低温胁迫对巨尾桉幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响

以木本植物巨尾桉幼苗为材料 ,研究低温胁迫对巨尾桉膜脂过氧化及保护酶的影响 ,测定了幼苗叶片的O 2(超氧阴离子 )产生速率、H2 O2 、(过氧化氢 )、MDA(丙二醛 )含量、相对电导率和SOD(超氧化物歧化酶 )、POD(过氧化物酶 )、CAT(过氧化氢酶 )、APX(抗坏血酸过氧化物酶 )活性。结果表明 :低温胁迫使叶片O 2 产生速率、H2 O2 、MDA含量和相对电导率增加 ,但抗寒锻炼植株的增幅远小于对照 ;抗寒锻炼植株的SOD、POD、CAT和APX活性均低于对照。     

沙冬青脱水素基因转化紫花苜蓿的耐寒性研究

以紫花苜蓿品种‘中苜2号’为野生型材料,采用农杆菌介导法将沙冬青脱水素基因(dehydrin,AmDHN)导入紫花苜蓿基因组中并获得转基因植株,通过PCR和Southern blot杂交鉴定转基因植株,利用RT-PCR和qRT-PCR检测转基因植株中AmDHN基因及低温胁迫相关基因的表达量,并测定低温胁迫下苜蓿叶片的脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量,从分子水平和生理指标两个层面研究转基因植株的抗寒特性,为进一步获得抗寒性较强的转基因苜蓿新材料提供依据。结果显示:(1)AmDHN基因已整合在转基因苜蓿植株基因组中,而且在不同的转基因株系中AmDHN的表达量也各不相同。(2)低温(4℃)处理后转基因植株中冷胁迫相关基因CBF2、CBF3、ProDH和CAS17的表达量明显高于同期野生对照;CBF2、CBF3和CAS17表达量在冷处理5h后都显著增加并达到最大值,而ProDH表达量在冷处理7d时最高,它们的最高值分别是对照的2.5、4、1.6和3倍左右。(3)苜蓿叶片的Pro和MDA含量均随低温处理时间延长而逐渐增加,转AmDHN基因苜蓿叶片的Pro含量始终高于同期野生型植株,而其MDA含量却始终低于同期野生型植株,且两类植株间差异均在胁迫14d时达到显著水平。因此,推测转AmDHN基因苜蓿中积累的AmDHN蛋白可能对一些酶的活性及膜系统起冷冻保护作用,从而使得转AmDHN基因紫花苜蓿的植株抗寒性提高,同时AmDHN也可能通过调控与低温相关基因的表达间接调节植物的耐低温能力。     

水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析

为了明确FmCCoAOMT基因的功能,以水曲柳(Fraxinus mandshurica)为材料,利用qRT-PCR方法分析FmCCoAOMT基因的表达模式,结果显示FmCCoAOMT基因具有组织特异性。在雌株和雄株多年生木质部的表达量最高,其中在雄株中是新生枝皮表达量的9.4倍,在雌株中是叶片表达量的13.1倍。采用叶盘法获取转基因烟草(Nicotiana tabacum)植株,过表达FmCCoAOMT的烟草与野生型相比,木质素含量升高41%,纤维素和半纤维素含量分别降低32%和52%。非生物胁迫处理后过表达FmCCoAOMT烟草相比于野生型,POD和SOD活性增加,MDA含量下降,且活性氧含量减少,其中NaCl处理后,POD活性比对照组升高83%;NaCl、ABA和甘露醇处理后,SOD活性比对照组分别升高56.6%、44.2%和19.0%,MDA含量比对照组分别降低了77.2%、11.7%和47.6%。结果表明FmCCoAOMT基因通过参与木质素合成,促进非生物胁迫适应能力。     

低温下硼对巨尾桉叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响

以木本植物巨尾桉幼苗为材料,研究在低温下,硼对巨尾桉叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响.结果表明:在低温(5℃,以25℃为对照)下,缺硼或低硼(≤10 umol/L)导致巨尾桉叶片相对电导率、超氧物阴离子自由基(O2-)产生速率、丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性增加;抗坏血酸(ASA)和可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降.而15 u mol/L硼可以减轻低温对巨尾桉幼苗的伤害,提高巨尾桉幼苗的抗寒能力.     

大豆SbPRP3基因表达及转基因烟草非生物胁迫鉴定

为研究大豆(Glycine max L.)细胞壁脯氨酸富集蛋白基因(SbPRP3)在逆境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR,对SbPRP3在高盐、干旱和低温处理下的表达情况进行检测。结果显示,SbPRP3在高盐处理下表达量升高,在干旱和低温处理下表达量先升高后降低。将SbPRP3构建到植物表达载体pRI101-AN上并转化烟草,获得阳性转基因烟草3株。对转基因烟草植株进行高盐、干旱和低温胁迫处理。结果表明,与对照相比,高盐和低温处理下转基因烟草脯氨酸积累量增加,而丙二醛产生量降低。但干旱处理后转基因烟草脯氨酸和丙二醛的含量与对照相比没有显著差异。由此推测SbPRP3可以提高转基因烟草的耐盐性和耐寒性。     

低温下硼对巨尾枝叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响

以木本植物巨尾桉幼苗为材料,研究在低温下,硼对巨尾桉叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响。结果表明：在低温(5℃,以25℃为对照)下,缺硼或低硼(≤10μmol／L)导致巨尾桉叶片相对电导率、超氧物阴离子自由基(O2^-)产生速率、丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性增加;抗坏血酸(ASA)和可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降。而15μmol／L硼可以减轻低温对巨尾桉幼苗的伤害,提高巨尾桉幼苗的抗寒能力。     

羊草LcPIP基因遗传转化露地菊及其抗盐性鉴定

PIP是重要的水孔蛋白之一,与植物的抗逆性有关。本文用叶盘法将羊草LcPIP遗传转化露地菊火焰,通过常规PCR和GUS染色方法鉴定转基因株系,Real-time PCR检测盐胁迫下转基因和野生植株中CmPIP1和CmPIP2的相对表达量,并测定SOD、POD活性和MDA含量。结果显示,在转LcPIP基因的露地菊植株叶片中,CmPIP1和CmPIP2基因表达量均上升,是野生型植株的2倍;根部的CmPIP1与CmPIP2基因的表达量均上升,CmPIP1上升程度高于CmPIP2。在200 mmol·L~(-1) NaCl的胁迫下,野生型植株中CmPIP1基因表达量明显下降,而转基因植株中CmPIP1基因表达量在12~48 h出现明显的上升;在盐胁迫12 h后,转基因植株中CmPIP2基因表达量上升程度明显高于野生型植株。盐胁迫12 h后,转基因植株的SOD活性提高更为明显。在盐胁迫前期(0~24 h)转基因植株MDA含量增加幅度低于野生型植株;在盐胁迫后期(48~72 h)转基因露地菊POD活性出现明显上升,而野生型露地菊呈下降趋势。     

转TaDREB基因提高芦荟抗低温特性的研究

以库拉索芦荟(Aloe vera L.)幼茎为外植体,利用农杆菌介导法将携带小麦功能基因TaDREB的表达载体pBIR1转化库拉索芦荟,在添加3.0mg/L BA、250mg/L Carbenicillin和15~25mg/L G418的MS培养基上诱导、筛选丛生芽,连续筛选几代后,将2.0~3.0cm高的抗性再生芽转移到1/2MS生根培养基上壮苗,共获得58株生长良好的抗性植株。根据标记基因npt Ⅱ及目的基因TaDREB的序列设计上游引物,对所有抗性植株进行PCR检测,共获得3株PCR阳性植株,结果表明目的基因的转化效率为0.5%。将转基因阳性植株置于4℃低温处理2周,20℃冷冻处理30min,发现对照植株发生严重冻害,而转基因植株生长良好,抗低温特性明显提高。对低温胁迫条件下培养14天的转基因植株SOD、POD酶活性进行分析,结果表明低温胁迫下转基因植株SOD、POD活性均呈降－升－升－升趋势变化,与非转基因植株的变化趋势降－升－降－降有所不同。进一步利用电导率法检测,结果转基因植株电导率的平均值为0.456,明显低于对照的0.685;说明转基因芦荟细胞膜的稳定性得到很好的改善,是其抗低温特性提高的内在生理基础。     

转拟南芥P5CS1基因增强羽衣甘蓝的耐旱性

为提高羽衣甘蓝的耐旱性,本文将拟南芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS1）基因经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植株中,检测转基因株系与野生型植株在干旱胁迫下P5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干重、鲜重和整株存活率。结果表明,在15%PEG6000渗透胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA表达量明显增加,转基因植株脯氨酸含量是野生型的2.4倍;主根长、最长侧根长、侧根数目、整株干重和鲜重均高于野生型,干重/鲜重则低于野生型,转基因植株的平均存活率为78%,极显著高于野生型。数据显示,AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐旱性。     

蒙古冰草MwMYB4基因功能鉴定

MwMYB4基因是从蒙古冰草中克隆得到的MYB类转录因子家族成员之一。该研究以转MwMYB4基因的拟南芥后代为材料,通过在干旱和低温胁迫下对转基因植株进行表型分析、理化指标测试和分子鉴定,分析并验证MwMYB4基因的功能。结果显示:(1)蒙古冰草MwMYB4基因已成功整合到转基因拟南芥T_1代的基因组中并实现转录水平的表达。(2)转基因拟南芥T_2代植株在干旱胁迫条件下,转基因植株叶片枯黄程度较轻,相对电导率较野生型变化幅度低,脯氨酸含量明显高于野生型对照,且MwMYB4基因的表达量随干旱胁迫时间延长而增加。(3)在低温胁迫条件下,转基因拟南芥叶片的枯白程度明显低于野生型,且MwMYB4基因的表达量随低温胁迫时间增加而增加。研究表明,过量表达蒙古冰草MwMYB4基因能够提高转基因拟南芥对干旱和低温的耐受性,该基因可能在干旱胁迫和低温胁迫调控机制中发挥调控作用,可作为改良农作物和其他牧草抗旱、抗寒性的重要候选基因。     

干旱胁迫下巨尾桉的形态可塑性和生理响应特征

以1月龄巨尾桉组培苗为材料,通过模拟雨季和旱季的土壤水分条件试验探讨干旱胁迫下巨尾桉幼苗形态的可塑性及生理响应特征.结果表明:与高水和中水处理相比,低水处理(13%左右土壤体积水分含量,模拟旱季土壤水分)导致巨尾桉幼苗生物量减少,叶片形态发生明显变化,总叶面积、叶片数、平均叶面积和比叶面积减少,而且叶片可溶性糖含量增加;但水分胁迫下巨尾桉生物量分配模式不变,叶片脯氨酸含量变化也不明显,叶片最大光化学量子效率(Fv/Fm)仍维持在正常水平.研究发现,干旱并未对巨尾桉光合能力和水分吸收策略造成过多影响,巨尾桉能通过限制生长、减少水分消耗来应对干旱胁迫,保证植株安全度过干旱同时又不会过度消耗当地环境水分,以利于维持当地旱季的水分平衡.     

棉花漆酶基因在转基因新疆杨中的表达及其对木质素合成的影响

以新疆杨叶柄为外植体,利用农杆菌法将棉花漆酶基因GaLAC1导入新疆杨.PCR,Soutllern杂交证明外源基因已经整合到杨树基因组中.漆酶活性分析表明转基因植株中漆酶活性较非转基因对照显著提高.与对照植株相比,转基因新疆杨茎段中总木质素的含量有不同程度的增加,最高达21.5%.木质素的组织化学染色进一步证实了GaLAC1的过量表达能够导致转基因植株中总木质素含量的增加.实验结果表明GaLAC1参与了植物体内木质素的合成,这是首次成功利用转基因植物证实植物漆酶基因参与木质素合成的报道.     

番茄Sly-MIR167的抗冷性研究

以番茄为材料,采用Northern杂交技术,分析番茄MIR167(Sly-MIR167)在低温胁迫下的表达模式,以明确Sly-MIR167在冷胁迫下的分子调控机制,为基因工程在改良番茄品种中的实际应用提供依据。结果显示:(1)25℃下Sly-MIR167在番茄根、茎、花瓣、果实、叶片都有表达,4℃低温胁迫下的表达量均增加,表明Sly-MIR167表达受低温诱导。(2)采用农杆菌侵染构建表达载体并转化番茄获得转基因植株,冷胁迫实验结果显示:转基因植株在冷胁迫处理的生长状况明显优于对照;另外,冷胁迫下2个转基因株系(T2-5和T2-19)的最大光化学效率、叶绿素含量下降幅度明显低于野生型;脯氨酸含量高于野生型;MDA含量低于野生型,表明Sly-MIR167能够提高番茄对冷胁迫的耐受性。(3)通过miRU在线软件预测Sly-MIR167的靶基因为NF-YA1、NF-YA2,利用RT-PCR技术分析其表达下调,证明它们被MIR167负调控。     

水稻PHD-finger转录因子基因OsMsr16增强耐盐性的可能性研究

Os Msr16(Oryza sativa L.multi-stress-responsive gene 16)是一个新的水稻植物同源结构域(PHD)-finger家族转录因子基因。之前研究显示,Os Msr16受到低温、高温和干旱胁迫的诱导表达。本研究中,q RT-PCR分析表明Os Msr16同样受到盐胁迫的诱导表达,推测该基因可能参与植物在高盐胁迫下的生理调控。苗期盐处理条件下,与对照相比,过表达Os Msr16的转基因水稻植株叶片失绿面积较少,存活率更高。盐胁迫条件下,转基因植株中积累更高含量的脯氨酸和可溶性糖,而丙二醛含量和双氧水含量明显降低。转基因植株中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性明显高于对照。以上结果说明Os Msr16基因可能在植物防御盐胁迫过程中发挥重要作用。     

过表达LeNLP4转录因子提高番茄抗低温胁迫能力

NAC（NAM-ATAF1,2-CUC2）转录因子在植物胁迫响应中起重要作用。为了探讨三舭丹基因在番茄抗低温胁迫中的功能,分离了番茄LeNLP4转录因子基因,并获得转正义LeNLP4基因番茄植株。荧光定量PCR分析表明,LeNLP4的表达受低温诱导。与野生型植株相比,在4℃胁迫下转基因植株具有较高的生长量和光系统II（PSH）最大光化学效率（Fv／Fm）、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子（O2-）清除速率、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,以及较低的丙二醛（MDA）含量和相对电导率（REC）。过表达株系中SICBF1的表达高于野生型。上述结果表明,LeNLP4的过表达提高了转基因番茄抗低温胁迫能力。     

过表达ZmSKIP基因提高烟草抗低温胁迫的能力

以野生型和过表达ZmSKIP基因烟草为试材, 研究了低温胁迫下过表达ZmSKIP对烟草抗氧化能力的影响。测定了不同低温处理时间下过表达ZmSKIP转基因烟草T3代植株和野生型植株抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量以及相对电导率, 结果表明, 低温下, 相对于野生型植株, 转基因烟草具有较高的抗氧化酶活性和较低的相对电导率和MDA含量, 说明过表达ZmSKIP提高了转基因植株的耐低温胁迫能力。     

过量表达菊花DmDREBa基因提高转化烟草耐低温能力

各种环境因素,如干旱、高盐、激素和低/高温等非生物胁迫对植物的生长发育造成很大影响。DREB转录因子在植物抵抗非生物胁迫中起到关键作用。本研究通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法将菊花DmD REBa基因导入烟草中并进行了耐低温能力分析。研究利用PCR的方法鉴定出了43株转基因阳性植株。随机选取其中9株转基因植株,有7株在RNA转录水平能够表达。Southern杂交检测表明,DmD REBa基因以1~3个拷贝形式随机插入到烟草基因组中。胁迫处理结果表明,DmD REBa基因明显增强了转基因烟草抵抗低温能力。通过叶片上下表皮气孔密度检测,发现转基因烟草的蒸腾失水量远远低于对照野生型。进一步对低温胁迫下转基因烟草的丙二醛含量进行测定分析,发现转基因烟草丙二醛含量比野生型烟草低22.29%。综上结果表明,DmD REBa基因能够提高转基因烟草对低温的耐受能力,为菊花DREB转录因子的深入研究提供理论依据,并为进一步解析菊花DREB基因功能奠定基础。     

沙冬青脱水素基因提高转基因紫花苜蓿的耐旱性

为鉴定转基因紫花苜蓿的耐旱能力,本研究以转基因紫花苜蓿T0代植株为材料,通过干旱胁迫,从转基因植株的表型、生理指标和分子水平等层面检测转基因植株的抗旱特性,试验表明,干旱胁迫后转基因苜蓿和对照的茎、叶片全部干枯,而复水后转基因苜蓿大部分恢复生长,对照几乎全部死亡。干旱胁迫后苜蓿叶片的Pro和MDA含量均随处理时间延长而逐渐增加,转基因植株叶片的Pro含量高于对照,而其MDA含量低于对照植株,且二者均达到了显著差异;转基因苜蓿的离体叶片失水率也明显低于对照。在20%PEG胁迫下,植株体内ProDH和P5CS基因的相对表达量都是先升后降,转基因植株和对照中ProDH和P5CS基因的表达量显著增加,且二者在转基因植株与对照间存在显著差异。这表明,在干旱胁迫条件下,由于AmDHN基因在紫花苜蓿中的过量表达,可能引起植株体内脯氨酸的大量积累,并进一步诱导脯氨酸合成相关基因的表达,最终引起植株抗旱性的提高,因此,推测转基因苜蓿的耐旱性比对照强。     

低温逆境对不同核桃品种抗氧化系统及超微结构的影响

为揭示核桃抗寒机理,确定核桃抗寒性鉴定适宜的生化指标,以展叶期抗寒性不同的哈特雷、晋龙1号和晋龙2号3个品种1年生枝条的叶片为材料,测定了1℃低温下抗氧化酶活性及超氧阴离子(O2(-))含量的变化,并采用透射电子显微镜观察低温逆境对抗寒性差异大的哈特雷和晋龙2号叶肉细胞超微结构的影响.结果表明:低温胁迫前后抗寒性强的哈特雷叶片中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性最高,超氧阴离子含量最低,叶肉细胞超微结构较稳定,叶片没有明显冷害症状.抗寒性差的晋龙2号随着低温胁迫时间的延长,3种抗氧化酶活性的下降幅度最大,O2(-)含量始终处于高水平;胁迫72 h时细胞叶绿体普遍膨胀,基粒片层变薄,数目减少,部分叶绿体被膜及质膜清晰度下降,部分顶端小叶叶缘呈水浸状,表现出冷害症状.可见,低温逆境下核桃叶肉细胞超微结构的稳定性与其品种的抗寒性密切相关.SOD、POD活性以及O2(-)含量可作为展叶期核桃抗寒性鉴定的生化指标;低温胁迫下核桃叶片细胞内膜系统的损伤与活性氧积累之间可能存在一定的相互关系.     

转NtFer1基因粳稻空育131抗Fe~(2+)胁迫能力分析

旨在研究烟草铁蛋白基因NtFer1功能,提高粳稻抗逆性等。利用农杆菌介导法将NtFer1基因转入粳稻空育131,经抗性筛选、PCR、Southern杂交、Northern杂交和RT-PCR检测等,表明外源基因已整合到空育131基因组中,并能够在子代稳定遗传表达。在缺铁和铁过量条件下培育T2代转基因植株,缺铁条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD、POD)、叶绿素相对含量、叶片总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而丙二醛(MDA)含量显著低于对照;铁过量条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD)、叶片总铁含量、糙米总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而MDA含量和稻瘟病叶瘟指数显著低于对照。表明铁蛋白基因NtFer1能够提高转基因植株抗氧化胁迫能力和稻瘟病抗性,增加植株铁离子储藏能力,增强植株缺铁胁迫的耐性和铁过量胁迫的抗性。