转LOS5玉米的大田抗旱性鉴定

【目的】培育转基因抗旱玉米新品种是解决玉米生产问题的重要途径。通过鉴定和分析拟南芥LOS5转入玉米后对玉米田间抗旱性的影响,筛选抗旱性突出的转LOS5的玉米株系用于抗旱育种。【方法】在150、225、300、375、450和600 mm(CK)梯度灌水胁迫处理条件下,大田鉴定8个转LOS5玉米株系及其受体郑58的抗旱性,测定产量和其他农艺性状的变化,明确LOS5在提高玉米抗旱性方面的主要田间表现形式,同时筛选抗旱性显著优于受体的转基因株系。【结果】随着累计灌水量600—150 mm逐渐降低,9个试验材料的产量和抗旱性均相应下降。8个转基因玉米株系的产量在225—450 mm灌水范围内均显著高于受体郑58,且在正常灌水600 mm的一半处理(300 mm)时差异最大化。300 mm灌水处理中,8个转基因株系的抗旱性指数为0.56—0.70,显著高于受体郑58(0.5),抗旱性提高12%—40%。抗旱性从强到弱的材料顺序是T8920B6、T8920B2、T8920B7、T8920B5、T8020B1、T8920B4、T8920B3、T8920B8和受体郑58。营养体生长和发育方面,在灌水150—225 mm处理中,8个转基因材料灌浆末期的叶色SPAD值38.4—42.4,均极显著高于受体郑58(28.7—37.5),但地上部生物重量、株高和穗位高没有显著差异;果穗发育方面,在灌水150—225 mm处理中,8个转基因株系的穗重为42.3—61.6 g,穗长为10.9—13.1 cm,均极显著高于受体(36.4—40.7 g和8.5—11.8 cm),但轴重和穗粗的差异不显著;籽粒发育方面,8个转基因株系的穗粒数为86.6—182.6,行粒数为8.4—15.6,也显著高于受体的穗粒数57.3—83.2和行粒数4.9—7.1,但穗行数和百粒重差异不显著。【结论】LOS5转入受体郑58后,对转基因玉米开花前营养生长的影响较小,但在开花之后维持受旱玉米的穗长、行粒数和灌浆后期叶色等方面发挥了积极作用,使受旱玉米的穗重、穗粒数和产量保持在相对较高的水平,从而提高了玉米的抗旱性;LOS5转基因玉米株系的抗旱性均高于受体郑58,但抗旱性提高程度有显著差异,对不同转化株系进行大田抗旱性鉴定和筛选是十分必要的;正常灌水量一半的胁迫强度能最大化玉米抗旱性的差异,有利于鉴定和筛选出有利用价值的转基因材料。

Arabidopsis LOS5 Gene Enhances Chilling and Salt Stress Tolerance in Cucumber

Low temperature and high salinity are the major abiotic stresses that restrict cucumber growth and production, breeding materials with multiple abiotic resistance are in greatly need. Here we investigated the effect of introducing the LOS5 gene, a key regulator of ABA biosynthesis in Arabidopsis thaliana, under the stress-responsive RD29A promoter into cucumber （Cucumis sativus L. cv. S516）. We found that T1 RD29A-LOS5 transgenic lines have enhanced tolerance to cold and salt stresses. Specifically, transgenic lines exhibited dwarf phenotypes with reduced leaf number, shorter internode, decreased length of the biggest leaf, fewer female flowers, shorter fruit neck and lower vitamin C （Vc）. The increased cold tolerance can be reflected from the significantly decreased cold index, the reduced electrolyte leakage index and the MDA content upon cold treatment as compared to those in the control. This may result from the accumulation of internal ABA, soluble sugars and proline, and the enhanced activities of protective enzymes superoxide dismutase （SOD）, peroxidase （POD） and catalase （CAT） in the transgenic lines. Under salt treatment, the transgenic lines exhibited increased germination index, vigor index, more lateral roots and increased root fresh weight. Moreover, RD29A-LOS5 transgenic plants displayed quicker responses in salt stress than that in low-temperature stress.

钼对桃树叶片低温伤害的缓解作用

【目的】研究低温胁迫下钼酸铵缓解桃叶片冻害的生理学和生物学机制,以期为生产中缓解桃树低温胁迫伤害提供理论参考。【方法】以20个叶片的毛桃实生苗为试材进行了钼酸铵适宜喷施浓度盆栽试验。设喷施不同浓度钼酸铵(0%、0.01%、0.04%、0.08%、0.12%),每隔5天喷施一次,每次喷施50 mL,连续喷施三次。之后又进行低温(0℃)处理,在0℃下处理0 h、12 h、24 h、48 h后,测定叶片冻害指数、相对电导率、脯氨酸、可溶性糖等抗冻相关指标,筛选出最适钼酸铵浓度。低温生物学响应盆栽试验采用相同叶龄幼苗,钼酸铵喷施浓度为0.04%,同样体积和频次喷施三次后,进行幼苗在常温(20℃)和低温(0℃)处理,处理0 h、24 h、48 h后,取相同叶位功能叶片测定可溶性糖、脯氨酸、抗氧化酶活性和丙二醛含量,部分样品液氮速冻,–80℃保存,测定LOS5/ABA3、P5CS1及RCI3表达量。【结果】1)钼酸铵喷施浓度试验表明,低温胁迫下,与清水处理相比,0.01%、0.04%、0.08%、0.12%钼酸铵处理的毛桃实生苗叶片冻害指数分别显著降低了23.8%、38.4%、29.6%、24.0%;相对电导率分别显著降低了5.10%、7.19%、3.77%、5.03%;叶片SPAD值、净光合速率降低幅度显著减缓;叶片中脯氨酸含量分别提高了0.89%、11.7%、8.54%、5.06%;可溶性糖含量分别提高了1.95%、9.64%、6.73%、4.50%。所有处理中以0.04%钼酸铵处理的效果最好。2)生物学响应试验结果表明,在低温胁迫下,与CK相比,0.04%钼酸铵处理的桃实生苗叶片中LOS5/ABA3、P5CS1及RCI3表达量显著提高,处理24 h后分别提高了2.76倍、2.64倍、1.50倍;处理48 h后分别提高了2.54倍、2.29倍、1.66倍;处理48 h后,叶片可溶性糖和脯氨酸含量分别显著提高了8.27%和8.69%,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性分别显著提高了1.98%、11.79%、9.15%;丙二醛(MDA)含量显著降低了10.8%。【结论】低温胁迫下,桃实生苗喷施0.04%钼酸铵处理,可显著增加抗冻相关基因LOS5/ABA3、P5CS1及RCI3的表达量,提高叶片可溶性糖、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,缓解低温胁迫下叶片细胞膜氧化伤害,减轻低温胁迫对桃实生苗的伤害。

钼在桃树干旱胁迫响应中的作用解析

以毛桃(Amygdalus persica)实生苗为试材,研究干旱胁迫下,钼酸铵处理对钼辅因子硫化酶编码基因(LOS5/ABA3)表达量、脱落酸(ABA)含量及抗旱相关生理指标的影响。结果表明,干旱胁迫下,喷施不同浓度钼酸铵处理毛桃实生苗叶片,其含水量及叶绿素和脯氨酸含量显著高于对照,且以0.04%钼酸铵处理效果最好;电解质渗漏率显著低于对照。干旱胁迫下,与对照相比,喷施0.04%钼酸铵的毛桃实生苗叶片中LOS5/ABA3表达量显著提高; ABA含量、水分利用效率和净光合速率均高于对照,蒸腾速率低于对照,且差异显著;叶片抗氧化酶活性显著升高, MDA含量显著降低;离体处理的叶片质量损失减缓,且差异显著。研究表明毛桃实生苗在干旱胁迫下喷施钼酸铵可通过上调钼辅因子硫化酶编码基因的表达水平,提高叶片中ABA和脯氨酸含量及抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫下的细胞膜氧化伤害,降低叶片失水速率,减轻干旱胁迫对毛桃实生苗的伤害。