低温胁迫对柳杉不同无性系的影响及抗寒性评价

通过分析柳杉不同无性系抗寒性的差异,评价柳杉不同无性系抗寒能力,为柳杉的引种栽培及抗寒育种提供理论依据。以生长一致的10个柳杉无性系的2年生枝条为试验材料,分别在4℃、0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃和-20℃目标低温下处理12 h,对其叶片的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及叶绿素荧光参数进行测定,结合主成分分析及隶属函数计算对测定的指标进行综合评价和抗寒性排序。结果表明,低温胁迫下随着温度逐渐降低,MDA含量在一定温度范围内具有一定的波动性,但总体上呈现先上升后下降再上升的趋势;SOD活性在低温初期先出现短暂的下降后经抗寒锻炼呈现出上升又下降的趋势;柳杉不同无性系PS II最大光化学效率(Fv/Fm)和PS II的实际光合量子产量(Y(II))表现出相似的变化趋势,其值在0℃达到最高,0℃之后持续降低;光化学淬灭系数(qP)在低温初期无明显变化,0℃后随着低温胁迫的加剧而降低。柳杉不同无性系抗寒性具有显著差异,其中57#、68#和32#无性系抗寒性较强,3#、25#和42#无性系抗寒性较弱。     

低温胁迫下不同光照条件对锦熟黄杨抗氧化酶活性的影响

研究了锦熟黄杨（Buxus sempervirens L.）在低温胁迫下不同光照条件（12 h光照/12 h黑暗、24 h全光、24 h全黑）对其抗氧化酶活性的影响,结果表明：低温不同光照条件下细胞膜透性和丙二醛含量均高于对照（20℃ 12 h光照/12 h黑暗）,细胞膜透性和丙二醛含量在5℃ 24 h光照条件下最大;低温胁迫下SOD活性高于对照,并在5℃ 24 h光照条件下达到最高值;CAT的活性仍维持较高水平,5℃ 12 h光照/12 h黑暗显著高于对照及其它处理;在低温有光照条件下,POD活性升高,黑暗条件下POD活性低于对照。低温胁迫下POD、SOD和CAT的活性均呈上升趋势,可能是植株具有较强抗性的原因。     

低温胁迫下枇杷幼果种子膜脂过氧化、保护酶活性及显微结构的变化

枇杷(Eriobotrya japonica)开花结果正值冬季低温期,易受低温影响,因此寒害成为抑制枇杷健康生长、发育的重要因素之一。种子作为产生多种内源激素的中心,其健康程度与枇杷果实正常发育息息相关。该研究以四川省成都市龙泉驿区柏合镇的‘早钟六号’枇杷幼果种子为材料,经不同低温(6、3、0、-3℃)胁迫不同时间(12、24、36、48 h)后,对其相对电导率、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的变化进行测定以及细胞解剖结构分析,旨在探究枇杷幼果种子抗寒机制,为提高四川地区枇杷抗寒栽培新技术提供理论和实践依据。结果表明:低温胁迫下,枇杷幼果种子相对电导率及MDA含量随着处理温度的降低整体呈上升趋势;保护酶SOD、CAT活性在低温胁迫前期不同程度升高,至某个低温后呈下降趋势;而POD活性总体呈升-降-升趋势;相对电导率、MDA含量、SOD活性、CAT活性、POD活性的变化临界温度均为6℃,胁迫临界时间分别为12、24、48、36 h,而MDA含量变化临界温度为3℃,胁迫临界时间为36 h;显微结构表明枇杷幼果种子6℃低温开始受冻,最先受冻部位为种皮,其次为种胚真叶原始体或真叶,最后到细胞破裂,说明枇杷幼果种子随着处理温度降低,细胞结构受损越严重。综上,枇杷幼果种子受冻临界温度为6℃,受冻临界时间为12 h。     

多蒴灰藓（苔藓植物门：藓纲）对短期极端温度的生理响应

近年来,藓类植物作为一类模式植物,在分子生物学、抗性生理学研究中受到重视,因此,开展逆境条件下藓类植物渗透调节物质和膜保护系统相关指标变化的研究,将为了解藓类植物对逆境条件适应的生理机制提供基础资料。多蒴灰藓（Hypnum fertile Senden.）分布广泛,生境多样,本文研究了低温(5℃)和高温(40℃和60℃)在不同胁迫时间(0、1、2、4、6、8h)下多蒴灰藓体内可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性的变化,以期了解多蒴灰藓对不同温度条件的适应能力和响应的生理机制。结果表明：在5℃低温处理下,随处理时间延长,多蒴灰藓的可溶性糖含量逐渐增加,在高温处理下,呈现先升高后降低的趋势;游离脯氨酸、MDA在低温和高温胁迫下随处理时间延长都逐渐升高。CAT在5℃低温处理下活性逐渐升高,在40℃高温处理下先升高后降低,在60℃高温处理下则迅速降低,6 h后酶完全丧失活性。SOD的活性在5℃低温处理下随处理时间延长逐渐降低,在高温处理下则表现出先升高后降低趋势,40℃高温胁迫下6 h达到最大值,60℃胁迫下0.5 h达到最大值。POD在5℃和40℃处理下活性随处理时间延长逐渐升高,在60℃高温处理下则先升高后降低。这些结果表明,多蒴灰藓适生于20℃左右的温度条件下,60℃高温对多蒴灰藓的伤害明显,与高温相比,多蒴灰藓更适合生长于低温环境;多蒴灰藓通过增加游离脯氨酸以提高对温度逆境的适应;POD和CAT在多蒴灰藓抵御低温胁迫时可能起着主要作用,而SOD则在其抵御高温胁迫时起一定的作用。     

应用电导率探讨邓恩桉不同优株的抗寒性

本文通过测定邓恩桉不同优株在常温下电导率日变化与不同低温胁迫处理电导率的变化,探讨不同处理条件下,电导率变化与个体抗寒性的关系。结果表明,不同个体在常温下电导率存在日波动变化,但日波动性与抗寒性没有直接联系。在不同低温胁迫处理下, 不同优良个体电导率随抗寒能力不同而变化,抗寒能力越强,电导率发生骤变的低温区间越滞后,且变化幅度也较小。由不同处理下的电导率,分别求得不同个体的logistic方程, 经回归分析得出各不同个体的半致死温度,定量评价不同个体抗寒能力,为抗寒-速生优株筛选提供科学依据。     

萝卜种子萌发的逆温耐性诱导研究

以萝卜种子为试材,研究不同温度预处理对萌发期萝卜种子逆温耐性的影响。结果表明:萝卜种子在低于15℃和高于35℃下萌发,种子活力显著下降,而通过适度的温度胁迫处理,可提高萝卜种子在高温（35℃）下的萌发活力。15℃和25℃分别是预处理的适宜低温和高温,6 h是低温（15℃）预处理的适宜时间。萝卜种子经高温（30℃）预处理12 h后,在随后的低温（10℃）下萌发,也提高其种子活力,说明萝卜种子对高温和低温胁迫具有交叉适应性。     

急性低温对黑鲷抗氧化酶活性和 热休克蛋白含量的影响

为探究急性低温胁迫对黑鲷（Acanthopagrus schlegelii）生理机能的影响,以1龄黑鲷作为实验鱼,以15 ℃为对照组,设置10 ℃和5 ℃作为低温胁迫组,处理24 h后再转入15 ℃的水体中进行恢复实验,测定不同温度、不同时间点下1龄黑鲷肝的抗氧化酶活性以及热休克蛋白（Hsp）含量的变化。研究结果显示,低温胁迫实验中,低温处理组（10 ℃和5 ℃）在急性低温胁迫的24 h内,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性和热休克蛋白含量均呈现先上升后下降的趋势。10 ℃处理组上述三种抗氧化酶活性皆在12 h达到最大值,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性24 h恢复到对照水平,而谷胱甘肽过氧化物酶在18 h已经恢复到正常水平;在5 ℃处理组,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性在6 h达到最大值,谷胱甘肽过氧化物酶在18 h达到最大值,且在24 h都仍与对照组有极显著差异,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性分别在恢复实验的12 h、12 h和6 h恢复到对照组水平。10 ℃和5 ℃两个处理组的热休克蛋白含量皆在胁迫18 h达到最大,10 ℃处理组在24 h恢复到正常水平,但5 ℃处理组的热休克蛋白含量直到恢复实验结束仍与对照组存在差异。本实验结果表明,急性低温胁迫对超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和热休克蛋白具有显著影响,其均呈现有规律的变化趋势,说明上述酶和蛋白参与了黑鲷的低温胁迫应答过程,通过协同调节黑鲷的生理机能使其适应环境变化,减少急性低温对鱼体的损伤并使其能够在环境骤变情况下存活下来。只有在自我调节范围内,黑鲷随着胁迫时间的延长,其体内才能够建立新的生理平衡来适应低温,因此在黑鲷养殖过程中,应当注意水温不宜低于5 ℃,水温过低时,应尽快将其移入室内,避免水温骤降对鱼体造成损伤。     

长白落叶松种子园亲本无性系生长性状变异研究

东北地区多个长白落叶松（Larix olgensis）种子园已经营建多年,但亲本生长情况往往被忽视。本研究以汪清林业局49个长白落叶松亲本无性系为材料,对其多个生长性状进行测定与遗传变异分析,方差分析结果表明49个无性系间的各测定性状差异均达极显著水平,各测定性状表型变异系数和遗传变异系数变化范围分别为7.71%~31.93%和2.05%~12.55%,重复力变化范围为0.44~0.76,高重复力、高变异系数有利于无性系的评价选择;树高、胸径等大部分生长性状的相关性达极显著水平,表明各生长性状在生长发育中相互影响;主成分分析结果表明第一主成分贡献率为61.44%,主要代表生物量性状;依托主成分分析结果对长白落叶松亲本无性系进行综合评价,初步筛选L76、L5、L7、L12和L4等5个优良无性系,这些无性系树高等性状遗传增益变化范围为3.55%~15.50%,入选无性系可以为长白落叶松良种选育提供材料。     

温度对福寿螺抗氧化酶活性和 丙二醛含量的影响

福寿螺（Pomacea canaliculata）是外来入侵物种,对中国南方大部分地区的生态环境造成严重威胁,其生长和繁殖受到温度影响。本文研究了15 ℃（低温）、25 ℃（对照组）和36 ℃（高温）三种温度条件下,不同时间点（0、6、12、24、48、72 h）福寿螺体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性及丙二醛（MDA）含量的变化。实验结果表明,在低温（15 ℃）和高温（36 ℃）胁迫下,福寿螺肝胰脏和鳃中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性以及丙二醛含量均呈现先升高后降低的趋势,并且在72 h时恢复到对照组（25 ℃）水平。低温和高温胁迫下,福寿螺鳃中的过氧化氢酶活性和肝胰脏中的超氧化物歧化酶活性在12 h、24 h和48 h时均显著高于对照组（P < 0.05）,并在48 h时达到最大值（P < 0.01）。鳃和肝胰脏中的谷胱甘肽过氧化物酶活性在12 h升高并在24 h时达到最大值。低温和高温胁迫下,丙二醛含量分别在24 h和12 h达到最大值。结果表明,温度能够诱导福寿螺抗氧化应激反应。福寿螺可以通过增加体内抗氧化物酶活力来缓解温度胁迫所造成的压力。鳃中抗氧化物酶活性变化快于肝胰脏抗氧化物酶活性变化,福寿螺氧化应激反应表现出组织特异性。     

低温胁迫下红松与西伯利亚红松光合与气孔特性

红松与西伯利亚红松均为寒温带著名的成林树种,具有较强的耐寒性,与红松相比,西伯利亚红松具有更强的耐寒性。为探究低温胁迫下两树种的生理响应机制及抗寒生理机理,本研究以5年生的红松与西伯利亚红松幼苗为材料,对其进行低温处理,3个胁迫温度(0℃、-20℃和-40℃)和3个胁迫时间(6、24和48 h),20℃为对照,研究低温胁迫下红松与西伯利亚红松的光合特性和气孔特性。T检验和方差分析结果表明,各光合指标和气孔密度在红松与西伯利亚红松中的差异显著(P<0.05),低温及低温胁迫时间对红松与西伯利亚红松各光合指标具有极显著影响(P<0.01),低温对红松与西伯利亚红松的气孔开度与气孔面积具有极显著影响(P<0.01)。胁迫前(20℃)和0℃低温胁迫下,红松中的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于西伯利亚红松,但在-20℃条件下胁迫6 h,西伯利亚红松各光合测定指标显著高于红松。随着温度的降低与胁迫时间的延长,两树种的各光合指标均呈下降趋势。红松中的气孔密度显著高于西伯利亚红松,胁迫前(20℃),红松与西伯利亚红松的气孔均为椭圆形,随着温度的降低,两树种的气孔开度和气孔面积显著减小。     

应用电导率法及Logistic方程测试椰子幼苗耐寒性研究

以一年生椰子的叶片为材料,在不同低温条件下处理12h后,对椰子5个品种叶片浸出液的电导率进行测定,应用Logistic方程建立回归模型求出半致死温度。结果表明,在低温胁迫过程中,5个椰子品种的相对电导率均随温度的下降而持续上升,耐寒性大小顺序依次为:海南高种椰子>黄矮椰子>红矮椰子>杂交种椰子>香水椰子,其半致死温度在7.34～12.44℃之间。研究结果为椰子的耐寒选育提供理论依据。     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。     

长白落叶松种子园亲本生长与结实性状综合评价

生长与结实性状是种子园亲本重要的评价标准,本研究以长白落叶松种子园58个亲本无性系为试验材料,对其生长与结实性状进行测定及分析。方差分析结果表明,除通直度、节间距、0和1.3 m树皮厚度外,各性状在无性系间均存在显著差异,其表型变异系数变化范围为8.05%~54.97%,重复力变化范围为0.102 3~0.744 2。高变异、高重复力有利于优良无性系选育。利用主成分分析将各性状分为4个主成分（Y1、Y2、Y3、Y4）,不同无性系各主成分值差异较大。以生长与结实性状为评价指标,利用多性状综合评价法,以10%的入选率,L59、L56、L77、L90、L92和L87等6个选为优良无性系,其主成分Y1值均较大,树高、胸径和材积的平均遗传增益分别为15.43%、8.25%和29.73%。本研究可为长白落叶松无性系种子园优良亲本建园材料选择提供理论基础。     

蝴蝶兰PhTSJT1基因的克隆及在低温胁迫下的表达分析

本研究从蝴蝶兰叶片中克隆了茎部特异基因Ph TSJT1的全长序列(GenBank登录号为MF797883),并分析了其在不同组织及低温胁迫下的表达特性。结果表明,Ph TSJT1基因全长994 bp,编码239个氨基酸,属于Class-Ⅱ谷氨酰胺酰胺基转移酶超家族成员;同源性分析表明,该蛋白与多种植物的茎部特异蛋白和铝诱导蛋白有较高的同源性,进化上与小兰屿蝴蝶兰的茎部特异蛋白亲缘关系最近;该基因在营养器官中表达水平较高,在花器官中表达水平较低;13℃/8℃(昼/夜)的低温胁迫抑制PhTSJT1基因的转录表达,并随着低温胁迫时间的延长,Ph TSJT1基因的表达水平逐渐降低,在温度恢复正常时其表达水平升高;4℃冷胁迫低温条件下,PhTSJT1基因在处理1 h时,表达水平升高,处理8 h时表达水平最高,16 h后表达水平逐渐降低。由此推测,PhTSJT1参与4℃冷胁迫的分子调控。本研究不但有助于理解热带亚热带植物的耐冷机制,也为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供帮助。     

高温胁迫对菊花电阻抗图谱参数的影响

以菊花(Chrysanthemum morifolium)‘神马’扦插苗茎段和叶片为材料,测定其高温胁迫(25~50℃)下电阻抗图谱参数的变化,通过膜透性(相对电导率)与电阻抗图谱参数间的相关性,来证明电阻抗图谱法研究菊花耐热性的有效性。结果表明:随着温度升高,茎叶的胞外电阻、胞内电阻、弛豫时间呈现先增加,后急剧下降的趋势,而弛豫时间分布系数变化趋势为不规则下降。茎叶相对电导率是随着温度的升高先增加后降低再急剧增加。经过菊花茎叶电阻抗图谱参数拟合菊花的耐热性与相对电导率表示的耐热性温度极为接近。相关分析表明,高温胁迫下菊花茎叶相对电导率与胞外电阻(茎p<0.01,叶p<0.05)、弛豫时间(p<0.05)之间有显著的相关。由此可见,胞外电阻和弛豫时间是测定菊花耐热性的适合参数。     

转天山雪莲sikPIP3基因烟草的获得及抗逆性鉴定

利用PCR技术从实验室建立的天山雪莲DNA文库中克隆了天山雪莲质膜水孔蛋白基因sikPIP3,构建了植物表达载体pBI121-sikPIP3,通过农杆菌介导法转化烟草品种NC89,经PCR和RT-PCR检测证明目的基因成功导入并得到了表达,采用水分胁迫进行抗旱分析和采用冷冻胁迫进行抗寒性分析。结果显示:(1)克隆出具有水孔蛋白基因特性的sikPIP3基因。(2)经断水干旱处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在断水9d的情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草萎蔫症状较轻;生理指标测量结果显示,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,相对含水量和CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗旱性高于野生型烟草。(3)经不同温度胁迫处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在-4℃冷处理6h情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草只出现少量伤斑;生理指标分析结果表明,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗寒性高于野生型烟草。综合结果表明:sikPIP3基因在抗逆基因工程方面具有较高的应用前景。     

低温处理后4个越橘品种部分生理指标的比较及其抗寒性分析

以‘美登’(‘Blomidon ’)、‘北陆’(‘Northland ’)、‘蓝丰’(‘Bluecrop ’)和‘密斯梯’(‘Misty ’)4个越橘( Vaccinium spp.)品种为研究对象,对经-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃和-40℃低温处理后各品种枝条的相对电导率( REC)、丙二醛( MDA)含量、过氧化物酶( POD)和过氧化氢酶( CAT)活性以及各指标的增长量进行比较;在此基础上,建立各品种REC值与温度的Logistic方程并获得各品种的低温半致死温度( LT50),初步确定各品种的抗寒性。结果表明：经不同低温处理后,各品种枝条的REC 值以及 POD 和 CAT 活性总体上极显著(P<0.01)高于对照(10℃),MDA含量极显著或显著(P<0.05)高于对照。随处理温度降低,各品种枝条的REC值和MDA含量逐渐升高,但不同品种间这2个指标的变幅不同;各品种枝条的POD和CAT活性随处理温度降低呈“单峰型”曲线,但不同品种枝条POD和CAT活性的峰值及其达到峰值的处理温度均存在差异,其中,经-25℃低温处理后品种‘密斯梯’枝条的POD和CAT活性最高,而其余3个品种的POD和CAT活性经-30℃低温处理后最高。总体上,品种‘密斯梯’枝条的REC值和MDA含量增长量处于较高水平,POD和CAT活性增长量处于较低水平;而品种‘美登’枝条的REC值和MDA含量增长量则处于较低水平,POD和CAT活性增长量处于较高水平。各品种的Logistic方程拟合度为0.8622~0.9778,且各品种间的拟合度差异均达到极显著或显著水平;REC值与温度的相关性极显著,其相关系数为0.9285~0.9888;品种‘密斯梯’、‘蓝丰’、‘北陆’和‘美登’的LT50值分别为-18.87℃、-26.85℃、-27.52℃和-30.83℃。综合分析结果显示：LT50值、MDA含量变化量、保护酶活性及其变化量均可作为越橘品种抗寒性的评价指标,据此初步确定供试4个越橘品种抗寒性由强至弱依次为‘美登’、‘北陆’、‘蓝丰’、‘密斯梯’。     

灰飞虱热激蛋白Hsp90基因的克隆、序列分析与表达模式

【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus (Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90 基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90（GenBank登录号为KF660250）。 LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有 Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列 MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异（P =0.008）。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在 40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。