一氧化氮参与盐胁迫下长春花酚类代谢的调控研究

为研究外源一氧化氮(NO)调控盐胁迫下长春花中酚类化合物的响应,采用液相色谱—质谱联用(LCMS)技术靶向分析梯度浓度硝普纳(SNP)处理对盐胁迫下长春花幼苗根、茎、花、叶4个部位中酚类化合物组分及含量水平的变化。结果共鉴定出L-苯丙氨酸和18种酚类物质,C6C1类5种、C6C3类5种、C6C3C6类8种,其中原儿茶酸、绿原酸、槲皮素在长春花根、茎、花、叶4个部位中均存在;不同浓度SNP处理后长春花不同部位酚类化合物响应积累明显不同,其中C6C1和C6C3小分子酚酸类化合物主要积累在根和茎中,C3C6C3类主要富集在花和叶中;L-苯丙氨酸在茎、叶中相对含量较高,盐胁迫下茎中含量显著升高,且随外源NO浓度增大呈下降趋势。外源NO影响盐胁迫下植物器官中酚类化合物的积累和变化,其中根和茎响应敏感,从种类和相对含量的角度,茎和叶更适合检测酚类化合物。     

外源ATP对油菜幼苗耐寒性的影响

以“陇油7号”油菜为实验材料,研究了外源ATP对油菜幼苗耐寒性的影响。结果表明:与单独低温胁迫相比,外源ATP预处理再进行低温胁迫后,油菜幼苗MDA含量、O₂^-.含量均显著降低,而叶绿素含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX)和RBOHD、RBOHF、CPK4、CPK5基因表达均增加;与外源ATP+低温相比,EGTA+外源ATP+低温处理下,MDA含量显著增加,总叶绿素含量、T-AOC酶活性、RBOHD、RBOHF基因表达均显著下降,DMTU+外源ATP+低温处理下,MDA含量显著增加,总叶绿素含量、Ca²⁺-ATPase酶活性、CPK4、CPK5基因表达均下降,表明外源ATP通过Ca²⁺和H₂O₂依赖性机制影响油菜幼苗的耐寒性。     

W86F/W86A突变对细菌视紫红质光循环影响的差异性分析

细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,bR)是一种光驱受体蛋白,每个活性单元由3个单体组成,每个单体由一分子视蛋白和一分子的视黄醛发色团共价结合而成,其功能为从胞内向胞外定向传输质子,利用形成的质子浓度梯度将光能转化为化学能.光照后视黄醛发色团构型发生all-trans向13-cis转变,蛋白的构象也随之发生了一系列具有稳定中间态的变化并驱动质子的定向传递.为探讨bR视黄醛键合区保守性氨基酸色氨酸86 (Tryptop-han86,w86)对其光循环中间态和质子泵功能的影响,本研究采用定点突变技术将W86突变为侧链大小不同的F86和A86,通过原位紫外-可见光吸收光谱、闪光光解光谱、pH滴定、固体核磁共振等技术手段,探究W86F和W86A突变对bR光循环及质子泵功能影响差异性的分子机制.结果 表明,W86F和W86A突变均造成了bR暗适应状态下视黄醛顺反异构平衡向顺式构型占优的方向移动,且W86F突变可造成反式构型的完全消失.此外,无论是W86F还是W86A突变都造成了蛋白光循环中间态的减弱且衰减延长,以及质子泵功能减弱,但影响机制各有所不同,这可能与这两个突变对视黄醛多烯链上电子云的分布以及周围残基造成的扰动程度不同有关.     

短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制

阴生植物突然暴露在强光下造成光损伤的情况时有发生, 但其对高光敏感的潜在机制尚不十分清楚。为阐明阴生植物无法在自然全光照环境下生存的相关机制, 该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料, 将遮阴环境下(10%透光率)生长的植株转移到全日光环境下3天, 研究其相对叶绿素含量(SPAD值)、光合参数以及叶绿素荧光参数的变化。结果表明, 全光环境下三七光合日变化呈现“双峰”曲线特征, 且净光合速率在处理期间逐日降低。全日光下三七叶片SPAD值、水分利用率和光能利用率显著降低; 叶片光系统I (PSI)反应中心P700最大荧光信号、光系统II (PSII)电子传递速率、暗适应下PSII最大量子效率和光下PSII最大量子效率显著低于遮阴环境下的植株, 且至傍晚不能完全恢复。而参与调节性能量耗散的量子产量、PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量、环式电子流则显著高于遮阴环境下的三七。此外, 生长环境光照强度骤增导致荧光诱导动力学曲线发生明显变化, 并显著升高了PSII供体侧和受体侧的荧光产量。当阴生植物三七突然暴露于全光环境下时, 强烈的光照会导致PSII供体侧的放氧复合体活性受损, 抑制受体侧的电子传递, 过度还原PSI的受体侧进而引发PSI光抑制。该研究结果揭示, 全日光导致的PSII不可逆损伤和PSI光抑制可能是典型阴生植物三七为什么不能在全日照光环境下存活的重要原因。     

集胞藻 PCC 6803中Sll0875蛋白参与调控光系统I活性的生物功能研究

叶绿醌是由1个萘醌环和1个半不饱和植基侧链组成的一类光系统Ⅰ（photosystem Ⅰ,PSⅠ）特有的辅因子。目前,在蓝藻中对其生物合成途径的研究主要集中在萘醌环的形成方面,而对其植基侧链的合成尚缺乏相关报道。本研究通过与近期在拟南芥中发现的1种催化植基单磷酸形成植基二磷酸的激酶（VTE6）进行同源序列比对,在集胞藻 PCC 6803中发现1个与之高度同源的蛋白质Sll0875。研究发现,在Sll0875缺失突变体中,叶绿醌和生育酚的含量缺失,叶绿素的含量降低（P<0.05）,且该突变体在无葡萄糖培养基中生长迟缓。进一步利用叶绿素荧光、P700氧化还原动力学、77K低温荧光光谱和免疫印迹分析等方法分析了该蛋白质的缺失对PSⅠ功能的影响。研究表明,在突变体Δsll0875中, PSⅠ活性下降,PSⅠ亚基含量与野生型相比显著降低（P<0.01）。这一结果表明,叶绿醌的缺失影响了PSⅠ复合物的累积,导致PSⅠ功能受损,从而影响了蓝藻正常的生长和发育。本研究在蓝藻中证实植醇磷酸化途径对叶绿醌合成的重要性,为进一步研究蓝藻中叶绿醌在PSⅠ复合物的合成、组装和稳定等过程中的作用奠定基础。     

云南特有螺类光肋螺蛳主要生物学特征研究

光肋螺蛳（Margarya mansugi）是仅分布于云南省的特有螺类。受过度捕捞、栖息环境破坏等人为因素影响,光肋螺蛳自然种群急剧萎缩,目前已被世界自然保护联盟列为极危物种。由于光肋螺蛳的研究资料匮乏,其生物学特征尚未被完全掌握,制约了光肋螺蛳保护对策的制定。为此,通过室内人工驯养观察,记述了光肋螺蛳的形态、活动习性、食性、生长和繁殖等主要生物学特征。光肋螺蛳壳质厚且坚硬,呈长圆锥形,褐色,角质厣,螺壳一般有5~6个螺层,体螺层有4条环肋,雌螺体型一般比同龄雄螺大;喜栖息在水体底层,夜晚活动频率明显高于白天;主要以藻类为食,成螺经驯化可摄食人工配合饲料;仔螺、幼螺和成螺的生长速度顺次降低;性成熟时间需要两年以上,卵胎生,终年生产,一般在白天交配,交配时间7~10 h,分批产仔,每次产仔1~2只,观察到的一只雌螺分9批产仔,共产仔螺14只。从受精到仔螺产出需85 d以上。本研究可为光肋螺蛳基础生物学研究积累资料,同时也可为高原湖泊特有螺类的人工驯养繁育提供参考。     

花生AhRab7基因的克隆及其原核表达研究

为了研究花生小G蛋白AhRab7基因在大肠杆菌中的表达模式及与高盐胁迫的关联性,采用 RT-PCR技术从花生（Arachis hypogaea L .）品种花育20中克隆了AhRab7(7-1、7-2)的cDNA全长序列,通过核苷酸序列和氨基酸序列分析结果表明AhRab7的cDNA全长分别为872 bp、816 bp,分别含一个621 bp、618 bp大小的开放阅读框（ORF）,拟编码氨基酸数分别为206 aa、205 aa。将携带完整的ORF序列连入表达载体 pET-28a(+)中,经IPTG诱导后进行耐盐性测定,结果表明两种全长重组酶（分别含pET-Rab 7-1 和pET-Rab 7-2的重组质粒）均具有正常酶活性,明显缓解了高盐环境(5.5%～10% NaCl溶液)对大肠杆菌的生长胁迫,而对照组（含空载体pET-28a）未能检测出相同的酶活性,结果表明该基因表达可以缓解高盐胁迫影响。目的基因经IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测到目标蛋白的大小为23KDa,与预测结果一致。这为后期探讨花生对盐胁迫及其他非生物胁迫的研究奠定了一定的基础。     

藜磷酸肌醇5-磷酸酶基因(CaP5P)的表达分析和胁迫响应检测

植物通过多种信号途径感知外界环境变化,从而引发一系列的信号级联反应,其中磷脂信号途径起着重要的作用。本研究从藜盐胁迫差减文库中获得了一个EST05序列,利用RT-PCR检测了其在非生物胁迫下表达趋势,显示EST05序列在非生物胁迫下的表达有升高。随后利用RACE技术获得其全长编码序列,测序结果显示其与蓖麻(Ricinus communis) 的磷酸肌醇5-磷酸酶基因(P5P)的同源性达56%,遂将其命名为CaP5P。最后过量表达CaP5P在拟南芥中初步验证了功能,转基因植株表现对盐胁迫耐受性降低的趋势,呈现负调控的特征。本研究对磷酸肌醇5-磷酸酶基因功能的初步研究为磷脂信号途径中负调控组分的分析提供了参考依据。     

淹水胁迫对不结球白菜渗透调节物质含量的影响

以不结球白菜‘新矮青’品种为材料,研究了不同时间(1、3、5、7d)和不同程度(根淹、半淹、全淹)淹水处理及解除淹水恢复生长后叶片内渗透调节物质含量的变化规律。结果表明:(1)在根淹和半淹胁迫处理下,不结球白菜叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量随处理时间的延长呈先上升后下降的趋势;全淹胁迫下,这3种渗透调节物质的含量随处理时间的延长出现不同程度的下降。(2)解除淹水恢复生长7d后,各处理组的不结球白菜叶片中渗透调节物质的含量在短期(1d)淹水下基本恢复正常,在长期淹水条件下未完全恢复;全淹处理组恢复能力较弱,而根淹处理组恢复能力相对较强;可溶性糖的恢复幅度高于可溶性蛋白和游离脯氨酸。     

沙芥叶片活性氧和抗坏血酸对干旱胁迫的响应

本文以沙生蔬菜——沙芥为材料,研究干旱胁迫下其叶片内活性氧和抗坏血酸的积累规律和相互关系,为沙生植物干旱胁迫下叶片内活性氧积累和利用提供理论依据,也为植物干旱胁迫下抗坏血酸调控机制研究提供新的思路。结果表明,随着土壤相对含水量的下降,沙芥叶片内AsA、DHA、总AsA、HO·、Pn、Gs含量均呈下降的趋势,而O2ˉ·、H2O2和MDA含量呈上升趋势;同时总AsA与HO·含量极显著正相关,与H2O2显著正相关,与O2ˉ·显著负相关,DHA与HO·显著相关。