盐碱胁迫下碱地肤Na+/H+逆向转运蛋白基因KsNHX1表达分析

利用RACE技术得到碱地肤KsNHX1的3'cDNA序列,分子系统进化分析显示,KsNHX1为液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白编码基因.通过半定量RT-PCR检测了该基因在盐碱胁迫下的表达,结果表明:200 mmol·L-1 NaCl胁迫2～24h,KsNHX1在叶片中表达量持续增加;200 mmol·L-1 NaCl处理10 h,KsNHX1在根、茎、叶和花中的表达都上调;不同浓度NaCl处理下,叶片中KsNHX1表达上调,160 mmol·L-1时达到最高;低于400 mmol·L-1浓度下,根中该基因的表达也都上调.经不同浓度Na2CO3胁迫,根中KsNHX1的表达变化趋势与相应浓度NaCl胁迫下的变化相同;但叶片中除160 mmol·L-1 Na,CO3处理下KsNHX1表达略有上调外,其他浓度下KsNHX1的表达都低于对照.KsNHX1的表达模式暗示,在不同盐碱胁迫下,碱地肤能够维持体内相对稳定的K+/Na+,其耐盐特性可能与Na+/H+逆向转运蛋白的作用密切相关.     

盐碱胁迫下碱地肤Na+/H+逆向转运蛋白基因KsNHX1表达分析

利用RACE技术得到碱地肤KsNHX1的3’cDNA序列.分子系统进化分析显示,KsNHX1为液泡膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白编码基因.通过半定量RT-PCR检测了该基因在盐碱胁迫下的表达,结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl胁迫2~24 h,KsNHX1在叶片中表达量持续增加;200 mmol·L^-1 NaCl处理10 h,KsNHX1在根、茎、叶和花中的表达都上调;不同浓度NaCl处理下,叶片中KsNHX1表达上调,160 mmol·L^-1时达到最高;低于400 mmol·L^-1浓度下,根中该基因的表达也都上调.经不同浓度Na₂CO₃胁迫,根中KsNHX1的表达变化趋势与相应浓度NaCl胁迫下的变化相同;但叶片中除160 mmol·L^-1 Na₂CO₃处理下KsNHX1表达略有上调外,其他浓度下KsNHX1的表达都低于对照.KsNHX1的表达模式暗示,在不同盐碱胁迫下,碱地肤能够维持体内相对稳定的K⁺/Na⁺,其耐盐特性可能与Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的作用密切相关.     

过量表达大叶补血草LgNHX1基因对拟南芥耐盐性的影响

利用植物表达载体pCAMBIA1301和农杆菌GV3101将LgNHX1(全长1 656 bp)基因在拟南芥中过量表达.在含30 mg/L潮霉素的培养基上筛选获得LgNHX1的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析.结果显示,经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株(对照)没有出现扩增条带,而转基因株系有相应的扩增条带,表明LgNHX1的确已经整合到拟南芥的基因组中,并已正常转录.在不同盐浓度处理下,转基因株系生长情况好于野生型对照;转基因植株地上部分和根的干重、鲜重相对高于野生型对照,但差异没有达到显著水平;当盐浓度达到150-200 mmol/L时,两个特基因株系的Na+含量显著高于野生型,K+含量极显著高于野生型.以上结果表明,过量表达LgNHX1基因可能增强了拟南芥将Na+区隔化至液泡的能力,提高了转基因拟南芥的耐盐能力.     

混合盐碱胁迫对小白菜种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合液对小白菜(Brassica chinensis L.)种子进行种子萌发试验,观察小白菜种子在不同浓度盐碱胁迫下的发芽率和发芽指数。结果表明,在混合盐碱胁迫下,小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随pH值增大和盐浓度的升高呈下降趋势,且各萌发指标与盐浓度的相关系数明显大于pH值,可见小白菜种子发芽受盐浓度的影响更大。低浓度(50mmol·L^-1)盐碱胁迫对小白菜种子萌发影响不大,高浓度(200mmol·L^-1)盐碱胁迫下小白菜的种子萌发受到严重影响。     

水稻NHX1基因启动子和C末端的调控功能研究

为了解水稻Na+/H+逆向转运蛋白(OsNHX1)在植物应答非生物胁迫中的分子调控机制,采用RT-PCR方法克隆OsNHX1基因上游2 000bp的启动子序列,并通过基因枪轰击瞬时转化洋葱表皮细胞,检测不同非生物胁迫下启动子的活性和表达模式;同时,分别克隆全长和C末端缺失的OsNHX1基因,通过花序浸染法转化拟南芥,研究OsNHX1基因及其C末端的功能。结果显示:OsNHX1启动子受逆境胁迫诱导,在盐、干旱、脱落酸胁迫处理下GUS表达活性明显升高;过表达OsNHX1的转基因拟南芥中,种子萌发率、根长、丙二醛含量和相对含水量的测定结果均显示其胁迫耐受性得到改善,但过表达OsNHX1C末端缺失基因对转基因植株的胁迫耐受性无明显影响。研究表明,Na+/H+逆向转运蛋白有助于提高植物耐盐性,且其C末端区域对该转运蛋白活性的发挥具有关键作用。     

盐胁迫下盐角草 Na ＋／H ＋转运基因表达分析

Na＋/H＋逆向转运蛋白具有调节细胞内离子浓度及维持pH值稳定的作用,是植物抵御盐胁迫的重要因子。从盐角草RNA-Seq数据中筛选Na＋/H＋逆向转运蛋白序列,利用生物信息学手段,拼接得到5条Na＋/H＋逆向转运蛋白完整cDNA序列,通过与NCBI已有序列比对分析,将其命名为SeNHX1、SeNHX3、SeNHX4、SeNHX5和SeN-haD。考察盐角草Na＋/H＋逆向转运蛋白在两种盐分变化情况下的表达变化：1）从无盐处理转移到200 mM NaCl处理;2）从200 mM NaCl培养基转移到无盐培养基。结果表明：SeNHX4的表达量非常低,在地下部几乎检测不到;SeNhaD在地上部的表达量是地下部的2倍左右,说明NhaD主要在盐角草地上部发挥作用;SeNHX1、SeNHX3和SeNHX5的表达量明显高于其他两个基因,对盐角草的耐盐机制起到更大的作用,并且SeNHX1和SeNHX5受盐分诱导表达,表达量与盐浓度呈正相关,可能在盐角草耐盐调控网络中发挥重要作用。综上,NHX基因家族和NhaD的表达量受到基质中盐分的调控作用,其表达在盐分处理或者盐分去除1～3d后发生变化。研究结果有助于阐明盐角草NHX基因家族和NhaD对盐分的响应特点。     

混合盐碱胁迫对芹菜种子萌发的影响

NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3按不同比例混合,模拟盐度和pH变化规律与天然盐碱地相似的15种盐碱条件,探讨混合盐碱胁迫对芹菜(Apium graveolens)种子萌发的影响.结果表明:芹菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随盐浓度的升高,pH的增大呈下降趋势.芹菜种子的萌发主要受盐浓度的影响,不同盐浓度间的影响差异大;当盐浓度为200 mmol/L时,基本不萌发.     

植物Na+/H+逆向转运蛋白功能及调控的研究进展

Na+/H+逆向转运蛋白是一种调控Na+、H+跨膜转运的膜蛋白,对细胞内Na+的平衡和pH值的调控等活动具有重要作用。该文主要对近年来Na+/H+逆向转运蛋白功能及其调控的研究进展进行概述,着重讨论其在调控离子稳态平衡,液泡pH值大小与花色显现,以及在影响细胞,器官(叶片)发育,盐胁迫信号转导等方面的可能作用。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对黄秋葵种子萌发和幼苗生理特性的影响

为了解黄秋葵(Abelmoschusesculentus)对干旱胁迫的应答机制,采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对‘纤指’和‘红秋葵’品种的种子萌发和幼苗的生理特性进行研究。结果表明,两品种的种子吸水率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、简易活力指数,幼苗下胚轴长、根长、苗鲜重和苗干重均随PEG-6000浓度的增加呈下降的趋势,旱害率则不断增加。PEG-6000浓度为20%时,两品种的种子均未能发芽。幼苗的SOD、POD和CAT活性和可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量随PEG-6000浓度的增加而增加,且均PEG-6000浓度为15%时最高。因此,干旱胁迫会抑制黄秋葵种子的萌发,提高细胞内含物的含量,同时引发其抗氧化系统的响应。     

Na+/H+ 逆向转运蛋白与植物耐盐性关系

Na+/H+ 逆向转运蛋白与植物的耐盐性有密切的关系。在高等植物体内,主要存在两种Na+/H+ 逆向转运蛋白,分别为位于细胞质膜上的逆向转运蛋白SOS1,以及存在于液泡膜上的AtNHX1。质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白主要负责Na+ 的外排,液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白主要负责把Na+ 区隔化入液泡。过量表达质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白SOS1或液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白AtNHX1能够明显提高植物的耐盐性。本文对植物中Na+/H+ 逆向转运蛋白及其与植物耐盐性之间的关系研究最新进展作一概述。     

Effects of drought stress on seed germination of ornamental sunflowers

The response to drought stress on germination was investigated on three hybrids of ornamental sunflower, ‘Hadar’, ‘Pazit’, and ‘Zohar’. Different levels of water potential [Ψ: 0.0 (control), ?0.15, ?0.30, ?0.45, ?0.60, ?0.75, and ?0.90 MPa] were adopted using polyethylene glycol-6000 (PEG6000) at four germination temperatures (15, 20, 25, and 30 °C). Final germination percentage, mean germination time, germination index, germination rate index, and germination stress tolerance index were used to evaluate the genotype response to PEG-induced water stress. Shoot and root length and fresh and dry weight were measured on seeds germinated at 20 °C under the different levels of water potentials. During germination, the three ornamental sunflowers showed to be more sensitive to suboptimal temperature than to supraoptimal. Decreasing water potential of imbibition solution progressively inhibited and delayed seed germination. Among cultivars, ‘Hadar’ and ‘Pazit’ performed better at temperature lower than 30 °C. ‘Zohar’ showed a lower sensitivity to PEG-induced water stress at all temperature conditions. Water stress during seed germination depressed the following seedling growth under favourable conditions. As a result, shoot and root length and fresh and dry weight was significantly lower in seedlings from seed germinated at ψ ≤ 0.45 MPa.     

模拟干旱胁迫对巴东木莲种子萌发和芽苗生长的影响

巴东木莲原生种群天然更新差,林下鲜见更新幼苗或幼树.为探究其种子萌发和芽苗在生长期对干旱胁迫的耐受性,该文以巴东木莲种子为材料,采用不同质量浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,分析干旱胁迫对其种子萌发、芽苗生长及其相关的生理生化指标的影响.结果表明:(1)不同质量浓度的PEG溶液对巴东木莲种子萌发和芽苗生长...     

干旱胁迫下华北驼绒藜种子大小及苞片对萌发和幼苗生长的影响

干旱是影响荒漠区植物种子萌发和幼苗生长的关键因素.以多年生强旱生半灌木华北驼绒藜为对象,研究了不同干旱程度(0、100、200、300和400g·L-1PEG6000)下,种子大小及苞片有无对种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:干旱胁迫显著抑制了种子萌发和幼苗地上部的生长.100和200 g ? L-1 PEG6000...     

云锦杜鹃种子萌发及对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件, 研究云锦杜鹃种子的萌发、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应。结果显示：种子于第14 d开始萌发,萌发期为8 d,总萌发率为45.5%±1.7%。在渗透势为-0.3～-0.6 MPa的溶液中, 种子的累计吸水率在第5 d就超过对照(蒸馏水中), 种子的萌发和幼苗的生长也优于对照, 说明云锦杜鹃种子不适合过于湿润的土壤环境中萌发。但溶液的渗透势≥-0.9 MPa时, 种子的吸水减缓、萌发率下降, 同时幼苗的生长也慢, 而当渗透势≥-1.8 MPa时, 种子不能充分吸涨、萌发, 说明云锦杜鹃种子对干旱胁迫比较敏感。另外, 经PEG溶液浸种2天后移入蒸馏水中,萌发率均有一定程度的提高, 其中经-0.3～-1.5 MPa的PEG溶液浸种后, 萌发率显著高于对照。提示用一定浓度范围的PEG溶液浸种可使休眠种子活化, 提高种子繁育的效率。     

Effect of PEG-induced drought stress on seed germination of four lentil genotypes

Seeds of four lentil genotypes (Castelluccio, Eston, Pantelleria, and Ustica) were subjected to five levels (0, 10, 15, 18, and 21%) of polyethylene glycol (PEG-6000). Germination percentage, root length, tissue water content (WC), α- and β-amylases, α-glucosidase activities, and osmolyte content were evaluated at 24, 48, and 72 h after starting the germination test. Water stress reduced seed germination percentage, root length, and seedling WC in all cultivars to different extent. The increase in proline content and total soluble sugars was greater for Eston and Castelluccio compared to the other genotypes. The activity of the enzymes involved in the germination process decreased in all cultivars; the activities of α-amylase and α-glucosidase were most negatively affected by osmotic stress, mainly in the drought sensitive Ustica and Pantelleria. Overall, Eston and Castelluccio were able to express greater drought tolerance and consequently could be used as a valuable resource for breeding programs.     

干旱胁迫下柳枝稷在露天矿区土壤中的种子萌发和生长特性

将能源植物用作矿区生态修复物种,对矿区的经济发展和生态环境具有重要意义。以能源植物柳枝稷为研究对象,通过盆栽试验,分析其在对照、轻度、中度以及重度干旱胁迫下柳枝稷幼苗在矿区土壤基质和非矿区土壤基质下的生长特性,并结合不同干旱胁迫下矿区土壤基质中种子萌发特征,揭示柳枝稷对干旱胁迫的响应机制和对矿区土壤的生态适应性。试验结果表明：(1)柳枝稷种子发芽总数、发芽率、发芽势以及发芽指数在轻度胁迫下达到最大值,活力指数在对照组最高,而在重度胁迫下,各项指标均达到最小值;种苗各生长指标在轻度胁迫下最小,幼苗根长和鲜重在重度胁迫下最高,芽长和芽重在其余三组胁迫下相差不大。(2)干旱胁迫使两种土壤基质下的柳枝稷株高降低,枯叶率增加,在对照、轻度胁迫和重度胁迫下能够保持叶片水分含量和分蘖数稳定;矿区土壤基质中,柳枝稷根体积在轻度胁迫下最大,中度胁迫下根长最长,重度胁迫下根数最多;根冠比随着干旱胁迫的加剧表现出先减后增的趋势,在轻度胁迫下最小,在重度胁迫下最大。(3)与非矿区土壤基质相比,柳枝稷在矿区土壤基质下根冠比更大,其余生长指标均更小;随着干旱胁迫的加剧,柳枝稷在矿区土壤基质下的株高、枯叶率、叶片相...     

SMXLs regulate seed germination under salinity and drought stress in soybean

Plant Growth Regulation - Soybeans are one of the most important crops worldwide, but yield and quality can be severely affected by abiotic stresses. Genes in the Suppressor of MAX2 1-Like (SMXL)...     

PEG模拟干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响

【目的】研究干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响,为科学防控加拿大飞蓬入侵提供依据。【方法】以当年生加拿大飞蓬成熟种子为材料,分别用蒸馏水（CK）和不同浓度5%、10%、15%、20%、25%的聚乙二醇溶液（PEG）（分别表示轻度、中度、重度、极度和极重度干旱胁迫强度）对加拿大飞蓬种子进行处理。测定日相对发芽率、发芽率、发芽势等指标,分析加拿大飞蓬种子萌发情况;测定幼苗根系宽、根系高、根平均直径、根面积、总根尖数及根分叉数,分析其幼苗根生长情况;并测定种子恢复萌发情况。【结果】无干旱胁迫的加拿大飞蓬种子萌发指标最高,随着干旱胁迫强度增加,种子萌发指标减小,极重度干旱胁迫下加拿大飞蓬种子不萌发。与CK相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫对加拿大飞蓬根平均直径影响不显著,但会促进侧根与不定根生长;重度干旱胁迫下,加拿大飞蓬的总根尖数和分叉数显著增加。加拿大飞蓬种子在PEG浓度为20.13%的干旱胁迫下不发芽。种子在极度和极重度干旱胁迫下不萌发,但当水分条件充足时,种子依然具有萌发的能力。【结论】建议在加拿大飞蓬种子尚未成熟前进行人工拔除,或在加拿大飞蓬入侵地种植耐旱强、生长快、根系发达、竞争性强的植物,以控制加拿大飞蓬的生长发育。     

几种旱生灌木种子萌发对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG(6 0 0 0 )溶液 (- 0 .3～ - 2 .7MPa)为模拟干旱胁迫条件 ,研究了柠条 (Caraganakorshinskii)、花棒 (Hedysarumscoparium)和白沙蒿 (Artemisiasphaerocephala)种子发芽、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应 ,讨论了参试种子发芽特性、初生根长度与幼苗建植成活率的关系 .结果表明 ,干旱胁迫下柠条发芽率最高 ,其次为花棒 ,白沙蒿最低 . - 0 .3～ - 0 .6MPa渗透势下白沙蒿发芽 10d的初生根长度显著大于花棒和柠条 (P <0 .0 5 ) ,三者的测量值依次为 7.9、4 .5和 3.1cm .干旱胁迫条件下参试种子发芽率与种子 72h累积吸水率均呈极显著的正相关 (P <0 .0 1) .     

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.