香蕉苹果酸脱氢酶基因克隆及其逆境胁迫表达

从香蕉果实抑制差减文库中获得一条香蕉苹果酸脱氢酶基因片段,采用RACE技术获得全长,命名为MaMDH;MaMDH基因全长1 249bp,编码332个氨基酸。生物信息学分析预测其编码蛋白分子量约35 448Da,等电点为6.53。与已知植物苹果酸脱氢酶基因相比,氨基酸同源性均达92%。保守结构域分析发现,MaMDH基因具有NAD结合位点、苹果酸结合位点和二聚体结合位点。系统进化树比对分析表明,MaMDH与玉米和小麦的亲缘关系较近。MaMDH基因在乙烯利处理香蕉苗中上调表达;在盐、Al 3+胁迫和香蕉尖孢镰刀菌4号生理小种处理幼苗中先上调表达,后下调表达;在冷害胁迫幼苗中先下调表达,后上调表达;而在干旱胁迫、伤害胁迫幼苗中表达没有明显变化。研究表明,香蕉中的苹果酸脱氢酶基因具有响应生物胁迫和非生物胁迫能力,可能在香蕉适应衰老、盐、铝、低温胁迫和枯萎病菌侵染等逆境中发挥重要作用。     

接种AMF对弱光环境及盐胁迫下甜瓜光合特性的影响

以甜瓜(Cucumis melo L.)品种"中蜜3号"为试材,摩西球囊霉菌(Glmous mosseae,GM)为供试菌种,采用温室盆栽试验研究了丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)对弱光及盐胁迫下甜瓜幼苗叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:弱光及盐胁迫下接种AMF可显著增强甜瓜幼苗叶绿素含量、净光合速率(P_n)、光合电子传递速率(ETR)、水分利用率(WUE)和气孔限制因子(L_s);气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)则随胁迫时间延长不断增强;光化学猝灭系数(qP)与实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))变化趋势基本一致且均显著高于未接菌处理;接种AMF显著增强了最大光化学效率(F_v/F_m),但处理之间差异不显著;并进一步提高了宿主的最大羧化速率(A_(max))、光饱和点(LSP)和表观量子效率(AQE),降低了光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)。研究发现,AMF可通过改善叶绿素荧光、气体交换参数和光响应参数来减轻弱光及盐胁迫对植株造成的伤害,从而提高甜瓜对弱光及盐胁迫的耐性。     

枳LEA基因家族鉴定及其对非生物胁迫的响应

为明确LEA基因在枳非生物胁迫中的作用,研究通过生物信息学方法对枳LEA基因家族进行全基因组的鉴定,并采用qRT-PCR技术分析其在不同非生物胁迫下的表达情况。结果表明:(1)枳基因组中鉴定得到57个LEA基因家族成员,编码蛋白的氨基酸长度在62~945 aa之间,分子质量在6.95~104.98 kD之间。(2)系统进化分析表明,PtrLEA基因可分为8个亚家族,LEA_1~LEA_6、dehydrin和SMP,LEA_2亚族家族成员最多。(3)顺式作用元件分析表明,PtrLEA启动子上存在大量的植物激素、胁迫响应以及生长发育有关的响应元件。(4)转录组数据分析结果显示,LEA基因家族具有组织表达特异性,PtrLEA 15、PtrLEA 17、PtrLEA 23、PtrLEA 51在所有组织中均有高表达,也发现有3个基因在所有组织中不表达。(5)实时荧光定量PCR结果显示:PtrLEA基因在低温、干旱和高盐胁迫处理条件下,与对照相比分别有6、2和6个基因上调表达,推测该基因家族参与多种非生物胁迫应答。     

在极度弱光和两种底质条件下苦草的生长和生理响应

实验以云南大理州洱海水生植被重度退化区(湖心平台)作为实验地点,探究极度弱光和两种底质(黏土、淤泥)环境下苦草(Vallisneria natans)在恢复过程中的形态及生理响应,并依此探讨底质改善对苦草种群恢复的作用。结果表明:(1)在极度弱光环境下,苦草部分死亡,存活数量下降,并在形态特征和生理特征上均表现出胁迫响应,其形态特征值下降,氮(N)含量和游离氨基酸含量上升,碳(C)含量和淀粉含量下降;(2)苦草不同器官对弱光环境的响应有所差异,叶片(地上部分)受到的胁迫影响大于根茎(地下部分);(3)苦草对弱光环境的响应在不同底质条件下有显著性差异,苦草在黏土底质上表现出更小的胁迫反应和更高的存活数量,两种底质相比较,黏土更适合作为苦草恢复的底质条件。研究表明在洱海当前的水质环境下有希望结合局部的底质改善来实现在南部湖心平台的沉水植物恢复。     

弱光下生长的葡萄叶片蒸腾速率和气孔结构的变化

 植物能够对生长环境产生生态适应性,这种适应性可从气孔导度、光合速率、水分利用效率等生态指标上反映出来。为了研究葡萄蒸腾特性对弱光环境的适应性变化,本试验以‘京玉’葡萄幼苗（Vitis vinefera cv. Jingyu）为试验材料,通过遮光处理（2个处理,分别遮光65%和85%）营造弱光环境,测定了在弱光环境下生长的葡萄叶片蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率对光照强度的响应,同时用扫描电镜技术观察了气孔的发育。结果表明,弱光环境下生长的葡萄幼苗,叶片的水势较高,但水分利用效率较低,叶片蒸腾速率和气孔导度变化对光照强度的响应缓慢,而自然光下生长的葡萄叶片则反应较迅速。通过对气孔结构的研究发现,与自然光照环境下生长的植株相比,在弱光环境下生长的葡萄幼苗,叶片下表皮的气孔横轴变宽,大小气孔之间差异减少,气孔外突,表皮细胞变大甚至扭曲,角质层变薄。说明葡萄幼苗能够对弱光环境产生适应性变化,其蒸腾特性的变化与其气孔结构的变化相关,具有一致性。     

玉米根微粒体ABA结合蛋白的性质及逆境胁迫的影响

以玉米根微粒体为材料进行的微量放射配体结合（ＭＲＬＢ）实验表明玉米根微粒体膜上存在着ＡＢＡ结合位点,ＡＢＡ与ＡＢＡ结合蛋白（ＡＢＡ－ＢＰ）结合的最适ｐＨ为６．５,结合反应对温度（０℃和２５℃）不太敏感,ＡＢＡ与ＡＢＡ－ＢＰ的结合反应是一个动态平衡过程,５ｍｉｎ即可达最大结合（Ｂｍａｘ）的５０％,３０ｍｉｎ达到最大结合,１ｈ内基本保持不变。胰蛋白酶处理表明此结合位点为蛋白质,冻融实验则表明此蛋白与Ａ     

第五届中国酶工程学术研讨会

为了探讨国内外植物逆境生理与分子生物学的研究动向，根据国家需求讨论我国植物逆境生理与分子生物学的研究方向，加强学术交流，促进合作，由中国植物生理学会环境生理与营养生理专业委员会主办，湛江师范学院承办的“2005中国植物逆境生理与分子生物学学术研讨会”将于2005年11月5-9日在广东省湛江市召开。     

逆境胁迫诱导基因的结构、功能与表达调控

对有关逆境响应基因的最新进展作了一简要的综述.在逆境条件下,脱落酸(ABA)浓度增加,诱导许多新的基因表达及蛋白质合成.已克隆到几百种逆境响应基因,其中大多数可受外源ABA的诱导.对这些基因及蛋白质的功能已有所了解,认为它们可能与植物的抗逆能力有关.目前认为有多条信号传递途径参与胁迫信号的转导.     

番茄SlWRKY31基因启动子的克隆与逆境应答模式分析

该研究以野生型番茄（Solanum lycopersicum）为材料,采用PCR技术克隆得到了番茄 SlWRKY31 基因起始密码子 ATG 上游启动子序列,并利用该启动子驱动 GUS基因在野生型番茄中表达,对获得的转基因番茄采用不同胁迫处理后进行GUS 染色和定量分析。结果表明：（1）序列分析显示,该启动子全长1 849 bp,含有多个与非生物胁迫和激素响应相关的顺式作用元件,主要包括热胁迫响应元件 HSE、干旱诱导响应元件 MBS、防卫和胁迫响应元件 TC rich repeats、创伤诱导响应元件 WUN motif、脱落酸（ABA）响应元件 ABRE 和水杨酸（SA）响应元件 TCA element。（2）实时荧光定量 PCR 结果显示,SlWRKY31 基因呈组成型表达模式,且在叶和果实中表达量较高,茎中较低;在NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的胁迫处理下,其表达量显著升高。（3）构建 SlWRKY31 启动子和 GUS 基因融合的植物表达载体,并通过农杆菌介导法将其转化野生型番茄,对获得的转基因番茄进行 GUS 组织化学染色分析结果显示,SlWRKY31 基因在番茄的各个组织（根、茎、叶、花、果实和种子）中均有表达,表明 SlWRKY31 启动子是组成型表达启动子。（4）对转基因番茄在不同胁迫处理后的 GUS 染色和定量分析显示,SlWRKY31 启动子显著受到NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的诱导表达,说明该启动子是一个可以响应多种逆境胁迫的诱导型启动子。