水胁迫下沙漠小球藻蛋白质组学分析

通过研究小球藻(Chlorella sp.)在干旱胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释小球藻对干旱胁迫的响应机理。以20%的PEG 6000胁迫处理0、6、12、18、24和30 d,提取小球藻总蛋白,利用双向电泳和质谱鉴定技术分析差异蛋白。共鉴定29个差异蛋白,按功能可分为7类:光合作用、能量合成和转化、物质代谢、抗氧化、转运和细胞结构、抗逆和功能未知蛋白质。这些蛋白的表达变化影响着沙漠小球藻的油脂积累,对干旱胁迫应答起到了至关重要的作用,并直接或间接地参与了沙漠小球藻细胞内的光合作用和油脂合成。     

木薯叶片响应干旱胁迫的磷酸化蛋白质组差异分析

本文以抗旱性较强的‘华南8号’木薯(Manihot esculenta)为材料,分析正常供水、轻度干旱(干旱处理5 d)和重度干旱(干旱处理15 d)胁迫对木薯植株形态及叶片磷酸化蛋白质组的影响。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,木薯叶片从底部开始萎蔫、脱落,但顶端叶片优先保持正常生长。干旱胁迫处理后,共有28个磷酸化蛋白点在叶片中的表达丰度发生了显著变化。质谱(MS)鉴定显示,这些蛋白质主要参与光合作用、能量代谢、碳代谢、胁迫与防御、结合和转录翻译等代谢途径。其中,大部分参与光合作用的蛋白积累量在干旱胁迫后显著降低,而参与能量代谢、碳代谢、胁迫与防御、转录翻译等途径的大部分蛋白质积累量则明显升高。由此推测,木薯应答干旱胁迫可能是通过改变植株形态,抑制叶片中的光合作用相关蛋白,调控叶片碳分配过程,同时,通过有效清除活性氧,防御氧化胁迫损伤,防止蛋白变性和降解等方式。     

干旱胁迫下蒙古沙冬青叶片蛋白质组学研究

通过对蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim)Cheng.f]叶组织干旱胁迫下蛋白质组变化的研究,从蛋白表达水平阐释其应答干旱胁迫的分子机制。以20%PEG 6000胁迫处理1 h和72 h,以0 h为对照,提取叶片总蛋白,利用双向电泳和质谱鉴定技术分析差异表达蛋白。共鉴定了40个差异表达蛋白,按功能可分为9类:光合作用,ROS清除,蛋白的合成、加工与降解,物质运输,防御相关,RNA加工,氨基酸代谢,其他相关蛋白和功能未知蛋白质。蒙古沙冬青叶片应答干旱胁迫的核心是叶绿体结构和光合作用的维持。     

闽楠叶片响应干旱胁迫的蛋白质组分析

闽楠对土壤水分要求较高,为了提高闽楠造林的成活率,该研究以正常供水为对照,测定了不同干旱胁迫时间(7d、14d)及复水后7d的叶片蛋白质组及生理生化指标变化,以探讨闽楠响应干旱胁迫的分子生理机制。结果表明:(1)不同干旱胁迫处理下闽楠叶片蛋白质双向电泳(2-DE)分析结果共发现51个差异表达蛋白;采用MALDI-TOF/TOF成功鉴定到45个蛋白点;这些鉴定出的差异蛋白与光合作用、碳水化合物和能量代谢、胁迫响应与防御、翻译后修饰、蛋白质转换与分子伴侣功能等生理代谢过程密切相关。(2)检测不同干旱处理时间闽楠叶片膜脂过氧化相关MDA含量,防御相关酶SOD、CAT、POD活性和糖代谢相关酶PFK、AGPase、PK及PDH活性,发现各指标在14d持续干旱胁迫时主要呈下降趋势,且变化均达到极显著水平(P0.01)。研究认为,持续干旱胁迫下,光合作用和植物防御系统以及能量和糖代谢的降低是闽楠不耐干旱的重要生理生化原因,研究结果为今后耐旱闽楠的分子育种提供了理论依据。     

根施丙酸对冬小麦幼苗叶片脯氨酸代谢酶及抗旱性的影响

以冬小麦品种‘豫农211’为材料,通过设置持续12 d控水和干旱后复水2 d盆栽实验,研究根施15 mmol·L~(-1)丙酸溶液处理下小麦植株形态、叶片相对含水量、电导率、丙二醛含量对干旱胁迫的响应,以及控水和复水过程中叶片脯氨酸含量及其关键代谢酶活性的动态变化,以探明外源丙酸提高小麦抗旱性的脯氨酸代谢机制。结果表明:(1)在干旱胁迫条件下(土壤相对含水量降至20%),根施丙酸处理可显著提高小麦叶片相对含水量,并显著降低叶片相对电导率和丙二醛含量(P0.05);丙酸处理组小麦幼苗萎蔫程度明显低于同期对照,地上部生物量积累量比对照增加了13.3%。(2)根施丙酸处理的小麦叶片脯氨酸积累量在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量降至45%～55%)显著高于对照,且随着干旱胁迫程度的加剧(土壤相对含水量降至20%以下)脯氨酸含量仍能稳定维持在正常水平(300μg·g~(-1)左右),而对照叶片脯氨酸含量则呈急剧上升的趋势;复水处理后,丙酸处理的小麦植株中叶片脯氨酸含量能迅速恢复至正常水平。(3)在整个控水至复水过程中,小麦叶片脯氨酸合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸σ-氨基转移酶(σ-OAT)活性均呈现先升后降的变化趋势,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性呈现先降后升的变化趋势,而脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶(PDH)活性呈增加趋势。研究认为,在干旱胁迫条件下,根施丙酸能够通过调控脯氨酸代谢过程中的合成和降解途径关键酶活性来维持叶片细胞内脯氨酸水平稳定,有效减轻叶片水分散失和过氧化伤害程度,从而提高冬小麦幼苗的抗旱性。     

基于转录组测序的扎龙湿地野大麦耐盐性分析

通过转录组测序技术对扎龙湿地野大麦幼苗在200 mmol/L NaCl胁迫2 d后的叶片进行分析。对测序结果进行De novo拼接后,将差异表达基因在GO、KEGG数据库中进行比对注释。结果表明:NaCl胁迫2 d后,对照组与处理组分别获得Unigene序列61038个和46754个,检测到差异表达基因25465个,差异基因GO功能注释到3个大类的55个功能组。差异表达基因被注释到135个Pathway上,直观地显示出NaCl胁迫下野大麦幼苗体内发生调节及改变的代谢过程和信号通路,其中主要涉及光合作用、脯氨酸代谢、叶绿素代谢等途径。通过对野大麦幼苗叶片转录组分析,发掘相关耐盐基因,有助于培育野大麦及其近缘作物新品种,并对揭示植物耐盐性分子机制及相关代谢途径具有重要意义。     

栓皮栎幼苗对土壤干旱胁迫的生理响应

以栓皮栎一年生盆栽苗为实验材料,采用称重控水的方法,设置不同土壤水分胁迫梯度,系统分析其幼苗在不同干旱胁迫条件下的生理生化响应特征,以探索栓皮栎耐旱特性.结果显示:(1)栓皮栎幼苗叶片中3种保护酶(SOD、POD、CAT)活性在对照(CK,土壤相对含水量19.5％～21.5％)条件下保持稳定,而中度干旱(T2,9.5％～11.5％)和重度干旱(T3,5.5％～7.5％)条件下,随着胁迫时间的延长呈先增高后降低的趋势,且变化的幅度在不同胁迫强度下存在差异.(2)在整个干旱胁迫过程中,各胁迫处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,不同胁迫强度的变化幅度不同;叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力随着干旱胁迫程度的增强呈先增高后降低的趋势.(3)栓皮栎幼苗叶片的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长表现出先增加后降低的趋势;叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素a/b值均呈逐渐降低的趋势.研究表明,栓皮栎幼苗在短期和轻度干旱胁迫下通过提高自身的保护酶活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高根系活力等来抵御干旱环境的伤害,从而表现出较强的耐旱特性;而在重度干旱胁迫条件下,栓皮栎幼苗自我调节能力丧失,体内代谢紊乱,导致保护酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量和根系活力等下降,从而受到干旱伤害.     

樟树幼苗对干旱胁迫和种植密度的生理响应

以1年生樟树(Cinnamomum camphora)实生苗为试验材料,通过自然干旱的方法人工模拟干旱胁迫环境,研究不同种植密度下(10、20、40、80株·m~(-2))幼苗对干旱胁迫各个时期(4、8、12、16、20 d)的生理响应,确定樟树对幼苗干旱和不同种植密度的响应机制。结果表明,各密度幼苗叶片的相对含水量随干旱胁迫时间的延长而下降,在各干旱胁迫阶段的下降幅度随密度的增加而加大;除10株·m~(-2)幼苗外,其他密度幼苗的叶片叶绿素含量随干旱时间的延长先升后降,变化幅度随着密度的增加而增大;各密度下的幼苗叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和SOD的活性均随干旱时间的延长而上升,幼苗叶片的脯氨酸和丙二醛(MDA)含量趋于上升,上升幅度随密度的增加而加大。总体来看,樟树幼苗抗旱能力随着密度增加而下降。     

水稻叶片对镉胁迫响应的蛋白质差异表达

为揭示水稻镉抗性的分子机理,以抗镉水稻品种P1312777和镉敏感水稻品种IR24为材料,在镉离子浓度为0(对照)、50和100 μmol·L-1条件下水培处理7 d,应用蛋白质组学方法分析了2种水稻叶片对镉胁迫响应的蛋白质差异表达.结果表明:镉胁迫下水稻PI312777叶片中共检测到差异表达蛋白质点31个,通过MALDI-TOF/MS分析,鉴定了其中的24个蛋白质(包括20个不同蛋白质,4个重复检出蛋白质);IR24叶片中共检测到差异表达蛋白质点19个,其中15个蛋白质得到鉴定.PI312777叶片鉴定出的20个蛋白质覆盖了IR24叶片鉴定的15个蛋白质,前者有4个与光合作用相关,11个与细胞防御代谢相关,3个与其他代谢相关,2个为功能未知蛋白.与对照相比,不同浓度镉胁迫下,抗镉水稻PI312777叶片中热激蛋白、谷胱甘肽还原酶、蛋白酶体α亚基6型、果糖1,6-二磷酸醛缩酶、硫氧还蛋白和DNA重组修复蛋白均上调表达;镉敏感水稻IR24叶片中热激蛋白、谷胱甘肽还原酶、蛋白酶体α亚基6型的表达无显著差异,果糖1,6-二磷酸醛缩酶和硫氧还蛋白则下调表达.此外,DNA重组修复蛋白仅在镉胁迫的PI312777叶片中表达.水稻PI312777比IR24具有更强的镉抗性与这些差异表达的蛋白质密切相关.     

甜瓜幼苗叶片内源一氧化氮和蔗糖代谢对低温胁迫的响应

以低温敏感型甜瓜品种‘XL-1’和耐低温型品种‘红优’为试材,采用6℃低温处理0、1、3、6、12、24h及3d、5d和7d,研究低温胁迫下甜瓜幼苗叶片中NO合成和蔗糖代谢的变化特征。结果表明:(1)低温胁迫能提高甜瓜幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)活性,诱导促进NO生成,其中耐低温型甜瓜‘红优’中NO对低温的响应时间更早,变化幅度更大。(2)与对照相比,低温胁迫处理提高了2种甜瓜幼苗叶片中蔗糖、果糖和葡萄糖含量,增加了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性,降低了淀粉含量。(3)低温胁迫处理使2种甜瓜叶片中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量上升。研究发现,低温胁迫通过增加甜瓜体内NO合成酶的活性刺激体内NO合成,通过促进蔗糖代谢相关酶的活性,提高蔗糖、果糖和葡萄糖的含量,从而响应低温胁迫,且低温胁迫诱导的糖分物质积累时间晚于NO的产生时间。     

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

Effect of Drought Stress on Lipid Peroxidation,Osmotic Adjustment and Antioxidant Enzyme Activity of Leaves and Roots of <Emphasis Type="Italic">Lycium ruthenicum</Emphasis> Murr. Seedling

Seedling stage is a critical period for survival and growth under drought stress. In the current study, we determined effects of drought stress on physiological and biochemical parameters of leaves and roots of Lycium ruthenicum Murr. seedling. The variables measured were lipid peroxidation (in terms of malondialdehyde (MDA) content), osmotic substances (free proline, soluble protein, and soluble sugar), and antioxidative enzymes (peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT)). Free proline, soluble sugar, and MDA of leaves and roots increased with increasing stress level. Leaves displayed higher accumulations of free proline and MDA than roots. However, roots showed higher total soluble sugar than leaves. Under drought stress, soluble proteins in leaves and roots decreased initially and then increased. Meanwhile, measured proteins were higher in leaves. Under drought stress, SOD, POD, and CAT activities in leaves increased initially and then decreased but increased with increasing drought stress level in roots. Under drought the level of accumulation of osmotics was higher in the leaves than in the roots, while increased activity of antioxidant enzymes persisted in the stressed roots longer that in the leaves.     

干旱胁迫对不同玉米自交系苗期渗透调节的影响

以5个抗旱性不同的玉米骨干自交系黄早四、掖478、郑58、旱21、齐319为试验材料,对持续水分胁迫下玉米幼苗的叶片相对含水量、渗透调节能力(OA)、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片相对含水量呈现下降的趋势,渗透调节能力和可溶性糖含量呈现先上升后又下降的趋势,脯氨酸含量呈现持续上升的趋势;在持续干旱条件下,不同自交系各个指标的变化幅度不同,说明不同种质资源对干旱胁迫的响应方式不同,渗透调节能力也有差异。在水分胁迫的前7d中,渗透调节能力逐渐增加,第7天时达到最大值,OA从大到小的排列顺序为齐319郑58掖478旱21黄早四;但此后,除旱21外,其余4个自交系的OA都随之下降。旱21和齐319以可溶性糖和脯氨酸为主要的渗透调节因子,黄早四则以脯氨酸为主要的渗透调节物质。     

转SOD基因对烟草抗旱性和相关生理指标的影响

以近等基因系烟草(非转基因品系、转Fe-SOD基因品系和转Mn-SOD基因品系)为材料,研究了盆栽条件下转SOD基因对烟草抗旱性的影响。结果显示:外源Mn-SOD基因的导入能切实提高烟草抗旱能力,而导入的Fe-SOD基因虽能提高烟草体内的SOD活性水平,但不能提高烟草的抗旱性,说明Mn-SOD可能与烟草的抗旱性关系较大;当遭受干旱胁迫时,所导入的2种SOD基因可能在某种程度上影响了植物体内MDA、蛋白质、光合作用以及脯氨酸等的正常生理代谢;脯氨酸、MDA、蛋白质等生理指标的变化在抗旱与不抗旱品系之间并没有表现出明显的规律性,因此能否作为抗旱育种的重要指标应该通过更多的试验来确定。     

Adaptability to drought in sugar beet cultivars

The effects of NaCl and polyethylene glycol (PEG) on superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (P) activities, lipid peroxidation (LP) and proline content in seeds and leaves of drought tolerant (FC-506 and MS-100) and drought sensitive (MS-612 and MS-13) sugar beet cultivars were examined. After PEG and NaCl treatment in tolerant cultivars both in seeds and leaves SOD activity mainly increased, though P activity increased only in leaves of tolerant cultivars. In drought sensitive cultivars the decrease of SOD and P activity was mostly observed. LP increased in seeds and leaves of all examined cultivars. The proline content increased in the leaves of examined cultivars and was significantly higher in drought tolerant plants. On the other hand, in the seeds only slight increase in proline content was found. The results obtained indicated that drought tolerance could be correlated with high proline content and enzymatic defense against lipid peroxidation.     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比

研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理（PEG-6000）和盐处理（NaCl）的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^＋可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。     

春季辽宁西北部主要绿化树种根叶抗旱生理性状评价

对辽宁西北部主要绿化树种杨树、榆树、丁香和山杏的抗旱生理性状进行研究,分析春季干旱胁迫下4个树种叶片与根系生理性状间的关系,采用隶属函数法和灰色关联度法对其抗旱性进行评价.结果表明: 渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量、抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛含量在4个树种及不同器官(叶片与根系)中均存在显著差异.4个树种平均隶属函数值在叶片中的顺序为榆树(0.673)>丁香(0.412)>杨树(0.346)>山杏(0.245),在根系中的顺序为杨树(0.558)>丁香(0.552)>山杏(0.383)>榆树(0.315);杨树、丁香和山杏叶片平均隶属函数值小于根系,而在榆树叶片中大于根系.各项生理指标与抗旱性的关联顺序在叶片中表现为丙二醛>SOD>CAT>可溶性蛋白>脯氨酸>可溶性糖>POD,在根系中为丙二醛>可溶性蛋白>可溶性糖>CAT>POD>脯氨酸>SOD.4个树种的叶片和根系中抗旱能力不同,各抗旱指标在叶片与根系中的作用不同,对不同树种的不同器官应该采取不同的管护措施.     

蒙古莸幼苗干旱致死过程中非结构性碳水化合物的变化

以一年生蒙古莸幼苗为对象,设置适宜水分、慢速干旱致死和快速干旱致死3个处理,研究不同干旱强度致死下蒙古莸幼苗各器官中非结构性碳水化合物(NSC,包括可溶性糖和淀粉)的含量变化及其分配规律.结果表明:慢速干旱致死胁迫下各器官可溶性糖含量与适宜水分组无显著差异.随时间的推移,茎可溶性糖含量先增加后减少,淀粉和NSC含量增加;粗根可溶性糖含量减少,淀粉和NSC含量增加;叶可溶性糖含量增加,淀粉和NSC含量减少.致死时(80 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为6.2%、7.8%、8.3%和7.4%.快速干旱致死胁迫下,各器官可溶性糖含量均高于适宜水分处理组,而淀粉和NSC含量均低于适宜水分组.随时间的推移,根可溶性糖含量下降,淀粉和NSC含量上升;茎可溶性糖、淀粉和NSC含量均上升;叶可溶性糖含量上升,淀粉和NSC含量下降.致死时(30 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为5.9%、6.6%、8.9%和7.7%.应对不同的干旱致死情况,蒙古莸幼苗各器官间非结构性碳水化合物呈现出不同的动态变化.在慢速干旱致死胁迫下,NSC优先为维持各器官生理代谢活动提供能量;而在快速干旱致死下,NSC主要以可溶性糖形式维持植物代谢,调节渗透势,促进吸水,应对急剧的干旱胁迫.