植物在寒冷胁迫下H_2O_2和ABA信号分子的应答研究进展

脱落酸(ABA)作为最早研究的植物逆境信号分子,被大量实验证明参与了植物对低温的传导过程。此外,植物体内的H2O2亦可作为信号分子在寒冷胁迫下发挥作用。综述了两信号分子的研究进展,ABA和H2O2都能作为寒冷胁迫下的信号分子存在,并能形成交互作用的信号网络。同时在寒冷胁迫条件下,H2O2成为ABA诱导植物气孔关闭信号网络的重要因素之一。根据已有的报道推测,ABA可能通过质膜上的ABA受体蛋白,通过电子传导产生O2-进而酶促或非酶促产生H2O2。然而,植物细胞的信号传导过程是一个复杂交错的网络途径,ABA和H2O2并不可能只是一个简单的上下游关系,对其之间的准确的作用仍然需要进一步的深入研究。

寒冷胁迫可降低秀丽隐杆线虫的寿命和活动能力:通过介导脂代谢紊乱和应激反应异常

目的探究秀丽隐杆线虫成虫在低温环境下的脂代谢、应激反应变化。方法将同步化后的野生型及基因修饰型秀丽隐杆线虫成虫随机分为对照组和实验组,分别在20℃适宜条件和4℃低温暴露培养,观察其生存率、活动能力,评估非冷冻性极端低温对秀丽隐杆线虫成虫的寿命和活动能力影响;通过油红O染色和脂代谢相关基因表达检测,评价低温状态下秀丽隐杆线虫成虫脂代谢变化;通过线粒体荧光染色,应激相关基因、蛋白,抗氧化相关基因、蛋白的表达水平变化评估低温对秀丽隐杆线虫应激水平的影响。结果4℃低温环境显著降低秀丽隐杆线虫成虫寿命(P<0.0001)和活动能力(P<0.0001);同时,降低虫体脂质累积(P<0.05),降低脂肪酸合成和代谢相关基因fat-5,fat-6,fat-7,fasn-1,nhr-49,acs-2,aco-1表达(P<0.01);低温增强了热休克蛋白hsp-70,hsp-16.2表达(P<0.05),但是降低了线虫线粒体数目(P<0.0001)和线粒体未折叠蛋白反应相关蛋白atfs-1的表达(P<0.05),降低了抗氧化酶sod-2,sod-3,gpx-1表达(P<0.01)。敲除秀丽隐杆线虫fat-5基因,或nhr-49基因,或同时敲除fat-5和fat-6基因能够加重寒冷导致的活动能力抑制(P<0.05),并显著降低虫体24 h生存率(P<0.0001)。结论4℃非冷冻性低温使得秀丽隐杆线虫线虫成虫转变为低物质代谢和低能量代谢的状态,出现脂肪代谢水平降低,线粒体数量和质控能力降低,进一步诱发应激相关基因高表达和抗氧化酶含量降低,导致秀丽隐杆线虫活动能力和寿命降低。

核桃CBF基因在低温胁迫中表达

研究果树抗寒机理及其抗寒生理机制对于抗寒基础理论研究,以及解决实际生产上的问题十分重要。为了了解核桃相关抗寒基因的表达机制,本研究采用2、4、6、8℃几个低温进行处理,利用实时荧光定量PCR技术研究了在不同温度下‘阳光’‘云新’核桃叶片内CBF、(GenBank序列号:JX875914.1)随时间表达量的变化。本课题从处理后核桃叶片中提取出了c-DNA,并成功得到了实时荧光定量PCR数据并进一步进行比较分析。为了了解核桃相关抗氧化生理机制,采用分光光度比色法研究了核桃叶片的多酚、黄酮成分对低温胁迫响应的规律,并得到了相关抗寒物质的变化规律,旨在为以后选育核桃优良抗寒品种等提供更多的参考依据。1.本课题以核桃18S基因为内参,对‘阳光’和‘云新’核桃内CBF基因在2、4、6、8℃胁迫下的表达进行了初步的研究,表明当受到冷胁迫时这些基因在核桃叶片内均有表达量的变化,其中‘阳光’核桃叶片受到冷胁迫时这种变化更为明显,表现为‘阳光’核桃在6℃胁迫下出现了先升高后下降再升高下降的趋势,在8℃胁迫下出现了先升高后下降的明显趋势,推测CBF基因在核桃对低温胁迫的响应中发挥重要功能。本研究同时表明‘阳光’核桃对冷胁迫更敏感,更能在寒冷胁迫迅速响应。

植物抗寒调节物质研究进展

温度是植物分布区域与生物产量的重要限制因子,它会影响植物的商品品质与社会经济价值性。植物抗寒调节物质作为外源生物效应剂,可以提高植物对寒冷胁迫的耐受性,部分抗寒调节物质还可以刺激植物对养分的吸收和植物本身的生长。以不同类型的抗寒调节物质作用机理为基础,总结各类抗寒调节物质的研究现状,由此分析抗寒调节物质研发的重点与难点,并对抗寒调节物质未来发展的趋势和方向进行了展望。