干旱、盐、温度对植物体NADP-苹果酸酶的影响与机理

NADP-苹果酸酶是植物体代谢的重要酶之一,参与了多个代谢过程,在植物体内广泛存在,与各种环境胁迫关系密切。目前,胁迫条件下的植物体NADP-苹果酸酶基因的表达情况以及酶活性的变化是关注的重点,同时,NADP-苹果酸酶在抗胁迫方面的机理研究也在逐渐的展开。综述了干旱、盐、高温和低温胁迫条件下NADP-苹果酸酶活性及该酶基因表达变化的特点,揭示了其在对植物体抵御各种胁迫带来的危害时所发挥的作用以及作用机理。     

环境胁迫对库拉索芦荟叶片超微结构影响研究

对1年生库拉索芦荟分别用盐(1.8%的NaCl)、低温(10℃)、干旱[25%(w/v)的聚乙二醇-6000]3种胁迫条件处理7d后,对其叶肉细胞超微结构进行观察.结果发现:3种胁迫处理均可使库拉索芦荟细胞膜系统、叶绿体、线粒体、细胞核等结构受到不同程度的破坏,叶绿体周围出现许多小泡,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低;盐胁迫下高尔基体在细胞质中解体;盐和低温胁迫下均可见线粒体膜与叶绿体膜发生融合、线粒体嵌在叶绿体当中的现象.另外,本研究发现,盐胁迫、低温胁迫比干旱胁迫对库拉索芦荟细胞膜的损伤更严重,而水分胁迫对其的伤害程度较小,表明库拉索芦荟的抗旱性较其抗盐性更强.     

硅改善盐胁迫下库拉索芦荟生长和离子吸收与分布

Si2．0mmol／L处理明显缓解NaCl 100、200mmol／L胁迫120d对库拉索芦荟（Aloevera）生长的抑制作用。Si可显著降低NaCl胁迫下芦荟植株中的Na^＋和Cl^-含量,提高K^＋含量,从而显著降低K^＋／Na^＋,促进根对K^＋的选择性吸收（ASK,Na）和K^＋向地上部的选择性运输（TSK,Na）,以维持植株体内的离子稳态。根系和叶片横切面的X-射线能谱微区分析结果进一步证实了这一结果。Si改善盐胁迫下芦荟对K^＋的选择性吸收和运输的机制之一是通过显著提高盐胁迫下芦荟根细胞质膜H^＋ATPase、液泡膜H^＋-ATPase和液泡膜H^＋-PPase的活性。     

库拉索芦荟幼苗对海水胁迫的响应

采用砂培试验,研究库拉索芦荟（Aloe vera）幼苗对海水胁迫的响应特征。结果表明：（1）30％海水处理20d,库拉索芦荟幼苗的干重与对照无显著差异,而30％海水处理库拉索芦荟的根干重明显高于10％海水及淡水处理;（2）海水胁迫下,库拉索芦荟幼苗中离子区域化明显：从地下部和地上部来看,Na^＋、Cl^＋明显在芦荟根部积累,海水比例越高,根部Na^＋、Cl^＋含量越大,而K^＋却相反;海水胁迫下芦荟地上部分功能叶片中Na^＋、Cl^＋含量最低,K^＋含量最高,而淡水处理从老叶到新叶,Na^＋、Cl^＋含量总是呈下降趋势,而K^＋正好相反;随海水胁迫在库拉索幼苗中Ca^2＋含量下降,而Mg^2＋含量七升;（3）随海水胁迫时间增加芦荟叶片质膜透性呈显著上升,MDA含量呈波动变化。     

番茄两个盐胁迫响应基因的cDNA克隆及其表达分析

根据前期耐盐芯片研究提供的两条EST序列设计引物,利用RACE技术从番茄耐盐品种Edkawi中克隆了其5’和3’片段,并拼接成全长cDNA,分别命名为SISRGl和SISRG2。两个基因序列在GenBank中的登录号为EU670751和EU670752,其大小分别为1300bp和1810bp,编码蛋白分别为309和499个氨基酸。半定量RT,PCR表明SISRGl在番茄茎、叶、花中表达较强,在所检测的其它组织中表达很弱,SISRG2在叶和花中表达量最高,其次为茎和根,在果实中表达微弱。盐胁迫表达谱结果显示SISRGl在盐处理的Edkawi中缓慢增强,SISRG2则在盐胁迫后表达迅速增强,在未进行盐胁迫的对照中,两个基因的表达趋势均为减弱。本研究为番茄抗逆研究提供了新的候选基因资源。     

海水组培法培育芦荟耐盐品系研究

以库拉索芦荟(Aloe vera)组培苗为材料,在培养基中添加不同浓度海水对芦荟进行盐胁迫驯化培养.结果显示:(1)在50%海水处理的组培植株性状分离最明显,且有部分芦荟苗生长旺盛;盐胁迫驯化前芦荟(库拉索)与盐胁迫驯化后芦荟('南盐1号')的组培苗在分化过程中存在明显的差异,库拉索芦荟的芽分化率、平均分芽数、心叶生长速率及生根系数等指标均明显低于同比例海水处理下的'南盐1号';'南盐1号'芦荟苗在0～20%海水条件下组培时,芦荟分化率随着海水浓度的加大而降低,而30%海水组培处理时芦荟芽增长数上升至淡水组培水平,且平均心叶数增加速率最大,根生长变化特征与其芽分化生长基本一致.(2)移栽入圃后用50%天然海水灌溉时,'南盐1号'芦荟植株根系发达,生长正常,而库拉索芦荟则盐胁迫症状明显;经一年大田海水灌溉比较试验发现,'南盐1号'的地上部与根部的鲜重在淡水灌溉下与库拉索芦荟没有差异,而在30%和60%比例的海水灌溉下均显著高于库拉索芦荟;用30%的海水灌溉培养下,'南盐1号'地上部产量与淡水灌溉的产量无显著差异,而库拉索芦荟的地上部产量却比淡水处理降低15%～20%.研究表明,通过海水组织培养能筛选出芦荟耐盐株系,且其耐盐分化株系筛选的最适浓度为50%海水.     

库拉索芦荟幼苗对海水胁迫的响应

本文探讨库拉索芦荟(Aloe vera)对海水胁迫的响应,以研究海水灌溉芦荟的可行性。采自海南省乐东试验基地一年生库拉索芦荟幼苗移栽入下部具孔、透气性良好的紫砂盆(30 cm×40 cm)中,每盆装10kg的砂性壤土,土壤中含水量17.6 g·kg~(-1)     

渗透胁迫调节的转基因表达对植物抗旱耐盐性的影响

干旱和盐渍是影响植物生长和农作物产量的最重要的环境因子。本文综述了近年来通过超量表达低分子量化合物和渗透胁迫保护蛋白等获得抗旱耐盐转基因植物的报道,旨在系统阐述转基因表达对植物抗旱耐盐性的影响。     

盐胁迫对4树种叶片中K^＋和Na^＋的影响及其耐盐能力的评价

通过盆栽试验,对我国南方银杏（Ginkgo biloba L.)、侧柏[Patycladus orentalis(L.)Franco]、火炬松（Pinus taeda L.)和剌槐(Robinia Pseudoacacia L.)4造林树种苗木叶片中K^ 、N^ 浓度浓度和N^ ／K^ 比进行测定,盐处理水平为0.0％（CK）、0.1%、0.3%和0.5％。随着盐浓度的提高,各树种叶片中Na^ 浓度和N^ ／K^ 有逐渐升高的趋势,但K^ 浓度变化较小;随着盐胁迫时间的推移,各树种叶片中Na^ 、K^ 浓度和Na^ /K^ 比都没有明显的变化规律。方差分析和多层比较表明,侧柏、火炬松和剌槐叶片中Na^ 、K^ 浓度和N^ ／K^ 比在4组处理间的差异均达显著或极显著水平。4树种中剌槐和侧柏的耐盐能力最强,银杏次之,火炬松最弱。     

水稻(Oryza sativa L.)苹果酸酶(OsNADP-ME3)基因在逆境下的表达特性研究

水稻苹果酸酶（NADP-ME）是多基因家族,由3个胞质型NADP-ME和1个质体型NADP-ME构成。本研究针对水稻胞质型成员（命名为NADP-ME3）（NM₀01061367）进行初步的功能解析。克隆获得的NADP-ME3基因的cDNA序列全长为2240bp,其中5’非翻译区为151bp,3’非翻译区为376bp,开放读码框（ORF）长1713bp,编码570个氨基酸。为研究NADP-ME3在逆境胁迫下的表达量变化,Northern blot检测结果显示,在NaCl、NaHCO3和PEG胁迫条件下,NADP-ME3随胁迫处理时间的不同表达量呈现不同程度的变化,推断NADP-ME3可能与非生物胁迫有应答关系,将NADP-ME3转入拟南芥中并通过观察转基因拟南芥在非生物胁迫下表型变化,发现NADP-ME3能够在一定程度上提高植物对非生物胁迫的耐受性。     

Mineral Content and Biochemical Variables of Aloe vera L. under Salt Stress

Despite the proven economic importance of Aloe vera, studies of saline stress and its effects on the biochemistry and mineral content in tissues of this plant are scarce. The objective of this study was to grow Aloe under NaCl stress of 0, 30, 60, 90 and 120 mM and compare: (1) proline, total protein, and enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase (PEP-case) in chlorenchyma and parenchyma tissues, and (2) ion content (Na, K, Ca, Mg, Cl, Fe, P. N, Zn, B, Mn, and Cu) in roots, stems, leaves and sprouts. Proline and PEP-case increased as salinity increased in both parenchyma and chlorenchyma, while total protein increased in parenchyma and decreased in chlorenchyma, although at similar salt concentrations total protein was always higher in chlorenchyma. As salinity increased Na and Cl ions increased in roots, stems, leaves, while K decreased only significantly in sprouts. Salinity increases typically caused mineral content in tissue to decrease, or not change significantly. In roots, as salinity increased Mg decreased, while all other minerals failed to show a specific trend. In stems, the mineral concentrations that changed were Fe and P which increased with salinity while Cu decreased. In leaves, Mg, Mn, N, and B decreased with salinity, while Cu increased. In sprouts, the minerals that decreased with increasing salinity were Mg, Mn, and Cu. Zinc did not exhibit a trend in any of the tissues. The increase in protein, proline and PEP-case activity, as well as the absorption and accumulation of cations under moderate NaCl stress caused osmotic adjustment which kept the plant healthy. These results suggest that Aloe may be a viable crop for soil irrigated with hard water or affected by salinity at least at concentrations used in the present study.     

沙地云杉LBD基因家族鉴定及盐胁迫响应分析北大核心CSCD

沙地云杉(Picea mongolica)是我国稀有珍贵树种,具有耐旱、耐寒、耐沙埋的优良抗性。LBD(lateral organ boundaries domain)是植物侧生器官中重要的转录因子,在植物生长发育和胁迫应答进程中起关键作用,但目前尚未报道有关沙地云杉中LBD基因家族的研究。本研究参考挪威云杉全基因组数据及沙地云杉转录组数据鉴定沙地云杉LBD基因,进行生物信息学分析并利用qRT-PCR检测LBD基因在不同组织(茎尖、主根、侧根、茎和叶)及盐胁迫胁迫条件下的表达水平。结果表明,在沙地云杉转录组中共鉴定出30个LBD基因(PmLBD1-30),蛋白序列长度在119~309 aa之间,分子量为10.5~33.4 kD,等电点介于5.15~9.26之间,Cell-PLoc亚细胞定位显示均位于细胞核中;所有的LBD蛋白结构域、基因结构高度保守,并由相似的基序组成;根据系统发育树可将其分为5个亚家族(Class I a~e),沙地云杉在各类中的成员依次为4,11,5,1,9个;qRT-PCR试验结果显示,PmLBDs在不同组织中均有表达,如PmLBD2/5/18/19在茎中高表达,ClassⅠb中的PmLBD9/20/23基因在侧根中强烈表达;大多数PmLBDs的表达强烈响应盐胁迫,17个PmLBD基因在盐处理后上调表达,而6个PmLBD基因在盐处理后下调表达,且同一亚族基因表达情况呈现相似趋势。     

小黑杨花药培养植株转化胆碱氧化酶基因提高耐盐性

以小黑杨（Populus simonii×p．nigra）花药培养植株无菌苗叶片为外植体,通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法将胆碱氧化酶基因（codA）导入小黑杨中,共获得4株转化株系,PCR扩增和Southern杂交检测结果全部呈阳性,表明codA基因已整合到小黑杨花药培养植株基因组中。荧光定量RT-PCR检测证明,codA基因在小黑杨花药培养植株中获得表达。耐盐实验结果显示,各转基因株系在0．6％的NaCl浓度下能够生长,而非转基因对照小黑杨受盐害严重,说明codA基因的导入提高了转基因植株的耐盐性。     

Genome-Wide Identification of the F-box Gene Family and Expression Analysis under Drought and Salt Stress in Barley

The F-box protein-encoding gene family plays an essential role in plant stress resistance. In present study, 126 non-redundant F-box genes were identified in barley (Hordeum vulgare L., Hv). The corresponding proteins contained 165– 887 amino acid residues and all were amphiphilic, except 5 proteins. Phylogenetic analysis of F-box protein sequences in barley and stress-related F-box protein sequences in wheat and Arabidopsis thaliana (At) was used to classify barley F-box genes are divided into 9 subfamilies (A–I). A structure-based sequence alignment demonstrated that F-box proteins were highly conserved with a total of 10 conserved motifs. In total, 124 F-box genes were unevenly distributed on 7 chromosomes; another 2 genes have not been anchored yet. The gene structure analysis revealed high variability in the number of exons and introns in F-box genes. Comprehensive analysis of expression profiles and phylogenetic tree analysis, a total of 12 F-box genes that may be related to stress tolerance in barley were screened. Of the 12 detected F-box genes, 8 and 10 were upregulated after drought and salt stress treatments, respectively, using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). This study is the first systematic analysis conducted on the F-box gene family in barley, which is of great importance for clarifying this family’s bioinformatic characteristics and elucidating its function in barley stress resistance. These results will serve as a theoretical reference for subsequent research on molecular regulation mechanisms, genetic breeding, and improvement.     

NaCl 胁迫下小麦突变体和野生型叶片中一些有机溶质累积和基因表达差异

盐胁迫下突变体和野生型叶片中的脯氨酸累积量均有显著的增加,野生型的增加幅度不及突变体。至９６ ｈ ,两者含量均下降,但突变体的脯氨酸含量仍高于野生型。１００ｍ ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ 胁迫７２ ｈ ,突变体叶片中可溶性糖的含量有显著的增加,增加量随盐浓度增加而降低。至９６ ｈ,各个盐浓度处理的突变体可溶性糖的含量基本恢复到其对照的水平;除１００ ｍｍｏｌ／Ｌ 盐胁迫处理组外,野生型叶片中可溶性糖含量均大幅度下降。盐胁迫下突变体和野生型叶片细胞可溶性蛋白组分有明显的差异。ｍＲＮＡ 差异显示结果表明,突变体有６ 个差异性的ｃＤＮＡ 片段     

过量表达棉花GaSus3基因增强拟南芥的耐盐性

构建了植物过量表达载体p35S：：GaSus3,通过花序浸染法成功获得转GaSus3基因拟南芥植株。利用NaCl模拟盐胁迫处理,证实转基因拟南芥与野生型相比耐盐性明显增强。在盐胁迫下,转基因拟南芥受到的影响较小,而野生型则受盐害影响严重：转基因拟南芥具有更好的萌发率和主根长度,以保证植株正常生长;盐胁迫下转基因拟南芥能保持较多的绿色叶片,而野生型则过早黄化死亡。研究还发现,转基因拟南芥的过氧化氢酶活性在胁迫前后都高于野生型,这说明转GaSus3基因能够提高拟南芥抗氧化胁迫的能力。研究结果为进一步探讨GaSus3基因在棉花耐盐方面的功能奠定了基础。     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。