高温高湿胁迫对鼠尾草属5种植物生理特性的影响

为探究具有较高观赏价值的鼠尾草属(Salvia)植物的耐湿热性,采用人工气候箱模拟高温高湿环境,对丹参(S.miltiorrhiza)、张家界鼠尾草(S.daiguii)、贵州鼠尾草(S.cavaleriei)、铁线鼠尾草(S.adiantifolia)及‘辰丹月白’鼠尾草(‘Chendanyuebai’)的外部形态变化及生理生化响应进行研究,并利用隶属函数法对5种鼠尾草属植物的耐湿热能力进行综合评价。结果表明,5种鼠尾草在胁迫下黄叶数明显增多,但受湿热伤害程度不高,胁迫结束后经过正常养护均可恢复正常生长;在复合胁迫下,叶绿素含量下降,相对电导率和丙二醛含量上升,植株受到一定程度的湿热伤害;胁迫后,超氧化物歧化酶活性和渗透调节物质含量均显著提高,产生了适应性反应。5种鼠尾草的耐湿热能力表现为:张家界鼠尾草≈铁线鼠尾草>‘辰丹月白’鼠尾草≈丹参>贵州鼠尾草。‘辰丹月白’鼠尾草表现出了较强的耐湿热能力,可以推广栽培。

大豆Hsp20基因家族生物信息学分析及高温高湿胁迫响应的分析

热激蛋白(Hsps)家族中的小热激蛋白(Hsp20)在保护植物免受非生物胁迫方面发挥至关重要的作用,为探究大豆Hsp20家族基因的特性及其对高温高湿胁迫的响应,对大豆进行了全基因组分析,本研究采用生物信息学方法对进化关系、保守结构域、染色体位置、启动子顺式调控元件和组织特异性表达情况进行预测分析,并采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对湘豆3号和宁镇1号两个大豆品种在高温高湿胁迫下不同时间的蛋白表达量进行了分析。结果表明:在大豆基因组中共查找出33个GmHsp20基因,不均匀分布在16条染色体上并根据系统发育分析和亚细胞定位结果分为11个亚族。序列分析表明GmHsp20蛋白表现出较高的结构保守性,含有典型的ACD结构域,32个GmHsp20基因(96.96%)没有内含子,或只有1个内含子。启动子分析表明,GmHsp20基因含有大量与胁迫相关的顺式作用元件,其中MYB数目最多(110)个。基因组织特异性表达预测分析结果显示,除GmHSP22.6外,其余基因在各种组织和器官中均有表达。其中GmHSP18.5、GmHSP23.7、GmHSP15.2基因在所有组织中均高度表达。蛋白定量分析结果表明,与对照相比,宁镇1号和湘豆3号两个品种中,经高温高湿胁迫处理后,GmHSP18.5、GmHSP23.7、GmHSP26.0B、GmHSP17.8、GmHSP25.95个蛋白均上调表达,并且在两个品种间表达趋势基本一致,表明这些小热激蛋白家族成员可能参与了大豆对高温高湿胁迫的应答反应过程。本研究结果为进一步研究大豆小热激蛋白GmHsp20家族成员的功能提供有价值的信息。

高温高湿胁迫下家蚕不同耐受性品种的中肠组织数字基因表达谱分析

家蚕属于变温动物,环境温度和湿度对其生长发育有很大影响。选择一对高温高湿耐受性差异显著的家蚕品种932和皓月作为试验材料,采用高通量测序的方法,鉴定2个品种5龄幼虫经高温高湿(35℃±0.5℃,RH 95%±2%)处理后中肠组织中转录水平呈现差异的基因,初步分析这些差异基因参与的相关代谢途径,为探究家蚕品种耐高温高湿的分子机制积累基础信息。在正常环境条件下饲养,2个品种的5龄幼虫中肠组织中有552个表达差异显著的基因,这些差异表达基因共分布于44个GO功能注释小类中,与对高温高湿耐受性较差的皓月相比,对高温高湿耐受性较强的932幼虫,其中肠中与神经突触、抗氧化活性、电子载体活性和受体活性相关的基因高表达。与正常环境条件下饲养相比,在高温高湿环境胁迫下饲养,932与皓月的5龄幼虫中肠中分别有303和276个差异表达基因。通过KEGG Pathway显著性富集分析发现,932的差异表达基因在氧化磷酸化、蛋白质消化与吸收、氨基酸代谢及谷胱甘肽代谢等途径显著富集;皓月的差异表达基因在胰腺分泌、蛋白质消化与吸收、细菌与病毒侵染、m TOR信号等途径显著富集。鉴定的中肠差异表达基因可能与高温高湿胁迫下家蚕体内的生理生化反应及代谢变化等有关。

高温高湿胁迫对红花荷等植物生理生化指标的影响及评价

在人工气候室内采用盆栽方法,研究了高温高湿胁迫对红花荷等26种园林植物叶片相对含水量、细胞质膜相对透性、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标的影响,采用隶属函数分析法进行耐热性综合评价。结果表明,复羽叶栾树隶属函数值最高,对高温高湿的耐性最强,红花荷、黄槐、杜鹃红山茶、无忧树、火焰木、红花银桦、蓝花风铃木、红花羊蹄甲、黄花风铃木、仪花和芒果耐性较强,澳洲火焰木、宫粉羊蹄甲、红千层、腊肠树、美丽异木棉、深山含笑、樟树、糖胶树和海南红豆耐湿热性中等,而广宁红山茶、红花风铃木、猫尾木、乳源木莲和尖叶杜英耐湿热性弱。研究植物对高温高湿逆境的响应机制将有助于采取有效的措施来抵御高温高湿对植物的危害,为城市森林景观建设提供科学依据。

生理成熟期高温高湿胁迫对春大豆种子活力、主要营养成分及种皮结构的影响

采用盆栽方式,研究了宁镇1号和湘豆3号2个春大豆品种在种子生理成熟期受到高温高湿胁迫[(40±2)℃/(30±2)℃、相对湿度(95±5)%/(70±5)%、10 h/14 h(昼/夜)]后种子活力指标、主要营养成分及种皮解剖结构的变化.结果表明:生理成熟期植株受到高温高湿胁迫后,2个春大豆品种种子生活力、发芽势、发芽率以及脱氢酶、酸性磷酸酶活性呈下降趋势,种子细胞膜透性增大,浸种液中的H+、可溶性糖和亮氨酸含量上升,种子中的脂肪和蛋白含量无规律性变化,种皮与种脐解剖结构发生改变;短期的高温高湿胁迫(<5 h)对春大豆种子活力的影响不明显,胁迫时间超过48 h,种子活力相关指标急剧降低;湘豆3号较耐高温高湿胁迫,表现为发芽势和相关酶活性下降及浸种液外渗物含量增加的幅度小,种皮致密、厚实,种脐结构完整等特征.

四种景天属植物高温高湿下的耐湿热性

选择4种景天属植物,研究其在高温高湿胁迫下的形态特征、生理生化变化及其适应高温高湿的机理。结果表明:随胁迫时间延长,植物叶片细胞膜透性增大,叶绿素总量有明显上升又下降趋势,可溶性蛋白含量下降,保护酶系统的平衡受到破坏,膜脂过氧化程度加重,PRO含量总体呈上升趋势。由主成分分析和隶属函数法得出耐湿热胁迫能力大小为:凹叶景天>胭脂红景天>中华景天>金叶景天。