制作用较为显著;柽柳茎浸提液0.08～0.20g/mL浓度处理组的猪毛菜种子发芽率、发芽指数和活力指数与对照组之间均差异显著,其中种子发芽率分别减少了84.78%、89.12%、76.09%和67.39%;柽柳根浸提液对猪毛菜种子活力指数的化感作用较为显著,0.12g/mL和0.16g/mL浓度处理组与对照组相比差异极显著,化感效应指数分别为-0.960和-0.930。(2)柽柳茎浸提液处理中的猪毛菜幼苗苗长和根浸提液处理中的猪毛菜幼苗鲜重与对照组差异显著,两者在0.08g/mL浓度处理下分别增加了61.49%和52.63%;在其他浓度处理下则主要受抑制作用。(3)柽柳叶浸提液的综合化感效应呈现"W"型变化趋势;茎浸提液在高浓度时具有较强的综合化感效应;根浸提液的综合化感效应在0.12g/mL浓度最强(RI=-0.749),在0.08g/mL浓度时最弱(RI=-0.389)。     

三七自毒与化感作用初步研究

采用生物测定方法,对三七的自毒与化感作用进行初步研究。结果表明:(1)三七种子萌发过程中的自毒作用随其播种密度不同而有一定差异,但无明显规律性。三七种子萌发过程中的分泌物对油菜生长具有化感作用,主要表现为对油菜种子发芽率、发芽指数及苗高的抑制效应;(2)三七水浸液对不同受体植物的化感作用不尽相同,对小麦主要表现为对苗鲜重、苗干重、根鲜重、苗高及须根数有不同程度的促进或抑制作用;对油菜则表现为对其种子发芽率具有抑制作用,而对苗鲜重、苗干重、根鲜重、最长根长具有促进作用;(3)三七存在明显的化感自毒作用,其自毒物质可能为影响其连作的一个重要因素。     

水杉凋落物水浸提液对其种子萌发和生长的化感作用

为探究水杉凋落物的化感作用是否是影响其天然更新的障碍因素,该文设置了8种水杉新鲜凋落物和自然凋落物水浸提液浓度200、100、50、20、10、5、2、1 g·L^-1和CK,分析不同类型不同浓度凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用的影响。结果表明：(1)水杉新鲜凋落物水浸提液对水杉种子发芽率和发芽势影响不显著(P>0.05),对发芽指数有显著影响(P<0.05),1、100、200 g·L^-1显著抑制种子发芽;水杉自然凋落物水浸提液对水杉种子萌发3个指标影响均不显著(P>0.05),而浓度为5、10、50、200 g·L^-1时则有抑制效应。(2)水杉种子芽长、胚轴和主根长度均在不同浓度的新鲜和自然水杉凋落物水浸提液间差异显著(P<0.05),并随着水浸提液浓度的增加(≥10 g·L^-1)而逐渐降低,尤其是50～200 g·L^-1范围内抑制作用显著增强。(3)新鲜和自然水杉凋落物水浸提液对自身种子萌发后生长的抑制作用相较于对种子萌发强,并且新鲜凋落...     

当归浸提物对四种药用种子萌发及幼苗的影响

目的：通过研究当归根水浸液对膜荚黄芪、板蓝根、党参和王不留行的种子萌发及幼苗生长的影响,选择当归的适宜倒茬品种。方法：采用生物测定法,研究不同浓度梯度当归根浸提液对四种药材种子萌发及幼苗生长的影响。结果：当归根水浸液对四种药材呈现“低促高抑”效应,且对发芽整齐度的影响大于发芽率,对根长的影响大于苗高,化感效应与处理浓度呈正相关。四种药材的化感物质的敏感性为：党参>黄芪>板蓝根>王不留行。结论：在选择当归倒茬品种时,应优先选择王不留行和板蓝根。     

S3307对小麦种子萌发及保护酶活性的影响

小麦种子用５￣１０ｍｇ·Ｌ＾－１ Ｓ３３０７拌种后,发芽率未受到影响,但发芽种子的淀粉酶活性降低,芽长缩短,ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ活性增强,单株干重显著增加。     

低能氩离子注入对甜瓜种子发芽及幼苗某些生理生化指标的影响

以能量25 keV、不同剂量Ar 离子注入甜瓜种子,其发芽率均有所降低,且可不同程度提高O2-·产生速率和H2O2含量,同时过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量下降;剂量过大时,CAT、SOD活性下降,MDA含量上升.     

自毒和森林凋落物化感作用对极小种群野生植物大树杜鹃种子萌发的影响

为了探讨立地条件对极小种群野生植物大树杜鹃的种子萌发和种群自然更新的作用机制,该试验对大树杜鹃鲜叶、枯叶和植株冠幅下不同距离(0、2、5和10m)的森林凋落物以及林下苔藓等浸提液对其种子萌发的影响,以及自毒与森林凋落物的化感作用对大树杜鹃种群自然更新的影响进行分析。结果表明:(1)大树杜鹃鲜叶和枯叶浸提液对种子萌发均具有抑制作用,但枯叶浸提液对其种子萌发率和萌发的抑制强度较小;而种子萌发率和萌发指数均随鲜叶浸提液浓度增加而显著降低,当鲜叶浸提液浓度为10%时,种子萌发率仅为8%,表明大树杜鹃具有较强的自毒作用。(2)大树杜鹃植株冠幅下不同距离的森林凋落物对其种子的萌发具有化感作用,但不同距离的影响不同;距离冠幅5m的凋落物对其种子萌发的抑制作用最强,在该距离下的凋落物浸提液浓度为2%时大树杜鹃种子萌发率和萌发指数分别显著降低为77.33%和21.35,较对照分别显著降低18.32%和20.5%。(3)大树杜鹃林下苔藓对大树杜鹃种子萌发有一定的抑制作用,但作用并不明显。研究认为,大树杜鹃具有较强的自毒作用,可能进一步影响其种群自然更新;森林凋落物对大树杜鹃种子萌发具有一定的化感抑制效应,推测立地条件可能会通过影响其种子萌发而进一步影响种群的自然更新。     

基于转录组分析弱光胁迫对葡萄幼苗的影响

葡萄在生长过程中,常常暴露在光照不足的环境条件下,弱光严重影响葡萄的正常生长发育。为了探究弱光胁迫对葡萄生理生化的影响,本研究以‘鄞红’葡萄幼苗为试验对象,对其在不同弱光强度胁迫下(CK、T1、T2、T3和T4,胁迫强度逐渐增大)各种生理指标变化及部分处理组的转录组进行分析。结果表明,低强度弱光胁迫对葡萄光合作用以及生理生化的影响并不显著;随着胁迫强度的增大,葡萄叶片表皮层、栅栏组织、海绵组织变薄,海绵组织和栅栏组织细胞间隙变大,过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性逐渐下降,同时可溶性蛋白含量下降,游离脯氨酸含量上升。在遮光率为80%的胁迫下,葡萄光合作用以及其他生理生化各指标均发生显著变化。RNA-seq数据显示CK和T2、CK和T4、T2和T4的差异表达基因分别为13 913、13 293和14 943个,大部分差异代谢通路均与植物的抗逆响应密切相关;多个抗逆信号通路的基因表达发生变化,包括JA/MYC2途径、MAPK信号途径。此外多酚氧化酶、硫氧还蛋白等多个抗氧化相关基因以及光敏色素相关基因的表达也发生变化,以上结果表明,在弱光胁迫下,‘鄞红’葡萄可能通过调整活性氧...     

外源谷胱甘肽对自毒作用下辣椒幼苗叶片活性氧清除系统的影响

以当地辣椒(Capsicum annuum L.)主栽品种'陇椒5号'和'七寸红'幼苗为试材,分析了不同浓度的外源谷胱甘肽(GSH)对辣椒叶浸提液处理下辣椒幼苗叶片活性氧清除系统的影响,以探讨外源GSH对辣椒自毒作用的缓解效应及其机制.结果表明:辣椒叶浸提液处理后,两品种辣椒幼苗叶片的SOD、POD、APX 活性及AsA含量均显著下降,GR活性和GSH含量先升高后降低,MDA含量显著升高,且处理时间越长变化幅度越大.在叶浸提液自毒作用下,浓度为 30和50 mg·L-1的GSH可明显提高叶片活性氧清除系统中SOD、POD、APX和GR的活性及GSH、AsA的含量,显著降低MDA的含量.研究发现,辣椒叶浸提液能对辣椒幼苗产生自毒作用,外源GSH能诱导辣椒体内保护酶系统和抗氧化物质活性增强,有效降低细胞的膜脂过氧化水平,对辣椒的自毒作用有一定的缓解效应;'陇椒5号'和'七寸红'分别在30和50 mg·L-1 GSH时缓解效果最为明显.     

Effects of Autotoxicity on Seed Germination,Gas Exchange Attributes and Chlorophyll Fluorescence in Melon Seedlings

Journal of Plant Growth Regulation - In recent years, continuous cropping is more and more common in melon production, which shows significant adverse effects on melon cultivation. Autotoxicity is...     

不同生育期咸水灌溉对甜瓜叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用砂培法在甜瓜不同生育时期用不同浓度咸水灌溉条件下,研究甜瓜叶片膜脂过氧化和保护酶活性的变化.结果表明,甜瓜叶片丙二醛(MDA)含量随咸水浓度的增加和处理时间的延长而增加,并且处理时期越早其含量越低;叶片细胞膜伤害率(MIP)在持续处理中随浓度增加而上升,而在其它处理中呈先下降再上升的趋势;各处理的CAT活性均高于对照,随咸水浓度的增加,CAT活性表现出先上升后下降的趋势,而SOD和POD活性基本上都是持续下降的趋势.研究发现,甜瓜在不同生育期所适宜灌溉咸水的最大浓度不同,其中伸蔓期约为7 g/L,开花坐果期和果实发育期约为5 g/L;不同保护酶的活性在咸水灌溉条件下变化规律不一致,不能有效反映甜瓜对咸水灌溉的适应程度.     

2,4-表油菜素内酯对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响

以耐热甜瓜品种红绿早脆和热敏感品种白玉香为材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,研究了2,4-表油菜素内酯(EBR)处理对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响.结果显示:EBR能有效促进高温胁迫下甜瓜幼苗的生长,增加保护酶活性,增强植株抗氧化能力,使脯氨酸和可溶性蛋白含量升高,丙二醛(MDA)含量下降,能有效缓解高温胁迫引起的膜脂过氧化伤害;同时,光合指标净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)升高,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)下降;叶绿素荧光参数初始荧光(F0)下降,最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ光能捕获效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ФPSⅡ)升高,且热敏感品种白玉香变化幅度大于耐热品种红绿早脆.研究结果说明,EBR有利于甜瓜幼苗在高温胁迫下抗氧化酶活性的提高和对光能的捕获与转换,促进了甜瓜幼苗的生长,降低高温胁迫对甜瓜幼苗的抑制作用,且对热敏感品种白玉香效果大于耐热品种红绿早脆.     

诱导免疫哈密瓜植株的苯丙烷类代谢酶活力及新蛋白质的出现

用瓜类刺盘孢(Colletotrichum langenarium)对哈密瓜进行免疫诱导处理,诱导植株的提取物对瓜类疫霉具有抑制作用。在诱导免疫植株中,苯丙烷类代谢的3个酶(PAL,CA4H和4CL)的活性都比未经免疫诱导的植株增强,过氧化物酶及其同工酶的活性在诱导免疫植株中也明显增强。用10％聚丙烯酰胺凝胶电泳在诱导免疫植株中分离到一种新的蛋白质,这是一种酸性蛋白,等电点为pH5.0,其分子量在15.5kD左右,此蛋白不能直接抑制瓜类疫霉孢子萌发。     

遮阴对石笔木苗木生长和保护酶活性的影响

为探讨石笔木Tutcheria championi苗木对遮阴环境的适应性,以全光照(无遮阴覆盖)为对照,研究遮阴30%、50%和70%对2年生石笔木苗生长和生理特性的影响。结果表明,全光照下石笔木苗木生长较为健壮,其苗高、地径生长优于遮阴处理;全光照下石笔木总生物量、根生物量比以及根冠比显著大于遮阴处理(P<0.05);50%遮阴处理苗木叶片叶绿素含量显著高于全光照和70%遮阴处理(P<0.05),叶绿素a/b值在各处理间无显著差异。丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性在各处理间无显著差异(P>0.05);70%遮阴处理的苗木叶片过氧化氢酶(CAT)活性最高,显著高于全光照和50%遮阴。由此表明,充足的光照环境有利于石笔木苗木生长。     

乙烯利对苦瓜幼苗内源激素代谢及相关调控基因表达的影响

以苦瓜常规品种“绿爵士”为试材,在日光温室内于幼苗3-4叶期叶面喷施乙烯利溶液,通过高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)仪测定了相关内源激素的含量,并结合高通量测序技术对相关调控基因表达进行分析,探究外源乙烯利对苦瓜幼苗激素代谢的影响,获得苦瓜应对外源乙烯诱导的内源激素代谢靶点,初步明确相关调控基因的作用特点,为深入开展苦瓜类作物外源乙烯调控机制的研究奠定基础。结果表明:(1)在外源乙烯利作用下,苦瓜幼苗植株内源乙烯合成直接前体物质1-氨基环丙基-1-羧酸(ACC)含量和主要限速酶ACC合成酶(ACS)活性均表现为显著升高的趋势;内源生长素(IAA)和细胞分裂素(tZR)的含量同样显著升高,而其赤霉素(GA₃)的含量则显著降低。(2)经过Hi-seq测序,共获得1234个差异表达基因(DEGs),功能富集分析显示有570个DEGs富集于118条代谢通路中。(3)对所有DEGs进行功能注释,鉴定了多个参与内源激素合成及信号转导的基因,包括乙烯代谢相关的ACS、ACO、HMT3、EIN3、ERFs基因,IAA代谢相关的ALDH、TAA1、UGT74B1、AUX/IAA、ARF等基因,细胞分裂素代谢相关的CYP735A、CKX、A-ARR基因,以及GA₃代谢相关的KAO1、CYP736A12-like、GID1、PIF3基因。(4)qRT-PCR分析表明,所挑选的8个基因的表达趋势与转录组log₂FC值变化趋势一致,其中4个基因为上调表达,另外4个基因下调表达。     

外源硅对自毒作用下黄瓜幼苗生长及光合特性的影响

以‘绿博6号’黄瓜幼苗为试材,采用营养液培法研究不同浓度外源硅(0、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L)对肉桂酸(cinnamic acid,CA)模拟自毒胁迫(3.0 mmol/L CA)下黄瓜幼苗生长、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：(1)自毒胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长、根系形态建成和生物量的积累,显著降低了净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和叶绿素(Chl a、Chl b和Chl t)含量,并显著降低了叶片中PSⅡ的电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率［Y_(Ⅱ)］和光化学淬灭系数(qP)。(2)添加适宜浓度外源硅可有效缓解自毒胁迫对黄瓜幼苗生长的影响,并提高其P_n、G_s、T_r和叶绿素含量,在一定程度上维持叶片光合系统的稳定。(3)添加适宜浓度外源硅能使自毒胁迫下黄瓜叶片的F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP显著升高,而非光化学淬灭系数(NPQ)则显著下降。研究发现,添加适宜浓度外源硅能提高自毒胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP,使光合机构趋于稳定,抑制P_n的下降,缓解自毒胁迫对光合系统的损伤,从而增强黄瓜幼苗对自毒胁迫的抗性,并以1.0 mmol/L外源硅处理的效果最佳。     

外源SNP对盐胁迫下甜瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响北大核心CSCD

为明确外源一氧化氮(NO)对甜瓜幼苗耐盐性的影响,该研究以甜瓜品种‘农大甜10号’为试验材料,在300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫条件下,叶面喷施不同浓度(50、100、150、200、250μmol·L^(-1))外源NO供体硝普钠(SNP),分析甜瓜幼苗生长、光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的变化。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长,同时显著降低叶片光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量。(2)叶面喷施150μmol·L^(-1)SNP能够显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重、壮苗指数,并显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量,从而提高甜瓜的光合作用。(3)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)及脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,显著降低盐胁迫下甜瓜幼苗的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量及超氧阴离子(O^(-)·_(2))产生速率。(4)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白的含量。研究认为,在盐胁迫环境下,适宜浓度的外源SNP(150μmol·L^(-1))可通过提高甜瓜幼苗的抗氧化酶活性以及光合色素和小分子可溶性有机化合物含量来增强活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化作用,有效减轻盐胁迫对幼苗的伤害,从而增强其耐盐性,促进幼苗生长。     

AgNO3对网纹甜瓜试管苗糖代谢及抗氧化酶活性的影响

在网纹甜瓜继代培养过程中加入不同浓度的AgNO3,测定试管苗糖代谢及抗氧化酶活性等。结果表明,玻璃苗果糖、葡萄糖和可溶性糖含量显著降低,而蔗糖含量显著高于正常苗;抗氧化系统发生紊乱,O2产生速率降低,H2O2含量下降,MDA含量增加,木质素含量降低。加入30μmol·L^-1AgNO,使玻璃苗蔗糖合成酶、蔗糖转化酶活性和木质素含量与正常苗差异不显著。说明适当浓度AgNO3有利于维持试管苗糖代谢正常进行,降低试管苗脂质过氧化程度,从而降低或抑制玻璃化现象的发生。