植物叶片衰老与氧化胁迫

叶片衰老是叶片生长发育进程中的最后阶段,与活性氧伤害有着密切的关系。介绍了植物叶片衰老过程中活性氧产生及清除系统的变化,讨论了对水分胁迫与氧化胁迫的交叉抗性,并对下一步的研究作出了展望。     

植物重金属胁迫耐受机制

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制。以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述。主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展。以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础。     

Mapping QTLs for seed yield and drought susceptibility index in soy-bean（Glycine max L.） across different environments

Drought stress has long been a major constraint in maintaining yield stability of soybean （Glycine max （L.） Merr.） in rainfed ecosystems. The identification of consistent quantitative trait loci （QTL） involving seed yield per plant （YP） and drought susceptibility index （DSI） in a population across different environments would therefore be important in molecular marker-assisted breeding of soybean cultivars suitable for rainfed regions. The YP of a recombinant line population of 184 F2：7：11 lines from a cross of Kefengl and Nannong1138-2 was studied under water-stressed （WS） and well-watered （WW） conditions in field （F） and greenhouse （G） trials, and DSI for yield was calculated in two trials. Nineteen QTLs associated with YP-WS and YP-WW, and 10 QTLs associated with DSI, were identi- fied. Comparison of these QTL locations with previous findings showed that the majority of these regions control one or more traits re- lated to yield and other agronomic traits. One QTL on molecular linkage group （MLG） K for YP-F, and two QTLs on MLG C2 for YP-G, remained constant across different water regimes. The regions on MLG C2 for YP-WW-F and MLG H for YP-WS-F had a pleiotropic effect on DSI-F, and MLG A1 for YP-WS-G had a pleiotropic effect on DSI-G. The identification of consistent QTLs for YP and DSI across different environments will significantly improve the efficiency of selecting for drought tolerance in soybean.     

盐胁迫对四季竹细胞膜透性和矿质离子吸收、运输和分配的影响

采用盆栽控制试验,研究了土壤不同NaCl浓度(0(CK)、1‰、2‰、3‰、4‰、5‰和6‰)处理45 d对四季竹叶片脱落率和细胞膜透性以及立竹器官K+、Na+、Ca2+和Cl-等矿质离子的吸收、运输和分配的影响.结果表明,1‰～2‰NaCl处理对四季竹叶片脱落率和离子渗漏率无显著影响,3‰～6‰ NaCl处理显著提高了叶片脱落率和离子渗漏率,四季竹的盐胁迫伤害随土壤盐浓度的增大而加剧.随着Na+、Cl-在四季竹立竹各器官中的显著增加,竹根、竹秆、竹枝K+含量逐渐下降,Ca2+含量变化较小,并且K+、Ca2+在竹根、竹秆中的向上选择性运输能力逐渐减弱.由于竹叶在低浓度(1‰～2‰)和高浓度(3‰～6‰)盐胁迫下分别对Ca2+和K+具有较高的选择性吸收能力,随盐浓度的增大,竹叶K+含量迅速升高,Ca2+含量先升高后下降,这对维持竹叶的营养平衡和正常生长具有重要意义.3‰～6‰NaCl处理时,Na+、Cl-在竹叶中的浓度显著高于立竹其他器官,不仅降低了竹叶的渗透势,有利于水分的向上运输,而且四季竹还可以通过叶片脱落的方式降低体内的盐分含量,减轻盐离子毒害.     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

以黄瓜品种‘津春4号’为试材,用叶面喷施的方法,研究了高温胁迫条件下外源褪黑素(melatonin,MT)对黄瓜幼苗活性氧（ROS）代谢的影响.结果表明：外源MT能显著降低高温胁迫下黄瓜叶片超氧阴离子自由基（O₂^-.）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、电解质漏渗率（relative electric conductivity, REC）及丙二醛(MDA)含量,增强黄瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,提高抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）及可溶性蛋白质含量.说明MT预处理能抑制高温胁迫条件下黄瓜幼苗体内ROS的产生,提高抗氧化酶系的活性及抗氧化物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,减少电解质的外渗,减轻高温胁迫对幼苗造成的伤害,提高幼苗抗高温胁迫的能力.     

高温胁迫下五种杜鹃花属植物的生理变化及其耐热性比较

高温是制约分布于较高海拔地区杜鹃花迁地保育与园林应用的重要因子.为探讨杜鹃花属植物的 高温致伤机理,该实验以隶属不同亚属的白花杜鹃、羊踯躅、毛棉杜鹃、红滩杜鹃及红棕杜鹃4年生实生苗为 材料,通过人工气候箱的盆栽实验,研究了30℃、38℃高温胁迫下其叶片生理生化指标的变化,并利用隶属 函数法及系统聚类分析法对其种间...     

镉胁迫对拟南芥的毒害作用及自噬现象的观测

镉离子(Cd2+)具有强植物毒性,可抑制植物生长,甚至导致植物死亡。为了研究重金属镉对拟南芥的毒害作用,采用叶绿素荧光技术、流式细胞技术、激光共聚焦技术及半定量RT-PCR技术,检测光合参数的变化、活性氧(reactive oxygen species,ROS)的累积、自噬的发生,以及病原相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR)基因表达的变化。实验结果显示,随着50μmol/L CdCl2处理时间的延长,ROS和Cd2+在细胞中大量积累。而在镉胁迫的初期,会观察到自噬的发生及PR基因表达的变化。说明植物受到外界Cd2+作用的初期,会通过自噬及增强PR基因表达来抵抗外界胁迫。但随着处理时间的延长,植物细胞内累积了大量的ROS和Cd2+,当植物不足以通过自噬途径抵抗胁迫时,就会导致生长受阻,最终对光合系统造成损伤。     

干旱胁迫下几种荒漠植物抗氧化能力的比较研究

对3种荒漠植物沙拐枣、梭梭和沙枣在干旱胁迫下的抗氧化能力进行了比较研究。结果表明,3种荒漠植物长期处于干旱生境下,都受到不同程度的膜脂过氧化,其中,沙枣的膜脂过氧化程度大于梭梭和沙拐枣。在1d的变化中,随着水势的下降,上午10：00前3种植物体内MDA含量都表现为上升趋势,此后梭梭和沙拐枣体内MDA含量表现为持续下降,到下午18：00达到最低,说明尽管水分胁迫在加强,它们却表现出极强的抗氧化胁迫能力;而沙枣体内MDA含量在下午18：00又开始上升,表明沙枣表现出一定的调节能力,但其能力有限,低于梭梭和沙拐枣。3种植物对干旱胁迫的应激方式不同;沙拐枣体内的SOD活性和ASA含量明显高于梭梭和沙枣,这与其体内相对较低的O2含量具有很好的一致性;对于植物体内H2O2的清除,抗氧化酶系统对沙拐枣体内的H2O2的清除起了一定的作用,但不是主要的,抗氧化剂GSH起主要作用,而梭梭体内南抗氧化酶系统中的CAT起主要作用,抗氧化剂起辅助作用;沙枣体内的AsA-POD起主要作用,其它的抗氧化酶和氧化剂起辅助作用。同时,植物体内还保持管各种酶的平衡。     

应用SSH技术研究NaHCO3胁迫下柽柳基因的表达

以NaHCO3胁迫紫杆柽柳(Tamarix androssowii)cDNA为试验方(tester),正常生长紫杆柽柳cDNA为驱动方(driver),应用SSH技术研究胁迫下柽柳基因的表达。经Northern杂交检测,共获得36个盐胁迫应答基因。Blastx分析表明,它们编码的蛋白与下列蛋白同源：抗氧化酶CAT和PRDX;海藻糖磷酸酶(trehalose phosphatase),该酶与海藻糖合成相关;多种调控蛋白,例如bZIP转录因子、MADS-box蛋白、富含甘氨酸RNA结合蛋白(glycine-rich RNA-binding proteins)、CCCH型锌指蛋白、F-box蛋白等等;早期光诱导蛋白(early light-induced protein),该蛋白可以保护和／或修复由胁迫引起的植物光合元件(photosynthetic apparatus)损伤;半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteinase)和VPE(vacuolar processing enzyme),它们在植物细胞的死亡过程中起作用;以及脂质转移蛋白前体(lipid transfer protein precursor)、聚合泛素(polyubiquitin)、查尔酮合成酶、谷胱甘肽转移酶、NADPIDH、盐诱导S12蛋白、OEE1等蛋白。在获得的36个基因中,3个基因编码的蛋白分别与3个推定(putative)的蛋白即HAK2(K^ transporter)、钙结合蛋白和RNA结合蛋白具有同源性;同时,发现6个盐胁迫应答的新序列。上述结果提示柽柳的抗盐性可能不仅是依赖于盐腺的泌盐作用,而是一个多种抗盐途径和多基因协同作用的复杂体系。     

干热河谷9种造林树种在旱季的水分关系和气孔导度

 对元谋干热河谷人工混交林中9个树种叶片的水势、饱和渗透势、气孔导度、渗透调节和季节变化进行了测定,同时对树高和胸径也进行了比较。水分生理特征表明: 1)随着旱季的深入,除刺槐（Robinia pseudoacacia）、黄荆（Vitex negundo）、滇榄仁（Terminalia franchetii）落叶外,其余常绿树种叶片的气孔导度、水势和饱和渗透势都呈下降的趋势,在最旱的三、四月份,它们适应干旱的方式有4种：①低水势、气孔导度近似关闭的厚荚相思（Acacia leptocarpa）、大叶相思（A. auriculiformis）和肯氏相思（A. cunninghamii）;②低水势、低气孔导度的赤桉（Eucalyptus dulebsis）、娟毛相思（A. holosericea）和车桑子（Dodonaea wiscosa）loserice气孔导度的柠檬桉（Eucalyptus citriodora）和新银合欢（Leucaena leucocephala）;④较高水势、气孔导度近似关闭的马占相思（Acacia mangium）。2)在干旱胁迫过程中,主要渗透调节物质出现的先后顺序是K+、游离脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖, K+和可溶性糖贡献最大,分别在干旱的前后期起渗透调节作用,游离脯氨酸和游离氨基酸在干旱的中期起渗透调节作用。大多数树种适应干热河谷生境的主要抗旱途径是有效的吸水能力和完善的保水机制。