玉米花粉高温胁迫相关miRNA的筛选及其靶基因分析

以高耐热玉米品种郑单958、低耐热玉米品种先玉335为材料,以正常生长条件为对照,在花期进行高温胁迫,通过miRNA高通量测序筛选玉米花粉中的差异表达miRNA,然后预测其靶基因,并对靶基因的本体特征和代谢通路进行富集分析。结果表明,共筛选到818个miRNA前体序列。在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到19个显著差异表达miRNA序列,其中15个miRNA序列上调表达,4个下调表达,3个miRNA序列达到极显著水平(P<0.01)。对这19个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了503个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、微管生物学过程、磷酸化作用、RNA聚合酶Ⅱ正向调控转录过程、甲基化作用等,KEGG富集较显著的代谢通路分别是谷胱甘肽代谢、碳代谢、花生四烯酸代谢、糖酵解/糖异生、叶酸生物合成等。在先玉335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到15个显著差异表达miRNA序列,其中7个miRNA序列上调表达,8个下调表达,1个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这15个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了454个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化作用、蛋白质水解、DNA修复等,富集较显著的KEGG代谢通路分别是其他多糖降解、亚油酸代谢、代谢通路、硫胺素代谢、内质网内蛋白质加工过程等。在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT985 vs HT335)中共筛选到85个显著差异表达miRNA序列,其中35个miRNA序列为上调表达,50个为下调表达,24个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这85个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了2 286个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质水解、跨膜转运等,富集较显著的代谢通路分别是鞘脂类代谢、淀粉和蔗糖代谢、其他多糖降解、代谢通路、半胱氨酸及甲硫氨酸代谢等。在HT958 vs CK958与HT335 vs CK335对比组中共筛选到94个显著差异表达miRNA序列,其中(预测全新)PC-3p-10069_1143、(预测全新)PC-3p-18335_646、(玉米)zma-miR164f-5p等28个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这94个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了4 569个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质转运、蛋白质水解等,其富集较显著的KEGG代谢通路分别是内质网内蛋白质加工过程、真核生物核糖体生物合成、剪接体、鞘脂类代谢、内吞作用等。

9个山茶品种对高温胁迫的光合生理响应及其耐热性综合评价

【目的】山茶的花型和花色丰富、花期长,其耐热性日益受到关注,筛选合适的评价方法和指标可为山茶属植物耐热性鉴定、种质发掘和新品种选育提供理论依据。【方法】以耐热性较强的单体红山茶和‘串花瀑布’为对照,7个自育束花茶花新品种为试验对象,采用瓶插方法,在短期(5 h)和长期(7 d)高温(42℃/35℃)处理后,考察各品种形态及光合生理标指标的变化,并综合评价其耐热性。【结果】(1)‘垂枝粉玉’和‘串花瀑布’在高温胁迫下叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均上升,PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))和电子传递速率(ETR)维持在较高水平,且长期高温胁迫后均未出现热害。‘金叶粉玉’、‘上植华章’和‘玫瑰春’在高温胁迫下Pn和Gs均显著降低,而Ci升高,‘金叶粉玉’和‘上植华章’的F_(v)/F_(m)、F_(v)/F_(o)和ETR均大幅降低,且长期高温胁迫后出现较严重热害或死亡。(2)通过主成分分析将15个单项指标换算成4个独立的综合指标,累计贡献率可达90%;短期高温时以叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶黄素含量的综合权重值较高,长期高温时以叶绿素a/b、F_(v)/F_(m)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)的综合权重值较高。【结论】新品种‘垂枝粉玉’耐热较强,‘上植月光曲’、‘上植欢乐颂’和‘玫玉’中等耐热,‘玫瑰春’、‘上植华章’和‘金叶粉玉’耐热性较弱;叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素含量可作为山茶短期耐热性考察指标,而叶绿素a/b、F_(v)/F_(m)、qP、qN可作为山茶长期耐热性的考察指标。

柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性及其遗传

为探索柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性及其遗传规律,对试验群体辽蚕527及5个亲本10个F1组合的柞蚕受精卵采取43℃以上的高温胁迫。结果表明:高温胁迫对不同发育阶段胚胎的影响存在显著差异。有效积温在5~10℃时对高温胁迫的耐受性最弱,而有效积温在20℃时对高温胁迫的耐受性最强。高温胁迫对胚胎生命力的影响存在显著差异,随着温度的升高,孵化率降低。高温胁迫也会延长胚胎的发育时期,并且对孵化整齐度产生重要影响,使孵化时间延长。不同品种对高温胁迫的耐受性存在显著差异,其中辽蚕527对高温胁迫的耐受性最强,小白蚕的耐受性最弱。遗传分析表明:柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性受4对主基因控制,主基因效应明显,其遗传率为91.97%,而微效多基因对其影响较小,遗传率仅为5.77%。综上,通过杂交后代胚胎对高温胁迫耐受性进行早期选择,可以选育出对高温胁迫耐受性强的柞蚕品种。

植物生长剂对高温胁迫后黑木耳菌丝生长的影响

以黑木耳品种‘89-1’为试材,在40℃高温胁条件下,测定添加FA、NAA、6-BA、GA和IAA植物生长剂不同培养基的黑木耳菌丝长势和生长速度,研究了5种植物生长剂对高温胁迫后黑木耳菌丝生长及显微结构的影响,以期为黑木耳品种选育和生产实践提供参考依据。结果表明:不同植物生长剂对黑木耳菌丝长势和生长速度均有一定的影响,其中添加了GA的培养基,在25℃和40℃高温培养环境下,对黑木耳菌丝生长均有促进作用,当浓度配比为15×10^(-7)mg·mL^(-1)时,对高温胁迫后的黑木耳菌丝修复效果最佳。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。

授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合及产量的影响

针对黄淮海地区花期高温影响夏玉米安全生产的问题,本研究以热敏感型品种‘先玉335’为试验材料,以大田常温为对照(CK),设置授粉期高温处理(HT),研究授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合特性、干物质积累与分配及产量形成的影响。结果表明:2021年和2022年,HT处理的冠层最高温度超过40℃的天数分别为7 d和8 d,高温处理期间冠层最高温度分别较CK高1.7~6.8℃和1.5~4.6℃。HT处理显著提高了夏玉米株高和穗位高,对茎粗和叶面积无显著影响,但延缓了生育后期叶片衰老,2021年和2022年成熟期的叶面积较CK分别显著提高34.69%和163.72%。高温处理期间,HT处理的玉米叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度显著升高(P<0.05,P<0.01),叶片羧化效率、气孔限制值和水分利用效率显著降低(P<0.05,P<0.01);叶片净光合速率随处理温度而变化,处理温度过高(一般>40℃时)则显著降低(P<0.05),反之则显著升高(P<0.05)或无显著变化,叶片整体光合性能下降。高温胁迫解除后,HT处理的叶片光合性能相关参数逐渐与CK趋于一致。经授粉期高温胁迫处理后,玉米茎秆、叶片、苞叶、穗轴和单株干重降低,其中穗轴干重降幅最大,而雄穗和花丝干重增加,使得干物质向茎秆、叶片、雄穗、花丝等部位的分配比例增加,而向穗轴的分配比例显著减少(P<0.05)。至成熟期,HT处理造成玉米籽粒和单株干重显著减少48.32%和16.71%(P<0.05),而玉米茎秆和叶片干重显著增加35.01%和9.48%(P<0.05)。HT处理的结实率和穗粒数分别显著下降54.43%和53.19%(P<0.05),百粒重显著提高10.13%(P<0.05),但籽粒产量显著降低46.82%(P<0.05)。综上,授粉期高温胁迫增强了玉米叶片气孔蒸腾,增加了胞间CO_(2)浓度,降低了叶片羧化效率和水分利用效率,导致植株整体光合性能下降,制约了光合同化物积累及向穗部的转移分配,导致结实率显著下降,穗粒数显著减少,制约了花后光合同化物从“源”(茎秆和叶片)向“库”(籽粒)的转运,最终导致籽粒产量大幅下降。

四个长阶花品种叶片对高温胁迫形态及生理响应

以4个长阶花品种为试材,利用人工气候培养箱模拟高温胁迫,研究不同高温胁迫对4个长阶花品种的形态、色素含量及生理指标的影响,以期筛选出抗热能力较强的长阶花品种。结果表明:通过表型分析,4个长阶花品种生长指标中的叶面积增量显著减少。当胁迫达到35℃时,‘银色卡特琳娜’热害严重;当温度达到40℃时,各品种长阶花存活率骤降为0%。通过色素含量及生理指标分析,长阶花为阴生植物。随着高温胁迫程度的加强,4个长阶花品种叶片色素含量整体呈现出逐渐降低的趋势,相对电导率值、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量及过氧化物酶(POD)活性整体呈现逐渐增加的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性除‘珍娜’呈持续上升趋势外,其他品种呈先上升后下降的趋势。‘珍娜’品种在高温下存活率较高,有益物质积累最多且膜透性更稳定。因此初步判定,‘珍娜’品种耐热性稍好,其他3个品种长阶花耐热性均较差。

灌浆期高温胁迫对早籼稻品质性状的影响

【目的】研究灌浆期高温胁迫对早籼稻碾磨、外观和蒸煮食味品质的影响,揭示早籼稻品质性状对灌浆期高温胁迫的响应规律。【方法】以R996、湘早籼45号和6个新育成的早籼稻品系为试验材料,以分期播种方式利用自然高温进行胁迫处理,分析了供试品系的碾磨、外观和蒸煮食味品质,筛选出对高温钝感和敏感的水稻品系,探究稻米品质性状对灌浆期高温胁迫的响应规律。【结果】稻米品质性状对灌浆期不同时段温度的敏感性不同,始穗后10 d内温度对稻米碾磨品质和蒸煮食味品质影响最显著,始穗后30 d内温度对稻米外观品质影响最显著。稻米品质对灌浆期高温胁迫的响应因性状而异,灌浆期高温胁迫显著降低糙米率、精米率、整精米率和粒长,显著提高垩白粒率、垩白度,劣化了稻米碾磨品质和外观品质;显著降低直链淀粉含量,提高米饭外观、米饭口感和米饭黏度,提升了米饭适口性。水稻品系对高温胁迫的响应因稻米品质性状而异,Q3、Q8、Q11、Q13属于碾磨品质高温钝感品系,Q3、Q4、Q5和Q11属于外观品质高温钝感品系且高温下蒸煮食味品质优。【结论】灌浆期高温胁迫会降低稻米的碾磨品质和外观品质,提高米饭适口性。水稻品系Q3和Q11碾磨品质、外观品质好且高温钝感,蒸煮食味品质优良,可望为早籼稻优质育种提供新的种质资源。

外源亚精胺对枣树抗高温胁迫的调节机制

以‘早熟优’枣树为试材,设置常温喷蒸馏水(HckW)、高温喷蒸馏水(HW)、常温喷1 mmol·L^(-1)亚精胺(HckS)、高温喷1 mmol·L^(-1)亚精胺(HS)4个处理,研究了亚精胺对枣树抗高温胁迫的调节机制,以期为枣树优质栽培提供参考依据。结果表明:高温胁迫下的枣树生长指标增长速度显著低于常温对照和喷施亚精胺处理的枣树;高温处理的枣树光合色素含量显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸(Pro)含量均显著升高;高温下喷施亚精胺(Spd)的枣树叶片内源脱落酸(ABA)含量先升后降;内源腐胺(Put)、精胺(Spm)、Spd含量上升明显,在处理7 d后基本达到最高值后开始下降。喷施亚精胺之后缓解了枣树对高温胁迫的响应。

高温胁迫对水稻籽粒灌浆与稻米品质影响及其机理研究进展

高温胁迫是影响水稻产量和品质形成的主要环境因素之一。本文概述了高温胁迫对水稻籽粒灌浆和稻米品质形成的影响,并从同化物的积累与转运、碳氮代谢关键酶活性、内源激素以及分子机理等方面综述了其生物学机制;讨论了减轻水稻高温危害的关键技术措施和水稻响应高温胁迫机制的重点研究方向,为水稻抗高温育种和栽培提供一定的理论依据。

高温胁迫下水稻胚乳磷酸化与泛素化蛋白质组学联合分析

水稻胚乳的代谢依赖于多个翻译后修饰信号网络的精确调控,包括磷酸化和泛素化修饰。本研究通过磷酸化与泛素化蛋白质组学的联合分析,发现水稻胚乳中有143个蛋白质同时具有磷酸化和泛素化位点,这为研究磷酸化和泛素化修饰之间的串扰机制提供了组学基础。一方面,磷酸化修饰通过影响泛素-蛋白酶体系统中的关键蛋白来调控泛素化修饰;另一方面,泛素化修饰通过影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶来间接调控植物体内的磷酸化信号网络。高温胁迫下,磷酸化和泛素化修饰协同调控酚类化合物的合成通路,并最终影响酚类化合物清除活性氧的能力以及植物在逆境中的抗性。多种淀粉代谢相关酶同时具有磷酸化和泛素化修饰,并且有18对具有不同修饰类型的位点出现在同一蛋白质的相邻位置,揭示了不同修饰之间的串扰机制以及高温胁迫中磷酸化与泛素化修饰对淀粉代谢的协同调节作用。

不同水稻品种苗期叶片生理特性对高温胁迫的响应

【目的】系统研究高温胁迫对水稻苗期叶片生理特性的影响及其与水稻品种耐热性的关系,为制定耐热水稻品种的育种策略提供科学依据。【方法】以8个籼稻品种和8个粳稻品种为材料,在苗期设置对照(白天(07:00-19:00)28℃,夜晚(19:00-07:00)22℃,CK)和高温胁迫(白天(07:00-19:00)42℃,夜晚(19:00-07:00)35℃,HS)2种处理方式,根据幼苗存活率将供试品种分为高抗、中抗、敏感和高度敏感4个耐热性等级,研究高温胁迫对不同耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量、叶绿素含量、活性氧(ROS)积累、质膜损伤、抗氧化酶活性、渗透调节物质和内源激素含量的影响。【结果】高温胁迫下,东稻4号、湘两优2号、黄华占和长白9号的幼苗存活率较高,是苗期耐热性高抗品种;湘两优900、泰优390、郑旱6号、武运粳21、粤王丝苗和吉粳515是苗期耐热性高度敏感品种。与CK相比,HS处理导致苗期水稻叶片的相对含水量、叶绿素含量及内源IAA、Z+ZR和GA_(3)含量下降,ROS积累、质膜损伤(MDA含量和相对电导率)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)含量和内源ABA含量升高。高温胁迫下,耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量,叶绿素含量,SOD、POD和CAT活性及内源ABA含量均显著高于热敏感品种,ROS含量、相对电导率和MDA含量显著低于热敏感品种,APX活性、渗透调节物质含量及内源IAA、Z+ZR和GA_(3)含量无显著差异。高温胁迫下,水稻苗期叶片ROS积累量、抗氧化酶活性、质膜损伤程度和内源ABA含量与水稻苗期的存活率极显著相关,可作为耐热水稻品种筛选的参考评价指标。【结论】高温胁迫诱导水稻叶片ROS过量积累,引发氧化胁迫是导致叶片枯萎的重要原因,提高抗氧化防御能力和内源ABA信号通路是水稻抵抗高温胁迫的重要途径,可作为耐高温水稻种质资源的重要育种策略。

高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系光合特性、保护酶活性和产量的影响

研究并明确高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系叶片光合性能、产量性状等的影响,以期为耐高温玉米品种选育和推广提供理论依据。以‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’及其亲本自交系为试验材料,于花期前后(大喇叭口期—吐丝后7 d)对其进行高温胁迫(高温胁迫15 d)处理,研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系叶绿素相对含量、光合特性、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、保护酶活性、产量及其产量构成要素的影响。结果表明:1)与大田对照相比,花期前后高温胁迫下不同杂交种及其亲本自交系的叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和F_(v)/F_(m)均呈降低趋势,杂交种以‘京农科728’降幅最小,亲本自交系以‘京2416’降幅最小。胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率则均呈升高趋势,杂交种以‘京农科728’增幅最小,亲本自交系以‘京2416’增幅最小。2)花期前后高温胁迫导致玉米杂交种及其亲本自交系的穗位叶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈降低趋势。3)花期前后高温胁迫降低了玉米杂交种及其亲本自交系的穗行数和行粒数,进而导致产量下降,杂交种‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’产量分别降低3.18%、5.00%、50.61%和9.50%;亲本自交系中,‘京2416’的穗行数、行粒数和产量降幅最小,而‘PH6WC’产量降幅最大。由此可见,花期前后高温胁迫下‘京农科728’‘MC812’及其父本自交‘京2416’具有较高的叶绿素相对含量、光合能力和保护酶活性,产量受高温影响较小,具有较好的耐热性。

高温胁迫对禾谷镰孢生长和致病力的影响

为探究高温胁迫对禾谷镰孢生长和致病力的影响,本研究测定了禾谷镰孢5株耐高温菌株和4株温度敏感型菌株在25℃和30℃下的菌丝生长速率、产孢量、孢子萌发率以及不同胁迫压力下的生长速率、致病力和DON毒素含量等。结果表明,不论耐高温菌株还是温度敏感型菌株,30℃高温对其菌丝生长均有抑制作用,但对产孢量和孢子萌发有促进作用;30℃高温能减轻NaCl和CaCl2胁迫对禾谷镰孢生长的抑制,但是不影响KCl、刚果红,SDS和H2O2对病原菌的抑制作用;在30℃下,大部分耐高温菌株的致病力不变或降低,而大部分温度敏感型菌株的致病力反而增加,30℃对大部分菌株的DON毒素产量有一定促进作用。研究结果可为研究气候变化下小麦赤霉病的流行和预测提供理论基础。

山桐子幼苗对极端高温和高温干旱复合胁迫的生理响应

【目的】研究山桐子幼苗对极端高温和高温干旱复合胁迫的生理响应,探明山桐子对极端高温的抗性能力,为其栽培、引种及极端高温下的生产和生存提供参考和理论依据。【方法】以2年生‘豫济’山桐子苗木为试验材料,通过人工气候室控制温度和水分模拟极端高温和高温干旱复合胁迫环境,以自然环境为对照,测定‘豫济’山桐子的植株形态变化和生理变化。【结果】极端高温胁迫和高温干旱复合胁迫下,‘豫济’山桐子植株萎蔫、枝干皱缩,苗木枯死;苗高、地径、根长、根表面积、根平均直径以及各生物量、叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度等均不同程度下降;在光合作用方面,光合速率(Pn)显著下降,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)逐渐降低,胞间二氧化碳浓度(Ci)逐渐升高,Pn主要受非气孔因素限制;在抗氧化系统方面,高温胁迫导致超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先上升后下降趋势,高温干旱复合胁迫导致SOD和过氧化物酶(POD)活性下降,2种胁迫方式均促进丙二醛(MDA)含量升高;在蛋白质和糖类代谢方面,高温胁迫导致可溶性蛋白含量呈先上升后下降趋势,高温干旱复合胁迫导致可溶性蛋白含量下降,2种胁迫方式均促进可溶性糖含量升高。【结论】‘豫济’山桐子在日平均温度40℃、日最高温度62℃条件下能够持续生长24 h,超过24 h将受到严重迫害。高温胁迫和高温干旱复合胁迫均使‘豫济’山桐子受害严重,且高温干旱复合胁迫的受害程度大于高温胁迫。

二氢卟吩铁调控辣椒对高温胁迫的耐性及相关基因的表达

为评估高温胁迫下二氢卟吩铁(Iron chlorine e6,ICE6)缓解辣椒幼苗高温伤害效应及对耐高温胁迫相关基因表达量的影响。本研究以艳椒465为供试品种,探究高温胁迫下,二氢卟吩铁对辣椒幼苗相对电导率、可溶性糖含量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量等生理生化指标和耐高温相关基因表达的影响。试验结果表明,高温胁迫下,与清水对照比,喷施0.2μg/ml二氢卟吩铁可提高辣椒叶片中可溶性糖、脯氨酸、还原型谷胱甘肽含量,增强超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性,降低相对电导率及丙二醛含量;二氢卟吩铁能提高CaWRKY19、CaWRKY55和CaWRKY40耐高温胁迫相关基因的表达。由此可见,用0.2μg/ml二氢卟吩铁处理可显著提高辣椒耐高温胁迫能力。

高温对香菇菌丝生理特性的影响及胁迫等级构建

以香菇(Lentinula edode)‘豫香1号’为参试菌株,模拟夏季高温季节气温变化特点,设置15个高温胁迫处理:H1(30℃,12 h)、H2(33℃,12 h)、H3(33℃,24 h)、H4(33℃,48 h)、H5(36℃,48 h)、H6(39℃,4 h)、H7(39℃,8 h)、H8(39℃,12 h)、H9(39℃,48 h)及H10~H15(36℃每天4 h,连续2、4、6、8、10、12 d),对照在25℃下培养(CK),研究高温胁迫对香菇菌丝生长、细胞形态,胞外漆酶、蛋白酶、纤维素酶活性,邻氨基苯甲酸合酶(TrpE)、6磷酸-海藻糖合成酶(TPS)、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,活性氧(ROS)水平的影响。通过主成分分析选取关键生理指标,计算不同处理的高温胁迫指数(Z),根据Z值划分胁迫等级,引入胁迫积温指数(ATSI)建立高温和持续时间的定量关系。结果表明,随胁迫温度升高及时间延长,香菇菌丝生长速度降低,菌丝胞外漆酶和羧甲基纤维素酶活性下降,TrpE、TPS、H_(2)O_(2)含量和ROS水平上升。以H_(2)O_(2)、TrpE、TPS含量和胞外漆酶活性为关键指标,根据Z值将高温胁迫划分为4个等级,轻度(1.5<Z≤3.0)、中度(3.0<Z≤4.5)、重度(4.5<Z≤6.0)、特重度(6.0<Z)。处理H1~H5和H10~H15的Z值与其ATSI值呈极显著正相关,Z值随ATSI值的变化较小;处理H6~H8的Z值与其ATSI值呈显著正相关,但Z值随ATSI值的变化较大;处理H9受高温胁迫后,菌丝完全不能恢复生长。研究结果可为香菇栽培温度调控管理及高温灾害防御提供参考。

半滑舌鳎响应急性高温胁迫的生理变化和相关基因表达

夏季高温会引起半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的应激,甚至造成死亡,是工厂化养殖的重要影响因素之一。为探究高温胁迫对半滑舌鳎肝脏氧化损伤及热应激相关基因的影响,本研究选取半滑舌鳎一个全同胞家系为实验对象,通过连续升温达到高温胁迫条件(35℃)后,分别在0、3、6、12和24 h采集肝脏组织,进行苏木精–伊红染色法(HE)和TUNEL染色并观察细胞损伤情况,测定抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量并检测应激相关基因heatshockprotein familyAmember1A(hspa1a)、heatshockprotein90betafamilymember1(hsp90b1)和dual-specificity phosphatase 1(dusp1)的表达变化。结果显示,急性高温胁迫会造成半滑舌鳎肝脏组织发生明显病理变化并出现细胞凋亡;超氧化物歧化酶(SOD)活性在高温胁迫6 h时显著高于对照组(P<0.05),谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性在高温胁迫12h时显著高于对照组(P<0.05),过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫0h时显著高于对照组(P<0.05),MDA含量在高温胁迫24h时显著高于对照组(P<0.05);热休克蛋白基因hspa1a和hsp90b1分别在高温胁迫0 h和3 h时显著上调表达,热应激相关基因dusp1在高温胁迫3h时显著上调表达。综上所述,急性高温胁迫下,半滑舌鳎肝脏发生氧化应激,短期内机体可调动抗氧化系统加速清除活性氧,并激活热应激相关基因表达。该研究可为解析半滑舌鳎对高温胁迫的响应机制、预防夏季高温大规模死亡的发生以及开展耐高温良种的选育等提供参考。

氮肥后移对高温胁迫下春小麦旗叶生理特性和产量的影响

[目的]探究氮肥后移对高温胁迫下春小麦(Triticum aestivum L.)旗叶膜脂过氧化作用、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和产量的影响,筛选缓解春小麦花后高温早衰的科学施肥方法。[方法]2022年3月至2023年9月,以宁3015为试验材料,在宁夏农垦平吉堡农六队试验基地进行试验。采用裂区试验设计,主区为温度,设(25±2)℃(常温RT)和(35±2)℃(高温HT),副区为氮肥运筹。施氮总量一定(300 kg·N·km^(-2)),2022年设G1(分蘖期30%)、G2(拔节期30%)、G3(孕穗期30%)、G4(抽穗期20%)和G5(灌浆期20%)共5种施肥方式,2023年由前一年试验结果筛选出G1(分蘖期30%)、G3(孕穗期30%)和G5(灌浆期20%)共3个处理。于开花期开始取样,每5天取样一次,测定旗叶膜脂过氧化作用、抗氧化酶活性和渗透调节物质等指标。[结果]连续两年氮肥运筹试验中旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)含量和产量均在G5处理达到最高,丙二醛(MDA)和膜透性均在G5处理下最低,且与G1处理存在显著性差异(P<0.01)。根据皮尔逊(Pearson)相关性分析可知,春小麦籽粒产量和SOD、POD、CAT活性和脯氨酸含量显著正相关(P<0.05),与MDA含量和膜透性显著负相关(P<0.05)。综合评价表明,2022和2023年氮肥运筹的主成分得分排序为G5>G3>G4>G2>G1和G5>G3>G1,两年试验结果趋势一致。[结论]适当的氮肥后移可以降低高温胁迫下春小麦旗叶膜脂过氧化作用,增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,进而增加产量,本试验中灌浆期施氮总量20%的处理较为适宜。

高温胁迫对沙芥与斧翅沙芥幼苗生长和叶绿素荧光动力参数的影响

以沙芥与斧翅沙芥为试材,通过人工模拟干旱试验的方法,研究沙芥与斧翅沙芥对高温的响应,探讨沙芥属植物对沙漠高温的生理生态适应性,以及高温胁迫下叶绿素荧光变化及其对高温的应答机制,以期为沙生蔬菜工厂化栽培提供参考依据。结果表明:沙芥与斧翅沙芥幼苗出现轻微热害症状,斧翅沙芥40℃/24 h,沙芥45℃/2 h;热处理直接导致植株死亡,沙芥50℃/24 h、60℃/3 h;斧翅沙芥45℃/24 h、50℃/8 h和60℃/2 h。当温度升高至40℃,通过最大荧光产量(Fm)和可变荧光(Fv)分析,沙芥与斧翅沙芥通过PSⅡ的电子传递明显受到抑制,PSⅡ反应中心QA氧化态数量减少,使QA→QB传递电子的能力下降;当温度升高至60℃,通过初始荧光(Fo)反映,PSⅡ反应中心出现不可逆转失活,其中沙芥60℃是30℃的1.51倍,斧翅沙芥是3.07倍,说明在60℃时斧翅沙芥PSⅡ反应中心受损伤程度比沙芥严重。同时Fv/Fm、Fv/Fo和Fm/Fo变化一致,沙芥50℃显著下降,60℃接近于0;斧翅沙芥40℃开始显著下降,说明50℃显著影响沙芥光合作用,而40℃显著影响斧翅沙芥光合作用,60℃二者的光合作用几乎丧失。综合沙芥与斧翅沙芥幼苗热害症状和叶绿素荧光动力参数分析,二者均耐高温,表现出对沙区环境的适应性,同时也说明沙芥比斧翅沙芥更耐高温。