转HAL1基因番茄的耐盐性

利用农杆菌介导的叶盘法,把HAL1 基因转入番茄,Southern杂交检测得到转基因植株.耐盐实验表明, T1代转基因番茄在150 mmol/L的NaCl胁迫下仍有43%的发芽率,200 mmol/L的NaCl胁迫下发芽率为6%,而对照种子在100和150 mmol/L的NaCl胁迫下发芽率分别为11.0%和0.转基因番茄的电解质相对外渗率小于对照,而根冠比和叶绿素含量大于对照,转HAL1基因显著提高了番茄的耐盐性.盐胁迫下Na 、K 的累积状况表明,转基因番茄根、茎、叶的K /Na 均有所提高,根系的SK/Na增大,茎、叶的RSK/Na和RLK/Na减小,说明根系对K /Na 离子的选择吸收和运输能力加强.不但选择吸收K /Na ,而且表现出整株水平上的有利于耐盐的K /Na 区域化分配.     

NaCl胁迫条件下木槿嫁接苗和扦插苗及其砧木海滨木槿的生理差异

采用盆栽试验方法,对0(CK)、2、4、6、8和10 g·kg-1 NaCl胁迫条件下木槿(Hibiscus syriacus L.)和海滨木槿(H.hamabo Sieb.et Zucc.)扦插苗及木槿嫁接苗(以海滨木槿为砧木)叶片的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量,超氧化物歧化酶(SOD)活性,相对电导率和丙二醛(MDA)含量以及根、茎、叶中的K+和Na+含量,K+/Na+值等生理指标的差异进行了比较分析.结果表明:在不同质量浓度NaCl胁迫条件下,木槿嫁接苗、木槿和海滨木槿扦插苗的各项生理指标均有明显差异.各处理组木槿嫁接苗叶片的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量不但高于对照也均高于木槿和海滨木槿扦插苗;总体上,尽管各处理组3种苗木的叶片相对电导率和MDA含量均高于对照,但木槿扦插苗的叶片相对电导率最高、MDA含量最低;随NaCl质量浓度的提高,各处理组3种苗木叶片的SOD活性均呈现波动的变化趋势,且波动幅度较小.在NaCl胁迫条件下,3种苗木根、茎和叶中的K+含量呈现波动的变化趋势,其中叶中的K+含量均最高;随NaCl胁迫浓度的提高,3种苗木不同器官的Na+含量均不同程度提高且均显著高于对照,而K+/Na+值均呈下降趋势;总体上看,不同处理组海滨木槿扦插苗根和木槿嫁接苗地上部分的K+/Na+值均最大.另外,在10 g·kg-1NaCl胁迫条件下木槿扦插苗植株均未成活.研究结果显示:以海滨木槿为砧木能提高木槿的耐盐性,使木槿嫁接苗的多项生理指标优于其扦插苗.     

NaCl胁迫对白刺试管苗渗透调节物质及离子含量的影响

以西伯利亚白刺试管苗为材料,通过组织培养法研究了其在0、25、50、100和200 mmol·L-1 NaCl 胁迫40 d后的生长指标、有机渗透调节物质含量和Na+、K+、Ca2+、Mg2+离子含量的变化,以探讨其耐盐性.结果表明:(1)白刺试管苗地上部干重和根干重在50 mmol·L-1 NaCl胁迫下显著高于对照,而在100和200 mmol·L-1 NaCl胁迫下均显著低于对照.(2)随NaCl胁迫浓度增加,白刺试管苗叶片可溶性糖、脯氨酸含量和细胞质膜透性均呈持续上升趋势,叶片叶绿素含量和丙二醛含量分别呈先升后降、先降后升的趋势,并在50 mmol·L-1 NaCl处理时分别达到最高值和最低值.(3)随着NaCl处理浓度增加,白刺试管苗Na+含量和根系K+含量呈增加趋势且各处理均显著高于对照,幼苗Ca2+含量和地上部K+含量却呈减少趋势,而Mg2+含量较稳定;同时其Na+/K+ 、Na+/Ca2+和Na+/Mg2+随NaCl处理浓度增加而升高.研究发现,在低盐浓度(≤50 mmol·L-1NaCl)胁迫下,白刺试管苗能积累Na+离子和有机渗透调节物质,在根系中维持较高水平的K+和Ca2+含量以及较低水平的Na+/K+和Na+/Ca2+比,以降低白刺细胞渗透势来适应盐渍环境,从而保持其较高的生长水平.     

转柽柳eIF1A基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳eIF1A基因的功能,为通过基因工程手段培育耐盐植物提供基础资料。方法:对转eIF1A基因的烟草和对照烟草进行不同浓度NaCl胁迫实验,测定其相对电导率、SOD活性和丙二醛含量,统计生根率、生长量和盐害程度。结果:转基因烟草的相对电导率、丙二醛含量均随盐浓度的增加而增大,但都较非转基因对照烟草低。SOD活性随着盐浓度的升高而升高,相同浓度NaCl胁迫下各转基因烟草的SOD活性均高于对照烟草的SOD活性。NaCl浓度为240mmol/L时,非转基因对照烟草不能生根,盐害指数高达67.7%;而转基因烟草均能生根,大部分转基因株系的生根率大于50%。结论:柽柳eIF1A基因的转化提高了烟草的耐盐性。     

NaCl胁迫下沙枣幼苗生长和阳离子吸收、运输与分配特性

沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)耐盐性强,是我国北方生态脆弱地区造林绿化的一个先锋树种。为探讨沙枣的盐适应机制,研究了不同浓度NaCl(0、100和200 mmol/L)胁迫30d对其水培幼苗生物量累积以及不同组织(根、茎、叶)K+、Na+、Ca2+和Mg2+吸收、运输与分配的影响。结果表明:盐胁迫不同程度地促进了沙枣苗根系生长;100 mmol/L NaCl胁迫对幼苗生物量累积无明显影响,而200 mmol/L则显著抑制了生物量累积;盐胁迫幼苗根、茎、叶中Na+含量以及K+-Na+选择性运输系数(S K,Na)和Ca2+-Na+选择性运输系数(S Ca,Na)显著或大幅度增加,而K+、Ca2+、Mg2+含量以及K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+比值则显著或大幅度下降;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣根Na+含量和根Na+净累积量分别为22.15 mg/g干重和1.87 mg/株(是对照的16.20倍和20.06倍),根成为Na+净累积量增加幅度最大的组织和Na+含量最高的组织;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣茎、叶中的Na+含量以及冠组织Na+净累积量分别高达5.15、7.71 mg/g干重和3.29 mg/株(是对照的7.22倍、9.58倍和5.45倍),但幼苗仍能正常生长。综合分析认为,沙枣的盐适应机制是根系拒盐和冠组织耐盐,主要通过根系的补偿生长效应、根系对Na+的聚积与限制作用以及冠组织对Na+的忍耐来实现的,同时也与根、茎和叶对K+、Ca2+选择性运输能力显著增强有关。     

NaCl胁迫对4种豆科树种幼苗生长和K~+、Na~+含量的影响

以合欢、刺槐、国槐和皂荚4种豆科树种盆栽实生幼苗为试验材料,研究了NaCl胁迫下4个树种幼苗的生长、耐盐临界浓度和Na+、K+含量的变化,并对其耐盐性进行了比较.结果表明:NaCl胁迫抑制了4个树种幼苗的生长,苗木的干物质积累量减小、根冠比增大,尤其对合欢和皂荚的影响较大;以相对干质量降至对照组50%时的NaCl浓度作为生长临界NaCl浓度(C50)指标,4个树种的耐盐强弱顺序为:刺槐(5.0‰)>国槐(4.5‰)>皂荚(3.9‰)>合欢(3.0‰);随NaCl浓度的增加,各树种幼苗根、茎、叶中Na+含量逐渐增加,K+含量先增加后减小(合欢根除外),而K+/Na+差异较大.相同浓度NaCl胁迫下,幼苗器官的Na+分布为根>茎>叶,K+因树种和NaCl浓度不同而各异,以叶片中较多,K+/Na+为叶>茎>根.NaCl胁迫下,刺槐的K+含量和K+/Na+较高,地上部分Na+含量较低,幼苗干物质量大,耐盐性较强;而合欢的K+/Na+较小,高浓度NaCl胁迫下地上部分的Na+含量较高,幼苗干物质量小,耐盐性较差.苗木地上部分对K+的积累和根部对Na+的滞留是影响豆科树种耐盐性能的主要因素.     

NaCl胁迫对玉米幼苗不同器官离子含量的影响

在实验室水培条件下,研究了NaCl胁迫下玉米幼苗不同器官中Na+、K+,Ca2+,Mg 2+和Cl-含量的变化.结果表明:玉米各个部分Na+和Cl-含量、Na+/K+和Na+/Ca2+比值均随着培养液中NaCl浓度的增加而迅速提高,Na+,K+和Cl-含量的变化幅度为根系>成熟叶叶鞘>生长叶>成熟叶叶片,玉米幼苗根系最易受外界离子浓度的影响,叶片受外界环境影响较小;各器官中Ca2+、Mg2+对盐胁迫的响应不一致,NaCl胁迫使根系中Ca2+、Mg2+含量下降,成熟叶叶鞘中Mg2+含量变化规律性不明显,而NaCl胁迫下,成熟叶叶片中Ca2+、Mg2+含量增加;玉米幼苗具有拒Na+机制,具有一定的耐盐性,它的耐盐性是通过根和成熟叶叶鞘来实现的,Na+主要贮存在根系和成熟叶叶鞘中,而向成熟叶叶片和生长叶中运输较少;成熟叶叶鞘同时还具有拒Cl-能力.     

披针叶黄华试管苗适应盐胁迫的渗透调节机制

以披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)试管苗为材料,通过组培方法研究其在0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%NaCl和Na2SO4胁迫30d后的生长、有机渗透调节物质和无机渗透调节物质(Na+、K+和Ca2+)含量的变化,以探讨其耐盐性机制。结果显示:(1)随NaCl和Na2SO4胁迫浓度的增加,披针叶黄华试管苗叶片脯氨酸和可溶性糖含量均显著持续增加,且NaCl胁迫下脯氨酸上升的幅度均大于相同浓度Na2SO4胁迫下的增幅,而可溶性糖上升的幅度却小于相同浓度Na2SO4胁迫下的幅度;可溶性蛋白含量随NaCl浓度的增大呈先升高后降低的趋势,但随Na2SO4浓度的增加呈持续上升的趋势。(2)随NaCl和Na2SO4浓度的增加,披针叶黄华试管苗Na+含量呈增加趋势且各处理均显著高于对照,Ca2+含量和叶片K+含量却呈逐渐减少趋势且各处理均显著低于对照,而根系K+含量呈先降后升的趋势;Na2SO4胁迫下披针叶黄华试管苗叶片Na+含量上升幅度以及K+和Ca2+含量下降幅度均明显低于相同浓度NaCl胁迫组;而Na+/K+和Na+/Ca2+比值随NaCl和Na2SO4浓度增加而升高;NaCl胁迫下,叶片Na+/K+和Na+/Ca2+高于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值,而根系Na+/K+和Na+/Ca2+却低于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值。研究表明,盐胁迫下,披针叶黄华试管苗通过抑制叶片中Na+积累并增加可溶性糖和可溶性蛋白含量,在根系中维持较高K+和Ca2+含量以及较低水平Na+/K+和Na+/Ca2+比,以降低披针叶黄华细胞渗透势来适应盐渍环境;披针叶黄华对NaCl胁迫的调节能力弱于Na2SO4。     

盐胁迫下水稻苗期Na+和K+吸收与分配规律的初步研究

选择苗期耐盐性较强的水稻(Oryza sativa)品种(株系)'AB52'、'02402'和'02435'及敏感品种'日本晴',在网室周转箱内,设置5 000和8 000 mg·L-1NaCl两种盐处理,以清水为对照,研究盐胁迫下苗期水稻植株不同部位Na+和K+的吸收和分配与品种耐盐性的关系.结果表明,盐胁迫下,株高、绿叶干重和绿叶面积下降,绿叶中的水分含量降低,但茎鞘中的水分含量有所上升.5 000 mg·L-1NaCl胁迫处理10 d,耐盐品种所受的生长影响和叶片伤害程度低于敏感品种,但8 000 mg·L-1NaCl胁迫处理下品种间差异变小.盐胁迫下,水稻植株吸收Na+和置换出K+,但不同器官部位中Na+和K+的区域化分布特征明显,各部位的Na+含量由低到高依次为绿叶、根、茎鞘和枯叶.下部老叶能优先积累较多Na+而枯黄;绿叶吸收Na+相对较少,维持较低的Na+水平,同时保持较高且稳定的K+含量;植株茎鞘通过选择性吸收大量Na+和置换出一部分K+到叶片中,保持绿叶较稳定的K+含量和相对较低的Na+含量,维持较高的K+/Na+比,从而使植株少受盐害.敏感品种'日本晴'在盐胁迫下绿叶中的Na+含量相对较高,且5 000 mg·L-1NaCl胁迫下绿叶Na+含量已接近高值,与在8 000 mg·L-1NaCl胁迫下差异不大,而耐盐品种绿叶吸收较少的Na+.另一方面,耐盐品种茎鞘的含K+相对较高,在盐胁迫下能吸收容纳较多的Na+,而绿叶中K+/Na+比较高.可以认为,绿叶的K+/Na+比可作为一个衡量耐盐性的相对指标.     

AtNHX5基因过量表达对拟南芥耐盐性的影响

为了研究AtNHX5基因在植物耐盐中的作用,构建了植物过量表达载体pROKⅡ-AtNHX5,并转化拟南芥。结果显示:(1)RT-PCR检测表明,转基因拟南芥中AtNHX5基因的表达大幅提高。(2)对转基因纯合株系进行耐盐性分析显示,AtNHX5过量表达提高了植株在种子萌发和苗期的耐盐性。(3)转基因植株在盐处理下的干重、鲜重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。在200mmol/L NaCl处理下,以转基因株系a1-4为例,其地上部分单株鲜重、单株干重、K+含量分别是野生型的1.27、1.54、1.16倍,较野生型显著升高。研究表明,过量表达AtNHX5基因促进了盐胁迫下转基因植株对K+的吸收,转基因拟南芥的耐盐性明显提高。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism