外源6-BA对小麦种子萌发及越冬期植株冻害的缓解作用

为了解外源6-BA缓解越冬期间冬小麦植株冻害的生理机制,以冬小麦品种东农冬麦1号和济麦22为材料,研究了不同浓度外源6-BA处理对冬小麦种子萌发及越冬期间植株膜质过氧化及内源激素的影响。结果表明,外源6-BA提高了两个小麦品种的种子发芽势,且对东农冬麦1号影响明显大于济麦22;10μmol·L-1 6-BA处理显著提高了东农冬麦1号的发芽率,减缓其分蘖节的膜质过氧化。外源6-BA增加了低温后期(12月19日即温度低于-25℃时)济麦22的叶片相对电导率、低温中后期11月4日后即温度低于-10℃时东农冬麦1号分蘖节中ABA含量和ABA/GA值,降低了两个品种植株GA含量及低温中后期东农冬麦1号叶片中ABA含量和ABA/GA值,而对济麦22植株内源激素没有显著影响。说明在越冬期间10μmol·L-16-BA处理可促进种子发芽,调节分蘖节内源激素和膜脂过氧化作用,提高东农冬麦1号抵御低温的能力。

温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响

以抗寒性不同的冬小麦品种＂东农冬麦1号＂和＂济麦22＂为试验材料,研究土壤含水量及低温交叉逆境下两个材料的生长习性及返青情况。结果表明,生长习性与温度及土壤含水量无关,在不同温度及不同土壤含水量下东农冬麦1号植株均匍匐于地面生长,济麦22均直立于地面生长;返青率与土壤含水量及温度直接相关,含水量在25%左右最适于返青,随着经历低温时间的延长及温度的降低,返青率略有下降,幅度在60%~100%。在一定幅度范围内,温度与返青率呈极显著正相关,含水量与返青率呈负相关。研究结果可为指导大田冬小麦封冻前及春季返青前浇灌提供理论依据。

植物抗寒基因研究进展

寒害严重影响植物的生存和分布,提高植物抗寒性,对农业具有十分重要的意义。文章从抗冻蛋白、冷诱导、脂肪酸去饱和、渗透调节物质等方面对植物抗寒基因进行归纳和总结,并对未来工作重点进行了展望。

低温胁迫下东农冬麦1号分蘖节SSH文库的构建及文库中3个基因的表达模式

为揭示高抗寒冬小麦品种东农冬麦1号的抗寒分子机制,在北方寒地自然条件下,于越冬前(5℃)和越冬期(-25℃)分别对分蘖节取样,利用抑制消减杂交技术构建该品种低温胁迫相关基因的cDNA文库。在cDNA文库中随机挑选300个阳性克隆测序,获得230条高质量的表达序列标签(EST)。对该序列进行BLAST比对及功能注释,发现文库中基因组成类型复杂多样,其中应对胁迫的基因(如热激蛋白、CS66、Wcor8等)以及参与编码60S和40S核糖体亚基的基因出现的频率较高,这些基因可能与东农冬麦1号的安全越冬有密切关系。对文库中筛选到的2种未知基因和Clp基因进行荧光定量PCR分析,发现其表达水平随着温度降低而不同程度升高;在弱抗寒性小麦品种济麦22中,这些基因则有不同的表达模式。推测这些基因在抗低温胁迫过程中发挥重要作用。

高寒地区冬小麦东农冬麦1号抗冻蛋白的研究

为探究小麦抗冻机理,以东农冬麦1号为试验材料,在田间自然降温条件下,分别在5、0、-10、-20和-25℃胁迫下取分蘖节、根和叶,提取全蛋白进行SDS-PAGE分析并观察冰晶形态。结果表明,低温条件下东农冬麦1号分蘖节的全蛋白中出现7条特异蛋白带,其全蛋白对冰晶有修饰作用,并且随着气温的降低,抗冻能力逐渐增强。分蘖节和根中都在-20℃以后产生了分子量约为26 kD的特异条带;-25℃低温下分蘖节中产生了分子量约为17 kD的特异蛋白,推测其可能是产生修饰冰晶能力的抗冻蛋白。分蘖节和根为产生抗冻蛋白的重要部位。

用于金刚石表面单分子有序固定的DNA折纸制备

近年来兴起的以金刚石氮-空位(NV)色心为量子传感器的微观磁共振技术得到快速发展,已经实现单个生物分子磁共振谱的探测,正在向单分子结构和功能的研究推进.这其中需要解决一个重要的技术问题,即单分子在金刚石表面的有序分散和固定. DNA的自组装为解决这一问题提供了可行途径,本文使用DNA折纸技术,制备了一种60 nm边长的正方形双层DNA折纸作为单分子载体,并与金刚石表面结合.首先采用双层结构提高了DNA折纸的稳定性,其次通过在DNA折纸边缘添加发卡结构减少了DNA折纸结构间的聚团,最终成功将DNA折纸装配到金刚石表面.通过原子力显微镜图像进行表征显示其结构完整、分散均匀.本工作为后续的单分子磁共振技术在单分子生物物理领域的应用推广奠定了样品制备的基础.

Talin自抑制复合物的构象状态及力介导的激活

Talin是一类位于黏着斑上连接整合素及微丝细胞骨架的蛋白,具有承载和传递细胞内外应力的作用.其蛋白内部2个结构域F3和RS相互作用可以形成分子内自抑制构象,从而抑制与整合素的结合.使用原子力显微镜测量talin自抑制复合物两结构域间的结合强度,发现2者键寿命随作用力呈现弱的逆锁键特性,即在小力区间不随力的增加而减少,只有当力超过一定数值(10 p N)后,才迅速降低.另外,分子动力学模拟研究发现了另一种除该自抑制复合物晶体结构之外的稳定构象.进一步分析显示,外力可能会调节这2种构象状态间的平衡关系,从而导致了生存几率的多重指数减小趋势.本实验发现了一种talin激活的负调节机制,为更好理解talin在黏着斑中的作用提供了新思路.