铝胁迫下大豆根系有机酸积累的特性

为探讨铝胁迫对大豆根系有机酸累积的影响,以大豆品种粤春03-3为研究对象,通过水培方法进行不同时间的铝处理,分别测定大豆根系的相对生长率、以及距根尖0~2和2~4 cm根段的铝含量、苹果酸浓度、柠檬酸浓度和草酸浓度等。结果表明:铝处理明显抑制了大豆根系的生长。随着铝处理时间的延长,0~2 cm根段的铝含量明显降低,而2~4 cm根段的铝含量明显增加。另外,铝胁迫对不同根段的有机酸累积的影响也不同。铝处理6 h显著提高了大豆根系的苹果酸浓度,但对柠檬酸和草酸浓度均无明显影响。铝处理12 h后,0~2 cm根段中3种有机酸的浓度在铝处理和对照之间均无明显差异,但2~4 cm根段的苹果酸浓度和草酸浓度均明显高于对照。说明苹果酸和草酸在大豆根系铝毒的内部忍耐机制中起着重要作用。

低磷胁迫对柱花草酸性磷酸酶活性及其组成的动态影响

利用水培试验研究缺磷10、20和30 d对2个不同磷效率基因型柱花草生长、酸性磷酸酶活性及其同工酶谱组成的影响。结果表明,随着缺磷时间的延长,柱花草生物量和磷含量显著降低。但柱花草酸性磷酸酶活性显著增加,而且磷高效基因型TPRC2001-1的根部酸性磷酸酶活性显著高于磷低效基因型Fine-stem。进一步的研究结果表明,低磷胁迫下柱花草根部酸性磷酸酶的同工酶主要有4条,其中1条同工酶只在TPRC2001-1的根部受低磷胁迫诱导表达,其余3条同工酶活性在2个柱花草基因型中均受低磷胁迫的显著加强。以上结果表明柱花草酸性磷酸酶活性受外界磷有效性的调控,低磷胁迫下根部酸性磷酸酶活性的提高主要是由于原有的酸性磷酸酶同工酶活性增强或者诱导产生新的酸性磷酸酶同工酶。

柱花草磷转运蛋白SgPT1的克隆和表达分析

磷是植物生长所必需的大量元素。高亲和磷转运子是控制植物对磷吸收和转运的主要蛋白。本研究以磷高效的柱花草基因型TPRC2001-1为对象,首先建立低磷胁迫下TPRC2001-1根系全长cDNA文库。通过同源克隆的方法,首次克隆到编码柱花草高亲和磷转运蛋白的基因,SgPT1。该基因全长cDNA为1 994bp,编码538个氨基酸残基,蛋白分子量为59kD。SgPT1蛋白具有高亲和磷转运子的结构特点,即含有"6+6"跨膜结构。而且,定量PCR分析结果表明低磷胁迫显著促进SgPT1在根部的表达,表明该基因可能参与低磷胁迫下磷的吸收和转运的过程。总之,以上结果表明SgPT1的加强表达可能是TPRC2001-1适应低磷胁迫的分子机制之一,为进一步研究柱花草适应低磷的分子机制提供候选基因。

柱花草SgSPX1基因的克隆与表达分析

磷是植物生长和发育所必需的大量元素,参与重要的代谢活动,有效磷含量低已经成为酸性土壤上限制作物生长的重要因素之一。以磷高效的柱花草基因型TPRC2001-1为材料,通过同源克隆的方法,首次克隆到柱花草编码只含有SPX结构域蛋白的基因,SgSPX1。该基因cDNA全长1 324 bp,编码292个氨基酸残基,蛋白分子量为33 ku。定量PCR分析结果表明,低磷胁迫显著促进SgSPX1在柱花草根部的表达,表明该基因的表达受到低磷胁迫的调控,该研究的结果为进一步解析柱花草适应低磷胁迫的信号网络提供候选基因。