外源褪黑素对玫瑰高温胁迫的缓解效应

[目的]高温已经成为制约玫瑰生长和生产最主要的非生物逆境因子之一。探究外源褪黑素对玫瑰耐高温能力的影响,可为解决玫瑰栽培过程中的热害问题以及玫瑰耐高温遗传改良提供实践和理论依据。[方法]以二年生‘紫枝’玫瑰盆栽苗为试验材料,研究叶面喷施100μmol·L-1褪黑素预处理对40℃高温胁迫下玫瑰叶片相关生理特性和热激蛋白基因表达的影响。[结果]高温胁迫导致玫瑰叶片水分失衡,细胞膜系统受损,光合作用受阻,次生氧化胁迫,明显抑制了玫瑰的生长。而外源褪黑素预处理后,玫瑰叶片在高温胁迫下的相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量明显降低;相对含水量(RWC)和叶绿素含量(SPDA)显著升高;光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)和净光合速率(Pn)显著提升;脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(SP)等渗透调节物质的含量显著增多;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性显著增强;RhHSP70、RhHSP90和RhHSP101等热激蛋白基因的表达量显著上调。[结论]高温胁迫下,施加外源褪黑素预处理能够通过提高叶片保水能力,维护细胞膜系统的稳定性和完整性,提升光合作用强度,增加渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性,上调热激蛋白基因表达等途径来缓解高温胁迫对玫瑰叶片产生的不利影响,从而提高了玫瑰的耐高温能力。

水杨酸诱导水稻抗稻瘟病的机制研究

【目的】阐明水杨酸诱导水稻抗稻瘟病的分子机制。【方法】以Hwayoung水稻幼苗为试验材料,测定水杨酸对稻瘟病菌的体外抑制作用。用水杨酸(无菌水为对照)诱导水稻幼苗后接种稻瘟病菌JC2,研究水稻全基因组组蛋白乙酰化的变化、水稻病程相关基因表达的变化。【结果】水杨酸在体外对稻瘟病菌的生长速率、孢子量及孢子萌发率均无明显抑制作用。水稻幼苗在不同浓度的水杨酸诱导后,组蛋白H3K9ac、H4K5ac的修饰水平呈现上升趋势,水稻对稻瘟病菌的抗性也有所增强。与对照植株相比,0.05 mmol/L水杨酸接菌2 d诱导处理植株(接菌后24 h取样)中,OsPR1b、OsPAL、OsNH1、WRKY13的表达量都出现了极显著上升(P<0.01)。【结论】水稻在受到水杨酸诱导后,组蛋白乙酰化修饰水平升高,抗稻瘟病能力增强。

小麦抗壳针孢叶枯病基因发掘及育种应用进展

小麦是世界第二大粮食作物,也是北方旱区重要口粮作物,对我国粮食安全和供给意义重大。小麦生长发育过程容易受到气候变化及病虫害的影响,其中小麦壳针孢叶枯病是小麦生产上的重要叶部真菌性病害,对小麦产量和品质造成严重威胁。筛选抗小麦叶枯病优异种质资源,发掘抗病基因,了解小麦叶枯病抗性遗传基础,培育并推广抗叶枯病小麦新品种是目前防控叶枯病最经济有效的措施。主要综述了小麦壳针孢叶枯病的危害、已鉴定的抗叶枯病主要基因/数量性状位点(QTL)、已克隆的抗叶枯病基因及分子机理,并对今后小麦叶枯病抗性研究重点及抗病分子育种进行了讨论。

小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP的克隆和功能鉴定

为探讨高温影响小麦品质和产量的主要非生物胁迫因素,从小麦(Triticum aestivum)中克隆了1个受热胁迫诱导的茉莉酸诱导蛋白基因,命名为TaJIP,该蛋白具有Dirigent和Jacalin-like 2个保守结构域。通过生物信息学分析发现TaJIP基因的启动子区域包含多种激素响应元件。采用荧光实时定量PCR的方法,分析TaJIP在转录水平的表达模式,发现TaJIP不仅受茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)的诱导,还受高温、干旱和高盐胁迫的诱导。通过农杆菌介导的方法将TaJIP超表达转化拟南芥并对其功能进行鉴定,发现TaJIP转基因株系高温胁迫后的成活率和下胚轴生长活力明显高于野生对照(Wild type,WT)。但是在含有甘露醇或NaCl的MS培养基中生长时,转基因株系的表型与WT基本没有差异。以上结果说明TaJIP基因可以提高植物对高温的适应性,但不能提高植物的耐盐和抗旱能力。

拟南芥翻译起始因子eIF5B-1调控种子萌发的分子机制

为明确eIF5B-1基因在拟南芥种子萌发过程中的生理作用。以拟南芥翻译起始因子的T-DNA插入突变体eif5b-1为材料。测定突变体eif5b-1种子的萌发速率,同时利用多聚核糖体谱和qRT-PCR的研究方法,对拟南芥野生型(WT)和eif5b-1突变体的萌发过程进行了研究。结果表明:1)eif5b-1突变体种子的萌发率下降;2)eif5b-1突变体种子萌发过程中多聚核糖体的形成受到影响;3)eif5b-1突变体中ABI1、ABI3、ABI4、ABI5及DOG1基因的转录受到影响;4)eif5b-1突变体选择性地影响ABI4和DOG1基因的翻译效率。