水分胁迫下小麦叶片蛋白质、淀粉和纤维素合成的示踪研究

利用光合１４ＣＯ２示踪技术,在－０．８ＭＰａＰＥＧ处理下,对等基因型不同抗旱性ＫＴＣ８６２１、ＮＤ７５３２和本地抗旱品种陕合６号小麦进行比较,其叶组织细胞质膜相对透性增加２７％－３２％,合成蛋白质放射性下降６２％－７０％;合成淀粉放射性下降必３％－６９％;合成纤维素放射性下降５９％－７１％。其中高抗旱的ＫＴＣ８６２１１大分子合成下降幅度小于等基因型低抗旱的ＮＤ７５３２和陕合６号,表明该品种叶体内大分子合成受水分胁迫的影响较小。正常水分条件下等基因型两品种叶酶溶物放射性及在ＰＥＧ干旱处理下的下降幅度均相近。陕合６号叶醇溶物放射性远远小于前两品种．     

外源渗透物质对渗透胁迫下小麦幼苗叶片水分状况和光合作用的 …

用ＫＣｌ、ＫＮＯ３、可溶性糖（蔗糖,葡萄糖、果糖）和脯氨酸溶液浸泡小麦幼苗叶片３０ｍｉｎ后以２０％聚乙二醇（ＰＥＧ－６０００）渗透胁迫处理２４ｈ结果表明,昌乐５号和济南１３小麦幼苗叶片的相对含水量（ＲＷＣ）,水势、光合速率和气孔导度都明显增高,荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ值则基本不变。     

渗透胁迫下小麦根系渗透调节与根冠淀粉水解的研究

用不同浓度的PEG—600对抗旱性不同的小麦幼苗进行渗透胁迫处理,研究了小麦幼苗根系的淀粉酶活性、可溶性糖含量、渗透势、渗透调节能力和根冠淀粉的水解状况。结果表明,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性强的小麦品种昌乐5号和北农2号根系渗透势和饱和渗透势的降低程度大于抗旱性弱的小麦品种鲁麦5号和921842,并且抗旱性强的小麦品种根系的渗透调节能力大于抗旱性弱的小麦品种。随着渗透胁迫程度的加重．各品种小麦根冠淀粉粒均有不同程度的减少。而抗旱性强的品种根冠淀粉粒的减少程度小于抗旱性弱的品种;抗旱性强的小麦品种根系淀粉酶活性显著高于抗旱性弱的小麦品种,但是,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性弱的品种淀粉酶活性增加的幅度远高于抗旱性强的品种。可溶性糖含量的变化趋势与淀粉酶活性的变化趋势一致．即渗透胁迫下根冠淀粉水解程度大的小麦品种,可溶性糖的含量高。但根冠淀粉水解在根系的渗透调节以及在小麦适应水分胁迫中的作用还有待于进一步探讨。     

干旱胁迫下小麦叶片脯氨酸和蛋白质含量变化与染色体的关系

以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,研究干旱胁迫条件下染色体对不同生育时期叶片脯氨酸和蛋白质含量的调控效应。结果表明,在干旱胁迫条件下,1D和5D代换系叶片的脯氨酸含量变化在孕穗期、开花期、灌浆期始终显著或极显著高于中国春;而4A、4B、2D和6D代换系的可溶性蛋白质含量变化始终显著或极显著低于中国春。表明,Synthetic 6x的5D和1D染色体上可能有干旱胁迫下促进脯氨酸积累的基因存在,Synthetic 6x的4A、4B、2D和6D染色体上可能有干旱胁迫下抑制蛋白质含量下降的基因存在,小麦叶片游离脯氨酸的积累与可溶性蛋白质含量的下降无显著相关性。     

渗透胁迫诱导的小麦叶片细胞程序性死亡

用20％PEG6000（－0.63MPa）溶液对小麦（Triticum aestivum)根系进行渗透胁迫,在DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,从而表现出典型的细胞程序性死亡的发生特征;末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3′-OH末端标记法（terminal deoxynucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)检测出现阳性结果。这些结果表明在PEG诱导小麦叶片死亡过程中,有一个阶段存在明显的细胞程序性死亡过程。结果同时表明,在小麦叶片处于程序性死亡时期,蛋白质含量、叶绿素含量的下降和电解质泄漏率的增加都比处于坏死时期的慢。     

渗透胁迫诱导的小麦叶片细胞程序性死亡

用20%PEG6000（-0.63MPa）溶液对小麦（Triticumaestivum）根系进行渗透胁迫,在DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,从而表现出典型的细胞程序性死亡的生化特征;末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3′-OH末端标记法（terminal deoxynucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end     

渗透胁迫对小麦幼苗根系呼吸的影响

用PEG—6000调节培养液的渗透势,研究了渗透胁迫对小麦幼苗根系呼吸作用的影响。在-0.5 MPa的溶液中根总呼吸强度显著降低,不同苗龄根的反应差异明显;随胁迫加强呼吸强度随之降低;根系ATP含量减少。在胁迫初期呼吸废物对呼吸强度的降低无补偿作用,而在后期(72 h后)则可提高呼吸强度。 中度水分胁迫下,HMP支路活性上升,EMP-TCAO途径活性降低;抗氰呼吸活性增大,而对氰敏感的系统活性减低;细胞色素氧化酶活性显著低于对照。     

小麦开花后旗叶中蔗糖合成与籽粒中蔗糖降解

在小麦开花后,旗叶中蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在开花后14d内一直维持较高水平,蔗糖合成酶（SS）的活性在开花后14-28d较高,蔗糖的含量与SPS活性呈显著正相关,籽粒中蔗糖合成酶（SS）在开花后28d内一直维持较高的活性;与此相对应,籽粒蔗糖的含量在开花后28d内呈明显的下降趋势。而旗叶和籽粒中SS活性均与籽粒淀粉的积累速率呈极显著正相关。     

在条锈菌侵染早期小麦初生叶内多聚核糖体水平与蛋白质合成能力的变化

小麦初生叶接种条锈菌毒性生理小种（ＣＹ２９）及其弱毒突变菌系（ＣＹ２９－ｍｕｔ３）后,呈不亲和反应的寄主叶片可溶性蛋白质合成能力在接种后２４ｈ显著高于未接种对照,但其后逐渐降低,直至接近对照;而呈亲和性反应的寄主叶片可溶性蛋白质合成在侵染早期与对照相近,但与膜结合蛋白质在９６ｈ时大大高于对照。对接种叶中核糖体的密度梯度分析证实：呈不亲和反应寄主叶片游离多聚核糖体及亲和反应的寄主内与膜结合多聚核糖体均有特异性增加。上述结果表明寄主的抗病和感病反应均与蛋白质合成能力的变化有关。     

Role of Protein Synthesis in Recovering Nitrate Reductase Activity in Wheat Leaves Exposed to Heat Stress

Heating intact leaves of 14–15-day-old seedlings of wheat (Triticum aestivumL.), cv. Albidum 29, for 10 min at 44–45°C brought about a decrease in nitrate reductase activity by 50–90% of the initial level. The complete recovery of the enzyme activity occurred one to two days after the plants were returned to normal temperature conditions. Darkening plants or adding cycloheximide to the nutrient medium did not interfere with the recovery of nitrate reductase activity. The plants grown in darkness or on a nitrate-free medium were devoid of nitrate reductase activity. The transfer of these plants to the light or the addition of nitrate resulted in the induction of enzyme activity. In the untreated plants, nitrate reductase activity attained the control level in 48 h; in the heated plants, this process was considerably retarded. After heating, the activity of the preexisting enzyme recovered at a higher rate than the ability for enzyme induction. This means that the reactivation of nitrate reductase occurred even when the induction of the enzyme was almost entirely suppressed. We conclude that after the short-term effect of high temperatures, the functional activity of nitrate reductase may recover without the de novosynthesis of the enzyme protein.     

小麦叶片光合作用与其渗透调节能力的关系

在缓慢干旱条件下,小麦叶片渗透调节能力在一定范围内随胁迫程度的加剧而增加,而在快速干旱下,渗透调节能力丧失。小麦叶片通过渗透调节使光合速率和气孔导度对水分胁迫的敏感性降低,叶片维持较高的电子传递能力、RuBP羧化酶活性和叶绿体光合能量转换系统活性,并推迟了小麦叶片光合速率受气孔因素限制向叶肉细胞光合活性限制转变的时间。     

外源一氧化氮对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化的缓解作用

采用15%的聚乙二醇-6000(PEG-6000)对扬麦158三叶一心期的幼苗根部进行轻度渗透胁迫处理,并通过添加不同浓度的一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitropussidi,SNP)和相应的对照(BO-3/NO-2),研究外源NO处理对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化作用的影响.结果发现,0.1 nnol/L的SNP能降低渗透胁迫造成的小麦幼苗叶片脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性的提高,降低超氧阴离子(O-2)的产生速率和质膜相对透性的增加以及丙二醛(MDA)和H2O2的累积;0.1 mmol/L的SNP还能够诱导超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,加速脯氨酸(Pro)的累积,而0.5mmo1/L的SNP和0.1mmo1/L的NO3/NO2(对照)处理的效果则不明显.上述结果表明低浓度NO对渗透胁迫造成的膜脂过氧化有明显的缓解效应.     

渗透胁迫对小麦胚芽鞘内多胺的种类、形态和含量的影响

用高压液相色谱法研究了豫麦18（抗旱性较强）和扬麦9号（抗旱性较弱）小麦胚芽鞘中三种不同形态的多胺（polyamine,PA）：游离态多胺（PA）、高氯酸可溶性结合态多胺（ps结合态PA）和高氯酸不溶性结合态多胺（PIS结合态PA）与渗透胁迫的关系。结果发现：渗透胁迫2d,豫麦18胚芽鞘中的游离态Spd和游离态Spm的含量明显上升,而扬麦9号的游离态Put的上升明显。S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（S—AMDC）的抑制剂——甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理豫麦18,明显抑制了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且加重了渗透胁迫伤害,外源Spd处理扬麦9号明显促进了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且减缓了渗透胁迫的伤害。渗透胁迫下,豫麦18胚芽鞘中的PS结合态PA和PIS结合态PA的上升幅度都明显大于扬麦9号。菲咯啉（o—Phen）抑制渗透胁迫下PIS结合态PA的合成并加重了渗透胁迫对胚芽鞘的伤害。这些结果表明：小麦胚芽鞘中的游离态Spd、游离态Spm、PS结合态PA和PIS结合态PA的升高有利于增强渗透胁迫抗性。     

小麦泛素融合降解蛋白基因的克隆及特征分析

酵母UFD1基因编码的泛素融合降解蛋白是泛素依赖性降解系统或泛素融合降解途径中的一个关键因子。利用RT-PCR技术在小麦(Triticum aestivum L.)中分离到一个UFD1类似基因。该基因的编码区长948 bp,编码长315个氨基酸的多肽,其氨基酸序列与GenBank中登录的一个拟南芥UFD1类似蛋白有74％的同源性。在多肽链的N-端具有在真核生物中高度保守的UFD1结构域。我们将该基因定位在小麦的第六染色体群并将其命名为了UFD1。Southern杂交和数据库搜索表明植物的UFD1基因是单拷贝或低拷贝的。无论是在单子叶中还是在双子叶植物中,UFD1蛋白都高度同源。除了N端UFD1结构域外,该类蛋白还有3个高度保守的C端结构域。TUFD1基因在小麦幼苗的根、茎、胚芽鞘、叶片以及幼穗和腊熟期子粒中呈组成性表达。