花生种子贮藏蛋白质合成和累积与活力的关系

花生种子发育过程中活力的形成在时间上是不均衡的,果针入土后４０ｄ内活力水平很低,４０ｄ之后活力水平才急剧上升,这和贮藏蛋白迅速合成的时期吻合．随着贮藏蛋白质的合成和累积,由发育转向萌发时其被降解的速度加快,花生球蛋白被优先降解．和贮藏蛋白质其它组分相比较,花生球蛋白和种子活力有更密切的关系．     

花生种子内源ABA含量变化及其与活力的关系

花生（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ Ｌ．）种子发育过程中,胚轴内源ＡＢＡ 含量一直是增加的;种皮内源ＡＢＡ含量在果针入土后４０ ｄ 最大,然后急剧下降;子叶内源ＡＢＡ 含量在果针入土后６０ ｄ 出现高峰,然后有轻微下降。种子活力指数和萌发时内源ＡＢＡ 的净下降量有密切关系。甘露醇可促进离体胚内源ＡＢＡ 合成,１－甲基－３－苯基－５（３－［三氟甲基］－苯基－４－（１氢）－吡啶）抑制子叶内源ＡＢＡ 的合成,子叶和胚轴存在不同的ＡＢＡ 合成途径。种子早熟和早萌处理时,内源ＡＢＡ 含量都下降,胚轴在种子由发育向萌发转换中起着十分重要的作用     

不同成熟度花生胚萌发时子叶中贮藏蛋白质的降解

花生(Arachis hypogaea L.)汕油71果针入土20d(20 DAP)的种子剥去种皮后,10％的胚可以萌发,至40 DAP发芽率达98％。不同发育时期的花生胚萌发 10d后子叶盐溶蛋白质和花生球蛋白降解表明,20和32 DAP胚萌发后,子叶中这些蛋白质只有部分降解。随着胚成熟度增加,子叶中降解这些蛋白质的能力不断提高。20～40 DAP胚萌发4d时,子叶的BAPAase和GHE活性较低。50～80DAP胚萌发 4d,子叶中上述两种酶均显示较高的活性。     

花生温度诱导载脂蛋白基因AhTIL1的克隆和表达研究

温度诱导的载脂蛋白(temperature induced lipocalins,TILs)与植物在热、冷、光、氧化等胁迫下的稳定性相关,旨在克隆花生中的温度诱导的载脂蛋白基因,分析其在响应低温、高温中的作用。从花生c DNA文库中筛选到一个TIL候选基因,命名为Ah TIL1,通过PCR扩增获得了其基因组和候选启动子的序列,并利用实时定量PCR等方法检测了该基因在花生不同组织、种子不同发育时期和温度胁迫下的相对表达量。序列分析结果表明,该基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)为558 bp,编码185个氨基酸。生物信息学分析显示,推测的Ah TIL1蛋白质相对分子质量为21.4 k D,等电点为6.78。序列比对结果显示,该蛋白氨基酸序列同其他物种TIL蛋白显示出很高的同源性。对候选启动子预测结果表明,该基因的候选启动子包含ACE、Box4、G-box、GAG-motif等与光反应相关的调控元件以及与ABA、水杨酸、赤霉素、厌氧等相关的顺式调控元件。基因芯片和RNASeq结果表明,该基因在花生的根、茎、叶、花、果针、种子中均有表达,在花中表达量最高,茎中次之,在根中表达量最低;Ah TIL1在果针入土后表达量下降,随着荚果的膨大和种子的成熟,Ah TIL1的表达量逐渐增加。实时定量PCR结果证明,Ah TIL1在高温和低温诱导3、6、12和24 h后上调表达,在48 h后表达量下降。Ah TIL1可能在花生响应低温、冷胁迫中发挥着重要的作用。     

萌发中花生胚轴的耐干性与热稳定蛋的

成熟花生种子吸胀１８ｈ发芽率达１００％,在这１８ｈ的范围内,胚轴即使经干燥处理,萌发生长率仍保持１００％,而热稳定蛋白含量变化很小。吸胀２４ｈ后,经干燥的花生胚完全丧失蓝发生长能力。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和和双向电泳表明,花生胚轴的热稳定蛋白主要是贮藏蛋白,该蛋白中的花生球蛋白大亚基,伴花生球蛋白Ｉ和２５蛋白的降解与胚轴的耐干性丧失有关。     

萌发中花生胚轴的耐干性与热稳定蛋白

成熟花生种子吸胀１８ ｈ 发芽率达１００ ％ 。在这１８ ｈ 的范围内,胚轴即使经干燥处理,萌发生长率仍保持１００ ％ ,而热稳定蛋白含量变化很小。吸胀２４ ｈ 后,经干燥的花生胚完全丧失萌发生长能力。ＳＤＳＰＡＧＥ和双向电泳表明,花生胚轴的热稳定蛋白主要是贮藏蛋白,该蛋白中的花生球蛋白大亚基,伴花生球蛋白Ｉ和２Ｓ 蛋白的降解与胚轴的耐干性丧失有关。     

花生种子耐脱水力的形成与可溶性糖累积的关系

花生胚轴的耐脱水力在40－65DAP的发育后期逐渐增加,同时胚轴还原性糖／非还原性糖比值下降。缓慢干燥可同时诱导35DAP胚轴累积蔗糖与寡糖（水苏糖与棉籽糖）;外源ABA及高渗处理可诱导35DAP离体胚轴累积蔗糖,但不能累积寡糖（水苏糖）。耐脱水胚轴可溶性糖成分的模拟混合物可在水活度0．32及零上温度进入玻璃态;而不耐脱水胚轴的可溶性糖模拟混合物仅在零下温度进入玻璃态。模拟实验证明在干燥状态下可溶性糖与花生2S蛋白结合,并消除了2S蛋白的干燥结晶。     

玉米种子萌发能力和耐脱水能力的形成

以玉米品种“粤单9117”为材料,研究了种子发育过程中萌发能力和耐脱水能力的获得。玉米种子的生理成熟期约为43DAP（授粉后天数）。胚萌发能力的获得是在14－21DAP、耐脱水能力的获得出现在25－28DAP。胚的耐脱水能力在28DAP后仍不断得到加强。耐脱水能力的获得与细胞膜的发育及受保护的程度密切相关。脱水有利于不同发育时期的胚和种子的萌发。     

脱落酸对发育中花生胚萌发和贮藏蛋白质合成的影响

发育中的花生胚在无激素固体培养基上高体培养时提前萌发,其发芽力随胚的成熟增加而提高。果针入土后40d胚的发芽率达100％。禹体培养过程中,外源ABA能够阻止花生胚提前萌发和促进胚的发育。胚成熟前期,较低浓度的ABA(10~(-5)mol/L)便抑制胚的萌发;而在成熟中期以后,则要求较高浓度的ABA(10~(-4)mol/L)才能抑制胚的萌发。ABA对成熟前期胚的贮藏蛋白质合成无影响,而对成熟中期至后期胚的贮藏蛋白质合成起促进作用。ABA维持花生胚贮藏蛋白质合成和积累的作用表现在转录水平上。     

酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用

以发育中的玉米胚为材料,研究了玉米胚脱水耐性的发育变化及其与抗氧化系统之间的关系。结果表明,授粉后18d的胚获得萌发能力,但不耐脱水;授粉后36d的胚开始获得耐脱水能力,并随着发育逐渐增加。随着发育,胚的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性逐渐降低,过氧化氢酶（CAT）活性逐渐增加。授粉后16～22d的玉米胚中检测不到抗坏血酸,24d后胚中抗坏血酸的含量显著增加;还原性谷胱甘肽含量在整个发育过程中逐渐增加。脱水胚的SOD、APX和DHAR的活性比对照（未脱水）胚低,而GR和CAT活性在发育早期比对照胚低,在发育中、后期高于对照胚。脱水胚的抗坏血酸和还原性谷胱甘肽含量明显低于对照胚。胚中丙二醛的含量随着发育逐渐下降,脱水胚的丙二醛含量显著高于对照。这些结果说明CAT活性和谷胱甘肽含量的增加以及脂质过氧化产物丙二醛含量的下降与玉米胚脱水耐性的获得密切相关。     

顽拗性黄皮种子脱水过程中活性氧清除酶活性的变化

以正常性种子花生为对照,研究了顽拗性黄皮种子脱水过程中活性氧清除酶、膜脂过氧化作用以及电解质渗漏率的变化。随着含水量的下降,黄皮胚的电解质渗漏率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量均显著增加;当黄皮胚含水量下降至40％后,SOD活性开始急剧下降,而POD和CAT活性在胚含水量下降过程中呈现出缓慢下降的趋势。花生胚在含水量从45％降至14％的过程中,电解质渗漏率没有明显增加,MDA含量只有少量增加;当含水量降至14％后,电解质渗漏率出现少量增加。花生胚脱水初期,活性氧清除酶活性明显增加,并在整个脱水过程中维持较高的水平。以上结果表明顽拗性种子黄皮的脱水敏感性与活性氧清除酶相对活性变化有关。脱水引起黄皮胚活性氧清除酶活性降低,活性氧清除能力下降,膜脂过氧化作用加强,膜透性增大。黄皮胚的膜系统可能是脱水伤害的靶位之一。     

顽拗性黄皮种子税水过程中活性氧清除酶活性的变化

以正常性种子花生为对照,研究了顽拗性黄皮种子脱水过程中活性氧清除酶、膜脂过氧化作用以及电解质渗漏率的变化。随着含水量的下降,黄皮胚的电解质渗漏率和膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量均显著增加;当黄皮胚含水量下降致40％后,SOD活性开始急剧下降,而POD和CAT活性在胚含水量下降过程中呈现出缓慢下降的趋势。花生胚在含水量从45％降至145的过程中,电解质渗漏率没有明显增加,MDA含量只有少量增加;当含水量降至14％后,电解质渗漏率出现少量增加,花生胚脱水初期,活性氧清除酶活怀明显增加,并在整个脱水过程中维持较高的水平。以上结果表明：顽拗性处子黄皮的脱水敏感性与活性氧清除酶相对活性变化有关。脱水引起黄皮胚活性氧清除酶活性降低,活性氧清除能力下降,膜脂过氧化作用加强,膜透性增大。黄皮胚的膜系统可能是脱水伤害的靶位之一。     

Ca2+、ABA预处理蝴蝶兰类原球茎的脱水保护系统比较及信号传导关系

CaCl2和ABA溶液及两者联合分别预处理蝴蝶兰类原球茎(PLB)后脱水,对比PLB脱水前后的成活率、脱水保护系统指标变化及Ca2+与ABA信号传导关系.结果表明,CaCl2和ABA溶液及两者联合预处理均能明显提高PLB脱水后的成活率.CaCl2和ABA溶液对可溶性糖、蔗糖、还原糖、SOD和总抗氧化能力有相同的效应趋势,对可溶性蛋白、热稳定蛋白含量及POD、CAT活性的作用趋势有所差异.ABA溶液提高PLB耐脱水性的能力被胞质Ca2+ 螯合剂BAPTA/AM 和钙调蛋白拮抗剂氯丙嗪所削弱,Ca2+预处理提高PLB耐脱水能力被ABA合成抑制剂环丙嘧啶醇削弱.在蝴蝶兰PLB的耐脱水性诱导中,Ca2+和ABA具有基本相同的生理生化基础,在信号传递中两者互相关联,CaCl2取代ABA用于提高PLB耐脱水性是可行的.     

顽拗性黄皮胚脱水过程中核酸、蛋白质代谢的变化

黄皮种子发育晚期,胚内核酸、蛋白质合成能力增强,而花生胚的核酸、蛋白质合成能力在发育晚期则呈下降趋势。黄皮胚的发育在达到生理成熟后维持着活跃的生理代谢并转入萌发状态;而花生胚的代谢活性逐步降低并转入生理静止状态。脱水处理引起生理成熟期黄皮胚核酸、蛋白质合成能力急剧下降,核酸水解酶活性增强。不同程度脱水的黄皮胚吸胀２４ｈ,核酸、蛋白质的合成能力随脱水程度的加深而降低;生物大分子代谢能力的变化是顽拗性     

不同发育时期黄皮种子脱水敏感性的研究

自花后４６ｄ到８８ｄ果实成熟．黄皮种子的发芽率由０升至１００％．而活力指数逐渐上升,到花后７４ｄ达到最大值,之后略有下降．每粒种子的呼吸强度在花后４６－６７ｄ持续增加,此后则渐渐减弱,但湿藏２ｄ后又回升．黄皮种子的发育明显超前于果实．花后７４ｄ时．每粒种子的干重已接近最大值,这时种子活力最大．而果实的鲜重虽然已接近最大值．但其干重却只有成熟时的７３％。花后４６－５３ｄ的种子,其发芽率小于１００％,轻微脱水能提高种子的发芽率及活力指数,花后６０ｄ至果实成熟．种子发芽率均为１００％．这时任何程度的脱水都会引起活力指数的下降,但不同发育时期的黄皮种子耐脱水力有差别．其中以花后６７ｄ的耐脱水力最强．花后８８ｄ果实成熟时种子的耐脱水力最弱。     

玉米胚发育过程中热激蛋白的合成

35S-Met标记玉米胚蛋白合成结果表明,热激处理(42℃)与对照(25℃)的蛋白合成趋势相近,热激抑制16 DAP的蛋白合成,增加22和34 DAP蛋白合成.SDS-PAGE自显影图谱表明,热激诱导16DAP的胚合成86.4、80.0、73.2 kD等3种分子量较高的热激蛋白,22DAP后热激诱导合成86.4、80.0、73.2、24.4、18.2、16.8和13.6 kD等7种分子量的热激蛋白.2D-PAGE自显影图谱进一步显示,热激诱导22和28 DAP的胚合成近20种热激蛋白,其中超过10种为小分子热激蛋白.特异热激蛋白BiP(HsP70)、PDI(HsP60)Western blot表明,这2种热激蛋白在玉米胚发育过程均有高水平的表达,热激对其合成影响不明显.     

花生羧酸酯酶AhCXE的克隆与原核表达

前期功能研究发现当倒置离体培养的果针发生向地性弯曲时,花生羧酸酯酶(AhCXE)基因表达量显著增加。本研究以花生果针为材料,利用RT-PCR与RACE克隆技术,克隆了AhCXE基因并通过生物信息学技术分析了AhCXE基因的基本特征,利用原核诱导技术分析目标蛋白的结构与蛋白表达特征。测序结果表明AhCXE基因ORF全长为1 068 bp,编码355个氨基酸;生物信息学分析显示AhCXE蛋白属于α/β蛋白水解酶家族,具有酯酶活性,参与体内脂类代谢,与大豆羧酸酯酶具有较高的相似度,最后将该蛋白编码的基因命名为AhCXE。     

一种新型的棉花体细胞胚胎发生的快速诱导法

用异常苗的茎段和叶片进行培养,可快速高效诱导获得棉花体细胞胚胎发生,激素组膈及其浓度配比影响异常苗的直接胚胎发生,在附加有０．１ｍｇ／Ｌ ＩＡＡ和０．１ｍｇ／ＬＺＴ的改良ＭＳ培养基上,异常苗不仅体细胞胚胎发生率高,而且形成的体细胞胚数目多,用异常苗作外植体获得胚性愈伤组织仅需要时间１０ｄ,获得成熟胚需要２０－３０ｄ,获得再生植株需要６０ｄ,大大短于常规方法获得胚性愈伤组织、体细胞胚和再生植株的时间     

花生种子耐脱水力的形成与可溶性糖累积的关系

花生胚轴的耐脱水力在４０－６５ＤＡＰ的发育后期逐渐增加,同时胚轴还原性糖／非还原性糖比值下降。缓慢干燥可同时诱导３５ＤＡＰ胚轴累积蔗糖与寡糖;外源ＡＢＡ及高渗处理可诱导３５ＤＡＰ离体胚轴累积蔗糖,但不能累积寡糖。耐脱水胚轴可溶性糖成分的模拟混合物可在水活度０．３２及零上温度进入玻璃太;而不耐脱水胚轴的可溶性糖模拟混合物仅在零下温度进入玻璃态。     

低温诱导蛋白及其与植物的耐寒性研究进展

低温诱导蛋白是植物在温度逆境条件下诱导产生的一系列蛋白,以抗冻蛋白、脱水蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白较多,而且低温诱导蛋白质一旦在体内形成,植物体就会尽快地适应外界环境,表现出较强的抗逆性.本文对几种主要的低温诱导蛋白——抗冻蛋白、脱水蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白的特性及其与植物耐寒性的关系研究进行综述,以期为进一步阐明植物耐寒的分子机制以及提高植物耐寒力研究提供新的思路.