水稻和小麦根尖细胞壁多糖的铝积累能力比较

采用水培法比较4种禾本科植物水稻（Oryza sativa L.）、玉米（Zea mays L.）、高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）和小麦（Triticum aestivum L.）8个基因型的抗铝（Al）能力,并对他们在Al积累后细胞壁的多糖组分进行分析。结果显示,在5~200 μmol/L Al处理下,水稻抗Al能力较强,而小麦抗Al能力较弱。在50 μmol/L Al处理下,小麦根尖的果胶和半纤维素1含量的增幅明显高于水稻。水稻基因型‘日本晴’与‘浙辐802’的细胞壁Al含量分别占根尖总Al含量的78.7%和91.6%;小麦基因型‘扬麦18’与‘扬麦16’Al含量分别占根尖总Al含量的64.9%和72.1%。Al吸附-解吸实验结果显示,小麦根尖细胞壁上Al的吸附量高于水稻。研究结果表明,细胞壁是Al积累的主要部位,对Al敏感的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在果胶中;而对Al耐性较强的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在半纤维素1中。     

边缘细胞对荞麦根尖铝毒的防护效应和对细胞壁多糖的影响

以2个荞麦(Fygopyrum esculentum Moench)基因型‘江西荞麦’(耐性)和‘内蒙荞麦’(敏感)为材料,采用悬空培养(保持边缘细胞附着于根尖和去除根尖边缘细胞),研究边缘细胞对根尖铝毒的防护效应以及对细胞壁多糖组分的影响。结果表明,铝毒抑制荞麦根系伸长,导致根尖Al积累。去除边缘细胞的根伸长抑制率和根尖Al含量高于保留边缘细胞的根。去除边缘细胞使江西荞麦和内蒙荞麦根尖的酸性磷酸酶(APA)活性显著升高,前者在铝毒下增幅更大。同时,铝毒胁迫下去除边缘细胞的根尖果胶甲酯酶(PME)活性和细胞壁果胶、半纤维素1、半纤维素2含量显著高于保留边缘细胞的酶活性和细胞壁多糖含量。表明边缘细胞对荞麦根尖的防护效应,与其阻止Al的吸收,降低根尖细胞壁多糖含量及提高酸性磷酸酶活性有关,以此缓解Al对根伸长的抑制。     

小麦根系对铝毒的反应及其与根细胞壁组分和细胞壁对铝的吸附-解吸性能的关系

研究了小麦根系对铝毒的反应与不同根段细胞壁的组分及细胞壁对铝的吸附解吸性能的关系。结果表明,30μmol/LAlCl3可迅速抑制根系伸长,在铝处理30h时其根长仅为对照的30.2%;小麦根系相对伸长率随着铝浓度的提高而急剧降低,30μmol/LAlCl3处理24h对根系伸长的抑制率高达70.9%。小麦根系中距根尖0~10mm根段的铝含量和细胞壁中果胶糖醛酸含量明显高于距根尖10~20mm根段;距根尖0~10mm根段细胞壁对铝的吸附量明显大于距根尖10~20mm根段,而前者吸附态铝的解吸率低于后者;铝浓度从10μmol/L提高到20μmol/L时细胞壁对铝的吸附量增加,但对铝的解吸没有明显影响。采用1.0mol/LNH3·H2O对细胞壁预处理2h降低果胶甲基酯化程度后,铝吸附量降低了20.9%,但对铝解吸率没有影响。由此可见,小麦根尖是铝毒的主要位点,细胞壁果胶含量和果胶甲基酯化程度对小麦不同根段细胞壁对铝的吸附、积累具有重要作用,铝与细胞壁的结合是根系对铝毒胁迫反应的重要原因。     

茶树根细胞壁不同组分对铅的吸附性能及其功能团的傅里叶红外光谱学研究

选择我国重要的经济作物之一茶树(Camellia sinensis L.)为研究对象,考察了茶树根细胞壁中不同多糖组分在吸附铅(Pb)过程中的作用差异以及与其发生交互作用的主要功能团。结果表明,在茶树根细胞壁吸附Pb过程中,绝大多数的Pb(68.42%)是吸附在纤维素以及木质素上;其次是果胶(20%)、半纤维素2类(5.26%);半纤维素1类的贡献可以忽略不计。同时,通过细胞壁不同组分吸附Pb前后的傅立叶红外光谱表征结果得出,在吸附Pb的过程中,果胶中起作用的功能团主要有羟基、羧基;半纤维素1类中起作用的功能团主要是羧基;半纤维素2类中起作用的功能团主要为羟基。     

硼添加对铝胁迫栝楼生长和生理的影响

为揭示硼对缓解栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)铝(Aluminum)毒害的生理机制,以耐铝性强的安国栝楼和耐铝性弱的浦江栝楼为材料,研究了50μmol/L硼酸(H₃BO₃)对300μmol/L Al³⁺胁迫下栝楼幼苗生长、铝积累、抗氧化能力和细胞壁组分的影响。结果表明：铝胁迫下,植株的根长、株高、鲜重和干重降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性受到显著抑制,安国栝楼、浦江栝楼根尖丙二醛(MDA)含量分别增加256.1%、278.2%,细胞壁多糖含量、果胶甲酯酶(PME)活性、根尖铝积累量显著提高,果胶甲基酯化度(DM)和3-脱氧-D-甘露-辛酮糖酸(KDO)含量降低。外源硼可以缓解铝胁迫对栝楼幼苗生长的抑制作用,安国与浦江栝楼的抗氧化酶活性显著提升,MDA含量、细胞壁多糖含量、PME酶活性均降低,安国栝楼果胶DM值恢复至正常水平的91.5%,浦江栝楼KDO含量较单铝处理组上升52.0%,活性铝结合位点减少,有效降低了根尖铝含量并维持其形态结构。因...     

外源钾对铁胁迫下水稻细胞壁多糖含量及耐铁性的影响

以耐铁毒型水稻品种协优9308和铁毒敏感型水稻品种Ⅱ优838为实验材料,采用溶液培养法研究250mg.L-1Fe2+(EDTA-Fe2+)胁迫下,不同钾水平对两种水稻的生长特性、酸性磷酸酶(APA)、果胶甲酯酶(PME)、根系果胶含量、半纤维素1含量以及半纤维素2含量的影响。结果表明,经250mg.L-1Fe2+处理7d和14d后,协优9308和Ⅱ优838的相对根长明显下降,APA、PME的活性显著升高,果胶含量、半纤维素1含量、半纤维素2含量显著增加,Ⅱ优838酶活性及细胞壁多糖含量提高幅度较大,表现出其铁毒敏感性,并且随着处理时间的延长,铁胁迫对两种水稻相对根长,PME活性,HC1含量及HC2含量的影响越显著,但APA活性和果胶含量则没有明显变化。加入外源钾可以不同程度的降低酶活性及细胞壁多糖含量,外源钾浓度为200mg.L-1,对水稻相对根长,APA活性,HC1含量缓解效果较好;外源钾浓度为400mg.L-1,对PME活性,果胶含量缓解效果较好。随着外源钾浓度升高,水稻铁毒症状得到不同程度的缓解,但钾浓度高于200mg.L-1又会对水稻造成新的胁迫。由此推测,水稻通过提高根系细胞壁多糖含量来增加根尖铁的结合位点,以及细胞壁的厚度和刚性,并降低细胞壁的伸展性,使根细胞的伸长受抑,从而提高其铁耐性。     

铝对秋葵、小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以不同抗铝小麦（Triticum aestivum L．）基因型：Carazinho（抗铝型）和Egret（铝敏感型）为参比,研究了铝胁迫对秋葵（Hibiscus moscheutos L．）种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：秋葵和小麦种子的萌发对铝胁迫不敏感;高浓度的AlCl3（50μmol／L）显著抑制主根和侧根伸长,但对侧根数目的影响较小;两种植物的主根伸长对铝胁迫的差异不显著,而秋葵侧根对铝毒的抗性比两个供试的小麦基因型强;50μmol／L的AlCl3显著降低两个小麦基因型的根系生物量,但秋葵的根系生物量与对照比变化不大。表明秋葵幼苗的抗铝性强于两个小麦品种,铝对秋葵、小麦侧根和主根的生长影响不同。     

橄榄果实发育过程中细胞壁物质和相关酶活性变化

为了解橄榄(Canarium album)果实质地差异形成的原因,以鲜食型橄榄‘清榄1号’和加工型橄榄‘长营’为材料,对果实发育过程中细胞壁物质含量和相关酶活性进行了测定。结果表明,随着橄榄果实的成熟,‘清榄1号’较‘长营’维持较高的果胶甲酯酶(PME)活性,促进了果胶的水解,离子型果胶(ISP)含量较高而共价型果胶(CSP)含量较低。2个橄榄品种纤维素含量均较高,‘清榄1号’果实的半纤维素含量低于‘长营’。‘清榄1号’木质素含量低于‘长营’,较高的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性促进了木质素含量的增加。因此,ISP、CSP、半纤维素和木质素含量的不同可能是2个橄榄品种果实质地差异形成的原因。     

根系抗坏血酸在小麦幼苗铝耐性中的作用

以3个铝耐性不同的小麦品种为材料,研究了Al胁迫下小麦幼苗根系质外体和共质体抗坏血酸含量以及抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶活性的变化。结果显示,Al耐性品种‘Atlas 66’质外体中抗坏血酸总含量随着处理 Al浓度的增加显著升高,而在Al敏感品种‘Scout 66’和‘扬麦9号’中显著降低。同时,‘Atlas 66’质外体中还原型抗坏血酸含量在高浓度Al处理下显著升高,2个敏感品种则在低浓度Al处理下还原型抗坏血酸含量略有升高。耐性品种‘Atlas 66’根系共质体还原型抗坏血酸和抗坏血酸总量在5～40μmol·L-1AlCl3处理下无显著变化,而在 2个敏感品种中则随处理Al浓度的增加显著下降。80μmol·L-1AlCl3处理下‘Atlas 66’根系质外体和共质体抗坏血酸氧化酶以及抗坏血酸过氧化物酶活性与对照相比均无显著变化,而在‘Scout 66’和‘扬麦9号’中则均显著降低。因此Al胁迫下‘Atlas 66’根系质外体抗坏血酸含量的升高和共质体抗坏血酸含量的维持以及Al毒害下抗坏血酸利用率较高可能是其Al耐性的一个重要机制。     

农杆菌介导的大麦Mlo反义基因转化小麦获得抗白粉病后代

从大麦‘斯特林’幼叶总RNA中分离Mlo基因cDNA完整编码区,反向连接到植物双元载体（pBI-121.2）35S启动子下游,通过农杆菌介导的苗端转化法获得两种小麦基因型（‘烟优2801’和‘烟优361’）的转基因小麦。T0代405株中有55株PCR检测阳性,平均转化率达到13.58%,T0和T1基因组DNA Southern杂交可以证明大麦Mlo基因片段已整合到小麦基因组中并可传递到后代。两种基因型的转基因小麦T0和T1植株在温室及大田中均表现出对白粉病抗性的提高。农杆菌介导的苗端转化法可以简单、快速、高效地获得转基因株系;排除体细胞变异对转基因植株的影响;克服基因型对农杆菌转化的限制,是小麦遗传转化的一种实用方法。     

新疆6个大果红枣裂果性差异及其内在原因分析

该研究以新疆栽培的6个大果型红枣品种(‘骏枣’、‘赞新大枣’、‘金谷大枣’、‘蛤蟆枣’、‘晋赞大枣’、‘新郑大马牙’)全红期果实为对象,通过考察裂果性差异,观察果皮组织结构,测定细胞壁成分及代谢相关酶活性,分析扩展蛋白基因表达的变化,探讨造成枣品种裂果差异的内在规律,为栽培引种及抗裂品种选育提供理论基础。结果表明:(1)‘骏枣’、‘赞新大枣’、‘金谷大枣’属于易裂果品种,而‘蛤蟆枣’、‘晋赞大枣’、‘新郑大马牙’的抗裂果能力较强。(2)6个品种之间的果实角质层厚度差异显著,并以‘晋赞大枣’、‘蛤蟆枣’和‘新郑大马牙’较大;表皮层厚度在品种之间无显著差异;品种间的果肉空腔与果肉面积比例差异显著,由低到高依次为‘蛤蟆枣’‘新郑大马牙’‘晋赞大枣’‘骏枣’‘金谷大枣’‘赞新大枣’。(3)6个品种间果皮的纤维素含量、纤维素酶活性以及原果胶含量、可溶性果胶含量、果胶酶活性等指标均存在显著差异,且原果胶含量与裂果率具有相关性,抗裂品种‘晋赞大枣’和‘蛤蟆枣’的原果胶含量明显低于其他品种;其他指标与它们各自的裂果率未发现相关性。(4)扩展蛋白基因ZjEXP11和ZjEXP12在6个品种果皮中的表达水平差异显著,且与裂果率具有相关关系,并以抗裂果能力较强品种的表达量显著较低。研究发现,新疆大果型红枣的裂果性在品种间存在显著差异,抗裂果品种比易裂果品种具有更厚的角质层和表皮层,以及更小的果肉空腔面积、更低的原果胶含量和更低的扩展蛋白基因ZjEXP11、ZjEXP12表达水平。     

小麦-簇毛麦易位系 6VS/6AL中6VS的遗传传递及其所携Pm21基因的遗传稳定性分析

以簇毛麦(Haynaldiavillosa(L.)Schur)物种专化重复序列探针pHv62及小麦(TriticumaestivumL.)第六部分同源群短臂专化RFLP探针Psr113对扬94_138(“扬麦158”的改良品系)与易位系92R149配制的F2群体进行分析,观察到易位系中的6V短臂在杂交后代中的传递率为69.5%,接近75%的理论值。对来自同一个F1的另外147株F2群体以6个白粉菌菌株进行苗期抗病性测定,检测结果表明6VS上所携Pm21基因在向“扬麦158”小麦基因型转移时,按显性单基因遗传,并能很好地表达。     

外源NO对铝毒下水稻根系生长和抗氧化系统的影响

以水稻品种‘浙辐802’为材料,采用水培法研究铝毒下外源NO对幼苗根系生长、活性氧产生和抗氧化酶活性的影响,探讨外源NO提高水稻耐铝性的生理生化机制。结果显示:(1)0.05mmol/L Al显著抑制水稻根系生长,促使根尖Al、胼胝质、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O-·2)含量显著增加;而外源0.1mmol/L的NO供体亚硝基铁氰化钠(sodium nitroprusside,SNP)预处理能使铝毒下水稻幼苗根相对伸长率及根尖NO含量分别增加34.96%和12.86%,根尖Al和相对胼胝质含量分别下降83.04%和31.93%,表明NO可部分缓解铝毒害,且这种作用与内源NO含量变化有关。(2)外源NO同时使铝毒下水稻幼苗根尖H2O2和O-·2含量分别下降15.43%和12.93%,使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,且外源NO的该种作用可以被0.075mmol/L NO清除剂(carboxy-PTIO,cPTIO)所逆转。研究表明,外源NO在调节活性氧代谢以维持细胞膜结构稳定,进而有效减轻Al对水稻根系的损伤上起着重要作用。     

1-甲基环丙烯处理对采后杨桃果实软化和细胞壁代谢的影响

为探讨1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)延缓采后杨桃果实软化的作用机理,本文研究了0.6 μL/L 1-MCP处理对在(15±1)℃、相对湿度90%下贮藏的‘香蜜’甜杨桃(Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi)果实软化和细胞壁代谢的影响。结果表明：与对照果实相比,1-MCP处理可保持较高的杨桃果实硬度,有效降低果胶酯酶(pectinesterase, PE)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)、纤维素酶等细胞壁降解酶活性,延缓原果胶、纤维素、半纤维素含量的下降和水溶性果胶含量的增加。因此认为,0.6 μL/L 1-MCP处理能有效控制采后‘香蜜’甜杨桃果实的软化进程,延长果实保鲜期。     

磷高效基因型小麦对缺磷胁迫的根际适应性反应

采用奶箱分隔栽培试验法,进行了磷高效与磷低效小麦基因型根际土壤ＰＨ与有效磷变化的研究,结果表明：小麦根际土壤ＰＨ和有效磷含量皆明显低于外围土壤,表现出明显的根际效应特征;磷高效基因型小麦的根际ＰＨ和有效磷含量明显低于磷低效基因型,ＰＨ变异范围和磷素亏缺区也表现明显较大。为了进一步验证磷高效小麦基因型这的这一根际特征,同时进行了施用水溶性,枸溶性磷肥的试验研究,结果表明,以水溶性磷肥对根际ＰＨ和有效     

外源有机酸对小麦幼苗铝毒的缓解作用

用Al(50μmol／L)处理水培小麦(Triticum aestivum L．)幼苗24h,显著抑制Al敏感(Scout 66)和耐Al品种(Atlas 66)小麦幼苗根系伸长,明显增加根系的电解质渗漏率。在Al处理同时外加草酸或柠檬酸能缓解Al对小麦根系伸长的抑制作用,同时降低小麦根系的电解质渗漏率。铬花青R染色和碘化丙锭荧光染料染色实验结果显示,用Al(50μmol／L)处理Al敏感小麦Scout 66幼苗24h后,大量Al结合在根尖表面,并降低根尖表面细胞活力。而Al处理同时外加草酸,则减少Al与根尖表面的结合,缓解Al对细胞活力的抑制。分根结果表明,外源草酸有可能通过根系进入植物体内参与内部解Al毒机制。     

DNA超甲基化在小麦耐盐胁迫中的作用

运用高效液相色谱技术测定小麦(Triticum aestivumL.)耐盐品种‘德抗961’和盐敏感品种‘豫麦34’盐胁迫后叶片和根DNA中5-甲基胞嘧啶百分含量的变化,结果表明,经150 mmol/L NaCl处理6 d后,‘德抗961’叶片和根DNA中的5-甲基胞嘧啶的百分含量显著下降,但经150 mmol/L NaCl处理10 d后,耐盐品种‘德抗961’叶片和根DNA中的5-甲基胞嘧啶的百分含量都比盐敏感品种‘豫麦34’的高。由此推测DNA超甲基化可能是植物耐盐机制的一部分。     

苦瓜果实不同发育时期细胞壁组分及相关酶活性的差异分析

为了解苦瓜(Momordica charantia)果实品质差异的原因，以厚肉型种质‘LX1-3’和薄肉型种质‘ZK54’为材料，对果实发育过程中细胞壁组分含量及相关酶活性进行了分析。结果表明，花后17 d，‘LX1-3’果实的横径(FD)、腔径(FLD)、果肉厚度(PT)、单瓜鲜质量(FFW)和干质量(FDW)均超过‘ZK54’。细胞壁组分和酶活性表现品种间差异，水溶性果胶含量整体水平表现为厚肉型高于薄肉型，且与PT、FFW和FDW呈显著正相关；花后17~23 d ‘LX1-3’的半纤维素(HCE)和纤维素(CE)含量均高于‘ZK54’；花后3 d，两种质的β-半乳糖苷酶(β-Gal)和β-木糖苷酶(β-Xyl)活性显著高于其他3个时期，多聚半乳糖醛酸酶(PG)、β-Gal和果胶酶变化趋势与离子型果胶和共价型果胶含量的变化一致。β-Gal、β-Xyl和纤维素酶活性与5个生长性状间呈极显著/显著负相关，PG与FD、FLD和PT呈极显著/显著负相关。因此，细胞壁组分和酶活性与果实发育密切相关，β-Xyl和β-Gal在苦瓜早期发育中发挥主要效应，而HCE和CE对果实中后期发育影响较大。     

细胞壁代谢与琯溪蜜柚果实成熟过程汁胞粒化的关系

以易发生汁胞粒化的老龄树和不易发生汁胞粒化的适龄树的琯溪蜜柚（Citrus grandis（L．）Osbeck‘Guanximiyou’1果实为材料,研究了果实成熟过程中汁胞粒化发生与细胞壁代谢的关系。结果表明：老龄树果实的汁胞粒化指数随着果实成熟而上升。在汁胞粒化发生过程中,汁胞维持较低的细胞壁降解酶[果胶甲酯酶（PE）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）]活性,保持较高的细胞壁物质（原果胶、纤维素、半纤维素）含量;尤其在汁胞粒化的起动阶段和加快阶段,纤维素、半纤维素含量极显著增加。相反,适龄树果实的汁胞粒化指数在果实成熟过程中变化不大,汁胞中细胞壁降解酶活性较高,促进原果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质的降解,保持较低的细胞壁物质含量,使汁胞发育正常、柔软多汁。这说明PE、PG、Cx活性和原果胶、纤维素、半纤维素含量与錧溪蜜柚汁胞粒化密切相关。     

不同小麦基因型对γ射线辐照敏感性的分子解析

本研究以63份小麦品种(系)的风干种子为材料,分别利用0 Gy、100 Gy、150 Gy和250 Gy剂量的60Coγ射线辐照,通过种子发芽试验和基因表达等方法,探讨不同小麦基因型间辐射敏感性差异及辐射敏感性相关基因的表达模式。结果表明:根据苗高损伤效应,将63份不同小麦基因型分为敏感型(核优1号、中优206和太原703等)、较敏感型(旱选10号、济麦20和中麦175等)、较钝感型(德抗961、豫麦68和淮麦20等)和钝感型(衡观136、邯6172和偃展4110等)4类。所选材料γ射线辐照后,敏感型基因型中Ta Ku70和Ta Ku80基因诱导表达明显,钝感型基因型中Ta Ku70和Ta Ku80基因诱导表达不明显。本研究表明不同小麦基因型间辐射敏感性差异明显且与Ta Ku70和Ta Ku80基因表达模式有关。