紫花苜蓿F-box蛋白基因MsFTL的克隆及功能分析

FTL(F-box Triple LRR protein)是F-box蛋白家族的成员,具有F-box保守结构域,在植物抵御逆境胁迫过程中起重要作用。本研究参考低温胁迫下紫花苜蓿转录组数据设计引物,通过RT-PCR克隆获得紫花苜蓿MsFTL基因,该基因的全长1422 bp,编码473个氨基酸。该蛋白含有1个F-box结构域及3个LRR重复。系统进化分析表明,MsFTL与蒺藜苜蓿XP_003626345.1 F-box/FBD/LRR-repeat protein亲缘关系最近。两者蛋白序列比对发现共有11个差异位点。在低温、盐、干旱以及外源ABA处理下,MsFTL基因受到诱导,表达量上调。构建植物过表达载体pCBM-MsFTL,通过农杆菌介导法转化烟草。对经过抗性筛选、PCR和Real-time PCR验证的转基因植株进行低温抗性鉴定。在-4℃低温胁迫下,野生型烟草叶片出现了明显的萎蔫失水现象,而转基因烟草萎蔫程度相对较轻。生理检测结果表明,4℃处理24 h之后,转基因烟草的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD活性,CAT活性高于野生型,MDA含量低于野生型。本研究表明,MsFTL基因在提高植物对低温胁迫的抗性方面具有重要的作用。     

极端耐盐碱菌株的筛选及其菌肥对盐碱条件下小麦生长和土壤环境的影响

为获得具有盐碱地改良应用潜力的耐盐碱菌株,将采集于东营盐碱地的土样稀释涂布于pH 9、盐浓度100 g·L-1的Gibbson改良培养基上,共获得18株细菌.通过提高盐浓度、pH值,最终获得在pH 12、盐浓度20%的条件下仍然可以生长的极端耐盐碱菌株N14.对N14进行形态学、生理生化特征和16S rDNA序列分析鉴定,结果表明:菌株N14为马氏芽孢杆菌.盆栽试验结果表明,与盐碱土(CK)相比,N14菌肥可以显著提高小麦的生物量,株高、鲜重、干重分别提高了21.8%、57.9%、41.7%;显著增加小麦叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量,增长率分别为36.4%、20.0%、31.7%;显著提高盐碱土壤中的蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,增长率分别为23.2%、68.8%、106.5%;显著提高小麦根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性,增长率分别为109.6%、17.8%、50%;显著减少小麦根系丙二醛的含量,减少率为39.8%.本研究为极端耐盐碱菌的应用提供了一条新思路,为盐碱地的改良提供了一条新途径.     

低温对枇杷苗叶片与根尖的生理状况及超微结构的影响

为探讨枇杷(Eriobotrya japonica)苗对低温伤害的响应,采用人工降温的方法,研究了‘解放钟’实生枇杷苗在低温胁迫下叶肉细胞与根细胞超微结构的变化,同时测定叶片褐变率、根系活力和细胞质膜相对透性(PMP)。结果表明,轻度低温(0℃)胁迫12h,根系活力下降26.09%,叶片褐变率仅升高17.15%,根系PMP值持续升高而叶片呈下降趋势。电镜下观察,根细胞和叶肉细胞均有明显线粒体增加现象。0℃胁迫36 h根细胞发生胞间结冰,液泡消失、线粒体膨大变形、双层膜消失、嵴消失、细胞壁结构损伤,而叶肉细胞仅表现叶绿体破坏、淀粉粒变小,线粒体完整。重度低温(–3℃、–5℃)胁迫下,根细胞和叶肉细胞均发生细胞内结冰,且低温对根细胞的破坏程度明显高于叶肉细胞,根细胞比叶细胞发生细胞结冰的时间更早,受害更严重。这表明根细胞比叶肉细胞对低温更敏感,因此,在低温来临前对枇杷地下部采取保温措施,对缓解地上部低温伤害具有积极作用。     

布氏田鼠哺乳期低温经历抑制成年期神经再生

哺乳动物在出生前后所经历的环境条件对其成年后的行为和生理等具有重要影响。环境温度是影响动物后代表型的重要因素之一。本研究将分娩当天的布氏田鼠母体和幼仔在常温（23℃±1℃）或低温（4℃±1℃）饲养,断乳（21日龄）时转至常温环境,至第63日龄时再随机将两组动物各分为常温组和低温暴露组,期间检测体重、摄食量、静止代谢率、认知能力和神经细胞增殖和存活等,以验证哺乳期的低温经历可影响成年动物的代谢生理、行为表型和相关脑区神经再生的假说。结果发现：哺乳期低温经历导致成年布氏田鼠摄食量显著降低,与代谢有关的下丘脑以及学习记忆有关的海马区细胞增殖和存活数量减少。当动物在成年期面临冷暴露时,与哺乳期常温经历的动物相比,哺乳期低温经历的动物摄食量较低,在Y迷宫新异臂中的穿梭次数和停留时间显著降低,但海马和下丘脑部分核团的细 胞增殖以及海马CA的细胞存活明显升高。这表明哺乳期低温经历对布氏田鼠的能量代谢、行为和相关脑区的成体神经再生产生了持久的抑制效应,但成年后再次面对低温时,动物的代谢能力和代谢及学习记忆相关脑区的神经细胞可塑性优于哺乳期未曾经历低温的动物。     

三种常绿阔叶树光系统Ⅱ在低温胁迫下的光抑制及恢复

冬季低温胁迫对亚热带常绿阔叶树光合活性的主要影响之一,体现在光合机构的低温光抑制。为了阐明冬季低温胁迫下常绿阔叶树光系统Ⅱ的光抑制程度及光保护机制,该文研究了冬季自然低温胁迫(零下低温冻害和零上低温寒害)对红叶石楠、枇杷和猴樟三种亚热带常绿阔叶树光合机构光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制的影响以及春季气温回暖后的恢复情况。结果表明:冻害和寒害低温胁迫使猴樟的PSⅡ活性显著降低,PSⅡ受到较严重的光抑制,低温胁迫解除后PSⅡ活性未能完全恢复。红叶石楠PSⅡ活性下降程度和光抑制程度最轻,春季PSⅡ活性显著上升,光抑制显著下降。枇杷PSⅡ活性和光抑制程度介于猴樟和红叶石楠之间。低温胁迫下红叶石楠的非光化学猝灭(NPQ)接近常温水平; 枇杷的NPQ略有降低,春季恢复正常; 猴樟NPQ最低,春季低温解除后仍不能完全恢复。此外,三种常绿阔叶树在冬季低温胁迫和春季恢复时期的NPQ与PSⅡ的光抑制程度存在显著的负相关关系。综合以上结果分析表明,冬季低温对红叶石楠PSⅡ影响不大,对枇杷有一定影响但春季气温回暖后可以及时恢复,对猴樟PSⅡ有显著的光抑制且恢复过程较慢,同时NPQ对保护常绿阔叶树PSⅡ免受冬季低温光抑制有重要的贡献。     

低温及其信息素蛔甙对松材线虫睡眠的影响

[目的] 温度作为生态环境的重要组成因子,深刻影响松材线虫的生态分布,本研究旨在探讨松材线虫对温度的响应及其生态适应机制,为松材线虫防治提供依据。[方法] 分别测定了不同龄期松材线虫在25和4℃条件下处理48 h后静息率、糖醇含量和蛔甙的变化,以及蛔甙常温处理18 h后对线虫成虫静息率的影响。[结果] 与25℃对照处理相比,4℃条件下L₂、L₃、L₄和成虫的静息率大幅提升;4℃条件下海藻糖含量显著高于25℃对照处理,约为对照处理的2.32倍,而山梨糖醇、葡萄糖和甘油含量与对照处理均无明显差异;蛔甙测定结果显示,C5、C6和ΔC6含量均下调,C7和ΔC9停止分泌,而C9在4℃条件下开始分泌;生物测定表明,粗提物、C6、C7和C9能大幅增加线虫在25℃条件下的静息率。[结论] 几种蛔甙共同参与了松材线虫低温压力诱导睡眠的调控。     

葡萄Golden2-like转录因子家族的鉴定及其表达分析

本研究对葡萄（Vitis vinifera L.）的Golden2-like （GLK）转录因子家族进行了全基因组鉴定和表达模式分析,并利用品种‘玫瑰香’（V.vinifera cv.Muscat Hamburg）进一步验证其在低温胁迫下的响应。结果显示,葡萄Golden2-like家族共46个成员,分为5个亚族,同一亚族的保守结构域相似。46个VvGLK分别定位于细胞核、叶绿体、细胞质和过氧化物酶体中,其启动子区域含多种逆境应答顺式作用元件。基因芯片分析结果表明,22个Golden2-like基因在果实发育过程中变化显著。同时,有15、15和9个基因分别响应盐、干旱和低温胁迫。qRT-PCR分析发现26个基因参与低温应答。VvGLK41在所有胁迫处理中均下调表达。     

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。     

萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。