脱水胁迫对梭梭和胡杨苗叶绿素荧光特性的影响

应用IMAG ING-PAM荧光仪测定了离体脱水胁迫不同时期梭梭和胡杨的叶绿素荧光动力学参数。结果表明:离体胁迫初期(3 h)Fv/Fm、qP和ETR轻微降低,但胡杨的降低幅度比梭梭大;而此时qN却明显增加,胡杨的增加幅度远大于梭梭。随着离体时间的延长(6、12 h),胡杨的Fv/Fm、qP和ETR明显降低,梭梭的降低幅度仍相对较小;而此时qN呈降低趋势,梭梭低于对照水平,而胡杨仍旧高于对照。这也说明遭遇不同程度胁迫时,梭梭和胡杨启动了不同的过剩光能防御机制。

植物抗脱水胁迫的分子机制

主要介绍植物在脱水胁迫下 ,逆激基因产物的功能和胁迫信号的转导过程 .逆激基因产物的功能可分为两类 :一类起“保护”作用 ,另一类起“调节”作用 .在脱水胁迫起始信号和基因表达之间至少存在四条信号转导通路 ,两条依赖脱落酸 (ABA) ,两条不依赖ABA ,依赖ABA的途径中有 1条必须有蛋白质合成 .不依赖ABA的途径中有

脱水胁迫对连翘和冬青卫矛叶片细胞质外体和微环境的影响

用压力室、电导法和原子吸收分光光度分析法综合分析测定了连翘[Forsythiasuspensa (Thunb.) Vahl]和冬青卫矛(Euonymus japonicus Thunb.)在不同程度脱水胁迫时细胞外部微环境的变化.结果表明:(1)在脱水胁迫条件下,叶片细胞随着脱水胁迫强度的加大,细胞内离子外渗的累计量不断加大,但细胞内离子外渗的速度在不同的区间内并无明显的改变,即细胞膜的透性在所测范围内没有明显变化.(2)脱水胁迫同时造成了叶片质外体和共质体溶液中钠、钾离子浓度的增加,但质外体比共质体溶液中钠、钾离子浓度的增加幅度更高,导致细胞内、外离子浓度梯度的改变和离子平衡膜电位的改变,这些改变有可能引起细胞的次生生理变化,并有可能与植物的伤害反应和抗性有关.

脱水胁迫对吸胀甜菜种子的萌发行为和线粒体小分子量热休克蛋白的影响(英文)

水分的可利用性是种子萌发的决定因子 .由干燥纸巾引起的空气干旱被用来模拟脱水胁迫 .吸胀的甜菜(BetavulgarisL .) 种子的萌发速率、幼苗生长速率和生长活性的恢复随着脱水时间的延长而下降 .线粒体细胞色素c氧化酶 (CCO)和苹果酸脱氢酶 (MDH)的活性在脱水胁迫的初期增加 ,然后下降 .线粒体小相对分子质量热休克蛋白 (lmwHSP) 2 2的含量随着脱水胁迫下降 ,到脱水胁迫 2 0d丧失 .可以认为线粒体lmwHSP 2 2与种子和幼苗的脱水耐性呈正相关 .

木薯种茎离体脱水胁迫下生理生化响应研究

木薯是热带和亚热带地区重要的粮食和经济作物。木薯种茎是目前唯一的繁殖方式,然而采收后木薯种茎如何应对脱水胁迫及糖代谢基因的表达尚不清楚。本研究通过检测对照组和保水处理组的木薯种茎在采后不同时间点水分和糖分的含量变化来探究离体条件下木薯种茎内糖类发挥的作用。通过检测糖类代谢相关基因的表达来解析不同糖分间的代谢关系及离体种茎的活性状态。结果表明,在保水处理组中随着采后时间的延长,种茎中的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量先降低后升高,而海藻糖含量变化正好相反。同时,保水处理组的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量显著高于对照组,而海藻糖含量显著低于对照组。qPCR分析发现,严重的脱水胁迫显著地提高了糖酵解基因的表达。这些结论表明,脱水胁迫显著影响木薯茎中糖类的相互转化。推测脱水胁迫前20d通过合成海藻糖来响应脱水胁迫,在20~30d则通过分解海藻糖为木薯种茎提供必要的能量物质。同时本研究通过甘油处理提高了木薯种茎的贮藏时间,为木薯种茎的贮藏提供新的方法。

脱水胁迫和光合日变化对梭梭和白梭梭叶绿素荧光参数的影响

采用IMAGING-PAM叶绿素荧光法,测定了宁夏地区种植的梭梭和白梭梭在离体脱水胁迫和光合日变化下的叶绿素荧光参数变化,以研究肉苁蓉寄主梭梭和白梭梭对地理环境的生态适应机制.结果表明:梭梭具有较高的光合作用性能,其光合电子传递活性(Fv/Fm)、光能转化效率(qP)和表观电子传递效率(ETR)等指标均高于白梭梭.离体脱水胁迫48 h,梭梭同化枝含水率及叶绿素荧光参数各指标均显著高于白梭梭.梭梭和白梭梭叶绿素荧光参数日变化差异较大,且呈现"V"型变化趋势.推测梭梭对水分及光照等环境因子变化的适应能力较白梭梭强,地理分布较广;白梭梭因受水分及光照等因子限制,地理分布较窄.

极端耐盐植物盐穗木脱水胁迫响应基因Rd22的克隆及表达分析

目的:选择合适的标记基因用于检测胁迫处理盐穗木的有效性。方法:根据NCBI同源序列比对设计简并引物,通过RT-PCR从盐穗木(Halostachys caspica)中克隆获得盐穗木脱水胁迫响应基因Rd22(HcRd22)基因,并采用实时定量PCR技术检测其逆境胁迫下的表达规律。结果:最终扩增获得301bp盐穗木HcRd22核酸序列,NCBI和clustalwz序列比对分析表明HcRd22具有BURP结构域。400 mmol/L盐胁迫和50μmol/L ABA处理分别使HcRd22的基因表达量在处理12h上调2.5倍和3倍。结论:所克隆的HcRd22基因属于盐胁迫和ABA处理的响应基因,可作为今后研究盐穗木胁迫处理的标准基因。

干旱胁迫下紫花苜蓿叶片代谢组分析及气孔调节物质的筛选

为阐明干旱胁迫下紫花苜蓿叶片的代谢变化,筛选并鉴定影响叶片蒸腾和气孔的物质为开发苜蓿气孔剂提供理论依据,本研究采用超高效液相色谱串联质谱法对不同程度脱水胁迫处理的紫花苜蓿‘雷达克之星’(Medicago sativa L.‘Ladak+’)叶片进行代谢组测定,分析外源差异代谢物对苜蓿蒸腾和气孔开度的影响。结果表明,干旱导致苜蓿叶片碳氮代谢失衡,脱落酸、愈伤酸含量显著增加,谷胱甘肽循环增强和渗透调节物质明显积累使苜蓿的抗氧化能力和渗透调节能力提高。外源棉子糖能够促进紫花苜蓿叶片气孔关闭,并且棉子糖与脱落酸有协同作用,促进脱落酸诱导的气孔关闭;维生素B6能够促进气孔打开,并且维生素B6与脱落酸有拮抗作用,抑制脱落酸诱导的气孔关闭。总之,干旱引起苜蓿叶片中多种代谢物含量变化,其中棉子糖、维生素B6对苜蓿叶片气孔有调控作用。

脱水和高氧压过程中单叶蔓荆叶片细胞膜透性分析

【目的】分析植物细胞在组织脱水过程中电解质外渗量增加的原因以及细胞膜透性变化与细胞脱水胁迫和高氧压胁迫关系,并从非平衡态热力学角度对细胞脱水程度与细胞电解质外渗量增加的比例关系进行描述,以辨明细胞膜在组织脱水过程中对离子透性的变化是否与组织脱水胁迫的伤害有关。【方法】采用植物P-V曲线测定技术测定单叶蔓荆叶片的水分关系并收集不同压力区间的组织压出液,用原子吸收分光光度计测定压出溶液中的钠、钾离子含量,并据此分析细胞脱水过程中细胞膜透性的变化情况。【结果】在用压力室测定植物细胞水分关系的P-V曲线时,随着细胞失水程度和氧分压的增大,组织压出液中钠、钾离子的总量不断增加,但组织压出液中钠、钾离子的浓度随着压力升高反而下降,同时,组织压出液中钠、钾离子的总量与压力呈接近线性的正相关关系,表明细胞连续脱水和高氧分压没有导致细胞膜透性的增大。另外,组织压出液中离子累积量与压出液体积累积量的关系呈现出2个具有不同斜率的双相线性关系,首先是离子累积量快速上升的阶段,然后是离子累积量缓慢上升、累积速度大大下降的阶段。离子累积量快速上升的阶段可能表明细胞间隙溶液压出阶段,钠、钾离子含量较高;随后的压出液离子累积速度大幅下降阶段可能代表了细胞内溶液经过细胞膜超滤作用压出阶段,这一阶段压出液中钠、钾离子含量较低,说明细胞膜对钠、钾离子的透性很低,未受到脱水和高氧压胁迫的明显伤害而透性增大。【结论】在本试验的压力区间内,无论是细胞脱水程度的增大,还是压力室氧分压的大幅度升高(最高达大气氧分压的24倍),都没有引起细胞膜对钠、钾离子透性的增大。这些结果表明植物细胞膜的透性相当稳定。因此,在没有其他证据的条件下,仅仅通过组织相对电导率的增大做出脱水导致细胞膜透性增大的结论时应该更加谨慎。

脱水方式对单叶蔓荆叶绿素荧光特性的影响

[目的]分析比较光照和黑暗两种脱水条件下单叶蔓荆叶绿素荧光特性的变化。[方法]以野生单叶蔓荆(Vitex trifolia L.var.simplicifolia Cham)叶片为试验材料,利用便携式植物效率仪测定脱水过程中快速叶绿素荧光诱导动力学曲线及参数变化。[结果]脱水胁迫条件下,初始荧光(Fo)、J点的相对可变荧光(VJ)、单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、光系统II潜在活性(Fv/Fo)、原初光能转化率(Fv/Fm)以及性能指数(PIABS)和Fo与Fm曲线之间的面积(Area)均发生大幅度的变化,且光照处理的变幅更大。[结论]脱水胁迫造成单叶蔓荆光合机构的损伤和光合系统性能的降低,且光照处理的损伤更为严重。

种子脱水耐性机理的研究进展

脱水耐性是种子最基本的特性之一。近年来,该领域的研究一直是植物生理学研究的热点。本文综述了种子脱水耐性与蛋白质、糖、抗氧化系统及脱落酸的关系,同时对种子脱水耐性研究进行了总结与展望。

柱花草9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶基因(SgNCED1)的克隆及表达分析

9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）是高等植物ABA生物合成途径中的关键酶，本研究以3种豆科植物NCED的同源序列设计简并引物，用RT—PCR结合RACE以及嵌套PCR的方法。从柱花草叶片中克隆了一个编码NCED的基因，命名为SgNCED1。其cDNA全长2241bp，开放阅读框架为1809bp，编码602个氨基酸。Southern杂交结果表明，该基因在柱花草基因组中以单拷贝形式存在。氨基酸序列同源比对和系统进化分析表明SgNCED1与花生的AhNCED1高度同源（92％），与另外3种豆科植物的NCED也有很高的同源性（72％～75％）。亚细胞定位预测表明SgNCED1蛋白的N-末端具有叶绿体转运肽。叶片脱水诱导的SgNCED1基因的表达与内源ABA的积累、变化同步。

低分子量热激蛋白在种子中的表达特征

选用了包括顽拗性和正常性种子在内的４种种子为实验材料，运用ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔ方法，检测了低分子量热激蛋白，发现被检的４种种子都含有低分子量热激蛋白．认为低分子量热激蛋白在种子中表达的起因是组织特异性。

拟南芥Argonaute1/2/4/5序列分歧以及与特定miRNA的协同表达(英文)

Argonaute(Ago)是RNA诱导的基因沉默复合体(RISC)中的一个重要组成部分,在RNA沉默通路中结合小RNA发挥着关键的作用.本文对12个物种的85个Ago/Ago-like基因序列进行了系统发育进化分析.结果表明,植物Ago可被分为3大分支,且基因在物种产生分歧之前就已经发生了重复.3个分支之间高同义和非同义突变频率揭示了Ago蛋白家族功能的高度保守性.采用实时荧光定量PCR对拟南芥Ago1/2/4/5在不同发育阶段和胁迫条件下的表达情况进行了分析.结果显示,Ago1在拟南芥幼苗和成熟组织中表达显著;与23℃(最适温度)相比,16℃(亚适温度)条件下,Ago1表达量显著下调,Ago5表达量则显著上调;在脱水胁迫下,Ago5表达量下调,Ago4表达量上调.另外,根据5'端碱基类型不同,188 954个幼苗miRNAs和2 047 843个成熟组织miRNAs被分类.结果显示,5'端为U的miRNAs在植物中的含量最多,这与Ago1表达量最高是协同的;16℃条件下,5'端为C的miRNAs和Ago5表达协同上调.这些结果都表明,Ago蛋白及其偏好的miRNAs是协同表达的.

植物ABI3转录因子研究进展

植物脱落酸不敏感蛋白3(abscisic acid-insensitive 3,ABI3)属于植物特有的B3蛋白家族,是脱落酸(ABA)信号转导过程中重要的调控因子之一,可与ABI5(abscisic acid-insensitive 5)共同作用,来诱导ABA响应基因的表达,从而调节种子休眠和萌发.其功能缺失突变体在种子萌发、幼苗生长以及气孔运动过程中都对ABA不敏感.除此之外,ABI3还在非生物胁迫方面发挥重要作用.文章综述了植物ABI3转录因子的结构特点、生物学功能等方面的最新研究进展,以期对ABI3转录因子的分子调控网络有一定了解,对作物遗传改良有新的思考.

纤枝短月藓BeLEA2基因的克隆及表达分析

为探究纤枝短月藓LEA2基因的结构和表达特征,该研究以纤枝短月藓为材料,首次利用PCR克隆技术得到纤枝短月藓BeLEA2基因序列,并对该基因进行分析。结果表明:(1)该基因序列中含有2个外显子和1个内含子,其开放阅读框(ORF)为456 bp,编码151个氨基酸,预测其相对分子质量为16515.96 Da。(2)将纤枝短月藓与其他植物LEA2基因氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示纤枝短月藓与小立碗藓的亲缘关系最近。(3)利用HiTail-PCR技术克隆获得1072 bp的BeLEA2启动子序列,用PlantCARE在线工具对该启动子的顺式作用元件进行预测,结果表明该启动子除了含有核心启动子元件TATA-box和CAAT-box外,还含有ABRE、MYB、MYC、MYB结合位点(MBS)等其他顺式元件。(4)实时荧光定量PCR分析表明,BeLEA2基因在纤枝短月藓不同发育时期和不同组织中都有表达,且对脱水胁迫有响应。以上结果为进一步探究LEA2基因在苔藓植物中的功能及作用机制奠定了基础。

番茄砧木苗期耐旱性鉴定评价

为探讨番茄砧木耐旱性鉴定的便捷指标，筛选耐旱材料，以32份番茄砧木为试材，研究其幼苗在土壤脱水前后根、茎、叶鲜重、叶片水势和根系活力的变化，并通过综合比较分析，对番茄砧木品种耐旱性进行评价。结果表明：随土壤脱水胁迫天数的增加，番茄砧木幼苗旱害指数显著增加，但变异系数则显著降低，复水过程则相反；旱害指数回归模型中仅脱水前根鲜重、叶片水势和脱水后根鲜重相对增加值3个因子入选；

纤枝短月藓LEA5亚族基因的克隆与生物信息学分析

植物胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA)是与细胞抗逆保护相关的一类重要蛋白质。本研究以纤枝短月藓(Brachymenium exile)为材料,利用PCR技术克隆得到纤枝短月藓LEA5亚族成员的基因序列。分析得出LEA5亚族有3个成员,分别命名为LEA5-1、LEA5-2、LEA5-3。通过生物信息学手段,分析LEA5亚族成员的理化性质、基因结构等信息。将纤枝短月藓与其它植物LEA5亚族编码蛋白氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示纤枝短月藓与小立碗藓的亲缘关系最近。对LEA5-1进行荧光定量分析,结果表明,LEA5-1在纤枝短月藓不同时期和不同组织中都有表达,揭示可能对脱水胁迫有响应。这些结果为进一步研究LEA蛋白的保护机制奠定了基础。