毛竹对铀胁迫的生理响应与富集特性研究

为了探究毛竹(Phyllostachys pubescens)对水体铀污染的富集能力,于水培条件下,开展不同浓度铀胁迫对毛竹幼苗的生理影响以及铀富集特征研究。结果表明,随着铀浓度的增加,毛竹叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(Ci)均呈现先升高后降低的趋势,其中最高铀浓度400 mg·L^(-1)下的Pn、Tr、Gs分别较对照显著下降了39.71%、18.81%和36.25%,而Ci上升并不明显;毛竹根、茎、叶铀含量逐渐增加,铀转移系数整体呈现先上升后下降的变化趋势,而富集系数整体呈下降态势。此外,毛竹根富集系数高于茎、叶的富集系数,而茎杆的转移系数小于叶部转移系数,但毛竹根、茎、叶对铀的富集和迁移能力不同,较高的根系富集能力可减轻铀对茎叶的毒害作用。在400 mg·L^(-1)铀处理条件下,毛竹地上部和地下部干重、叶绿素a和叶绿素b含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均较对照显著减少,而丙二醛(MDA)含量却显著增加,说明毛竹对铀具有较强耐受性及较高的富集能力。本研究结果可为毛竹应用于铀污染水体修复提供一定的理论依据和应用价值。

慈竹中2个NAC转录因子的克隆与分析

基于慈竹转录组数据库,从慈竹笋克隆得到2个NAC基因,分别命名为BeNAC3(GenBank登录号KU821587)和BeNAC4(GenBank登录号KU821588),在生物信息学分析的基础上,研究了2个基因的组织表达模式和转录活性。TMHMM软件和系统进化分析表明,BeNAC3和BeNAC4都有一个明显的跨膜结构域,可能是膜结合蛋白,且两者分别与NAC2亚家族和ANAC011亚家族有较高相似性。根据BeNAC3在笋、未展开叶、展开叶和茎中的相对表达量,及其在进化树中与NAC2亚家族近似的亲缘关系,推测其可能与激素合成调控及开花有关;而BeNAC4基因在成熟组织中表达量明显高于幼嫩的笋和未展开叶,表明其可能参与慈竹的次生生长发育调控。酵母单杂活性实验分析表明,BeNAC3和BeNAC4都能够激活β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的表达,表明这2个基因均具有一定的转录活性。该研究结果为今后获得转基因慈竹植株功能的验证奠定了一定的基础。

外源GA_3对毛竹实生苗茎秆生长及CesA基因表达的影响

以毛竹实生苗为试验材料,研究不同浓度外源GA_3(0,0.1,0.5,1μmol·L^(-1))对毛竹生长及CesA基因表达的影响。结果表明,与未经GA_3处理相比,施用外源GA_3后,毛竹实生苗茎节间和纤维细胞显著伸长,初生壁纤维素合成相关基因PeCesA2和PeCesA6相对表达量明显上调,次生壁相关基因PeCESA4和PeCESA4-1显著下调,傅里叶红外光谱分析(FTIR),发现毛竹茎秆纤维素特征峰强度(1 060,1 160及1 373 cm^(-1))随着GA_3浓度升高而逐渐增强,表明施用外源GA_3能够影响毛竹茎秆CesA基因表达,PeCesA2和PeCesA6的表达与外源GA_3促进纤维细胞伸长的过程存在一定联系。