番茄微管结合蛋白EB1调控盐胁迫应答

微管结构的动态受微管结合蛋白(Microtubule-associated proteins,MAPs)调控,在植物的生长发育和环境信号响应中有重要作用. EB1(End-binding protein 1)是微管正末端特异结合的MAP,蛋白同源序列比对搜索显示番茄基因组有2个EB1基因,SlEB1a(Solyc03g116370)和SlEB1b(Solyc02g092950).构建SlEB1a基因的过表达番茄植株和同时干涉SlEB1a基因和SlEB1b基因的RNAi番茄植株,并分析它们对微管解聚药物戊炔草胺和盐胁迫的敏感性.结果证明番茄微管结合蛋白EB1(SlEB1)在盐胁迫应答中有重要作用.与野生型番茄植株相比,过表达番茄植株对1μmol/L微管解聚药物戊炔草胺更加敏感,而RNAi植株对1μmol/L戊炔草胺更加耐受,与此相反,过表达番茄植株对100 mmol/L NaCl更加耐受而RNAi番茄植株对100 mmol/L NaCl更加敏感.因此,SlEB1可能通过负调控番茄周质微管的稳定性而正调控番茄对盐胁迫的应答;本研究结果可为进一步研究植物周质微管动态在盐胁迫应答中的作用机制奠定基础.     

磷铝协同作用对玉米苗期生物学性状和营养学特性的影响

采用盆栽试验系统研究了不同酸、磷处理下玉米自交系苗期生物学及营养学特性.结果表明,低磷和酸铝严重抑制玉米植株的生长,低磷胁迫下植株干重受影响较大,酸铝对下部叶叶色和干重影响显著.低磷处理抑制玉米植株对K、Ca的吸收,酸铝胁迫使各自交系P、K、Ca、Mg含量显著下降,加磷可缓解酸铝对玉米生长的毒害作用.不同自交系之间存在耐低磷和耐酸铝基因型差异,并且耐低磷和耐酸铝之间存在一定的关系.自交系M12属于酸铝低磷双敏感类型;耐酸铝自交系,如M02和M08同样耐低磷,耐低磷自交系M01也较耐酸铝,为双耐基因型.表5参15     

来源于污染土壤的植物根际促生细菌对番茄幼苗的促生与盐耐受机制

从来源于盐碱地和重金属污染地的8株菌中筛选对盐胁迫下番茄幼苗具有明显促生作用的菌株,并研究这些菌株的相关生物学特性及其对番茄幼苗的盐耐受机制,检测菌株产1-氨基-环丙烷-1-羧酸(ACC)酶活、吲哚乙酸(IAA)产量、解磷、生物膜形成能力、耐盐性和菌株对盐胁迫下植株叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,叶片中丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素含量的影响.结果显示,其中4株菌(Pseudomonas protegens TM1109、Achromobacter sp.KY5104、Variovorax sp.TY4204和P.protegens KY4410)在0.7%盐胁迫下对番茄鲜重增长效果更好,增长率范围为33%-50%.盐耐受机制研究结果显示TY4204和KY5104通过诱导或增强SOD和POD活性来清除番茄体内氧自由基对番茄的损伤.它们也可以合成ACC脱氨酶来抗盐胁迫,同时通过降低叶片中MDA含量来减轻番茄在盐胁迫下的损伤.TM1109和KY4410虽然不产生ACC脱氨酶,IAA产量水平也较低,但可以在盐胁迫下通过诱导或增强SOD和POD活性来清除番茄体内氧自由基对番茄的损伤,具备溶解有机磷能力,且TM1109可溶解无机磷并具备良好的生物膜形成能力,有助于番茄对营养的吸收和生物膜对离子的选择性吸收以抵抗盐胁迫.本研究表明TM1109、KY5104、TY4204和KY4410菌株可以通过多种作用机制来缓解番茄盐胁迫并促进番茄的生长.     

洞庭湖湿地Cd富集植物蒌蒿(Artemisia selengensis)的耐性生理机制研究

采用盆栽植株和外源Cd胁迫的方法,分别对不同生长期蒌蒿植株根、叶组织中的抗氧化酶活性、可溶性蛋白及MDA含量进行测定,以揭示蒌蒿在Cd胁迫下的抗氧化机理和耐受机制。研究结果表明,Cd胁迫对上述生理指标均有显著影响:≤20mg·kg-1的Cd处理可使幼苗期植株器官中的可溶性蛋白含量增加16.5%～19.1%,100mg·kg-1的Cd含量水平则导致其含量减少近30%,可溶性蛋白含量的变化与植株的生物量积累关系密切;3种酶活性在0～10mg·kg-1的Cd处理下未显示出明显变化,幼苗期植株CAT、POD活性在10～80mg·kg-1的Cd胁迫下增加明显,高于此浓度范围则使酶蛋白受到破坏而失活,中等含量水平(≤40mg·kg-1)的Cd处理经过长时间作用可使植株逐渐适应胁迫环境,胁迫强度较大的Cd处理可显著提高SOD酶的活性;Cd胁迫过程中植株MDA积累量不断增加。3种抗氧化酶活性的增强在蒌蒿植株耐受Cd胁迫方面能起到较好的防御作用。     

盐胁迫下接种丛枝苗根真菌对甜菊生长和氮磷吸收的影响

盐胁迫是普遍而严重的世界性环境问题,丛枝菌根(Abuscular mycorrhizal,AM)真菌被认为是提高植物抗盐性的有效的生物方法.甜菊(Stevia rebaudiana)作为一种新兴的保健型糖源植物,分布范围较广.通过设置盐胁迫(0mmol/L和200 mmol/L)和接种AM真菌(未接种和接种摩西球囊霉)4种处理组合,解析AM真菌对甜菊抗盐性的作用机理.结果发现,盐胁迫显著降低了甜菊的各部分鲜重和干重、基质pH值和菌根化结构形成的强度,但显著增加了植株的氮、磷含量.在非盐胁迫下,接种AM真菌显著增加了植株各部分的鲜重和干重;而在高盐处理下,AM真菌的促进效应则不明显,这可能与高盐下AM真菌结构的形成和发育状况的显著降低有关.此外,接种AM真菌显著增加了甜菊植株的磷含量尤其是在高盐胁迫下,且随着盐浓度的升高,甜菊的氮依赖性显著下降而磷依赖性显著升高,促进磷元素的吸收可能是AM真菌提高甜菊耐盐性的内在机理.本研究表明,接种摩西球囊霉可显著增加非盐胁迫下甜菊的生物量,同时有利于高盐胁迫下甜菊植株磷元素的吸收,这可为甜菊的产业化经营和管理提供一定的理论依据.     

过量表达SlWD6基因增强番茄抗旱和耐盐功能

WD40蛋白广泛存在于真核生物体内,在生物体内协助细胞行使多种功能,目前关于WD40蛋白的研究多集中在拟南芥菜和水稻中.生物信息学分析显示,Sl WD6蛋白包含两个保守的WD-repeat结构域,属于WD40家族.为了解番茄中Sl WD6基因的功能,采用RT-PCR方法检测番茄的根、茎、叶、花和不同发育时期果实中Sl WD6基因表达量.利用RT-PCR方法获得Sl WD6基因全长,并且构建Sl WD6过量表达载体,通过农杆菌介导法获得转基因植株,利用Realtime PCR检测3个独立的转基因株系(WD6-393、WD6-418和WD6-421)中Sl WD6基因的表达量,并进行耐盐和抗旱性分析.结果显示,番茄Sl WD6基因为组成型表达,果实各时期表达量较高,在红果时期表达量达到最高;转基因株系中Sl WD6基因的表达量显著高于野生型;在干旱和高盐胁迫下,转基因植株叶片脯氨酸(Pro)含量显著高于野生型,丙二醛(MDA)含量与野生型相比则显著降低.用Na Cl和甘露醇介导耐盐和干旱胁迫,Sl WD6转基因植株T2代种子的根长和苗长显著高于野生型植株.综上,Sl WD6基因的过量表达能够显著增强番茄的抗旱和耐盐功能.     

外源NO介导Cu~(2+)胁迫下番茄幼苗活性氧与内源NO代谢的研究

采用营养液培养方法,研究Cu~(2+)胁迫下外源一氧化氮(nitric oxide,NO)介导的番茄幼苗活性氧及NO代谢途径。结果表明:在Cu~(2+)胁迫下,番茄叶片和根系氧自由基含量增加,NO释放量以及硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)活性降低。外源NO能提高Cu~(2+)胁迫下番茄叶片NR和NOS活性,促进NO的产生,根系NOS活性及NO产量也同时上升。外源NO使精氨酸含量显著增加,而Hb(牛血红蛋白,NO清除剂)可部分抵消NO的促进作用,使Cu~(2+)+SNP+Hb处理下番茄精氨酸含量显著下降。可见,外源NO的加入可通过酶促和非酶促途径促进Cu~(2+)胁迫下NO的合成,介导NO信号调控网络,调节内源NO、精氮酸和活性氧代谢途径,从而缓解过多Cu~(2+)引起的氧化伤害。     

酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响

在不同p H值(2.5、3.5、4.5和5.6)模拟酸雨处理下,研究根箱栽培马尾松(Pinus massoniana L.)幼苗生物量(根茎长、根与茎叶干重、一级侧根数)、叶绿素含量以及根系质膜相对透性的变化,在酸雨pH 3.5-5.6范围内对松树幼苗根际与非根际土壤的pH值和铝形态以及植株铝积累量进行测定,以探明酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响.结果显示:当酸雨p H从5.6降至2.5,马尾松幼苗生物量和叶绿素含量均降低,而根系质膜透性从13.2%升至36.4%,膜伤害度由轻度的4.1%提高到重度的23.2%,且重度酸胁迫下两者变化均极显著(P 0.01);此外随酸胁迫强度的增强,马尾松根际与非根际土壤pH值分别由5.95和5.91降至4.02和3.87,而根际土壤中交换态、有机结合态铝含量则分别上升至7.27和18.1 mg/kg,且马尾松植株铝积累量增加至49.46μg/株,其在植株根系中的积累量明显高于地上部分.上述结果表明,酸胁迫使得马尾松根系质膜受损程度增加,叶绿素含量减少,引起光合作用减弱,幼苗生长受到抑制;另外,酸雨能改变土壤中铝化合物的形态,增加活性铝离子溶出量,其中一部分转化成有机结合态铝,另一部分则通过根系吸收累积在幼苗植株内,阻碍马尾松生长发育.(图5表3参45)     

水分胁迫对短葶山麦冬生长和总皂苷量的影响

以盆栽的短葶山麦冬为材料,采用称重控制浇水的方法,设置对照(CK)、轻度胁迫(W1)、中度胁迫(W2)、重度胁迫(W3)4个处理[土壤含水量分别为土壤田间持水量(FC)的80%、65%、50%和35%],研究不同程度土壤水分胁迫对短葶山麦冬生长和总皂苷量的影响规律.结果表明:短葶山麦冬生物量总体分配格局表现为叶片>根茎>须根>叶基>块根.在胁迫至d 75(块根发生期)和d 130(块根膨大前期)时中度胁迫(50%FC)组具有最大的叶片和须根生物量及须根分配比例,d 195(块根膨大后期)时对照(80%FC)具有最大的叶片和须根生物量,但各处理差异未达显著水平.随土壤水分胁迫的加剧,叶生物量分配比例总体呈下降趋势.中度胁迫组具有最大的块根生物量和块根分配比例及根冠比,而重度胁迫推迟了块根的萌生.各土壤水分条件下须根总皂苷含量差异不显著,对照的须根总皂苷产量显著高于轻度和重度胁迫组.表明短葶山麦冬对土壤水分有较强的适应性,随土壤水分减少,趋于将更多的资源分配给根系以提高根冠比,50%FC土壤水分条件可提高块根产量,80%FC下可获最大的须根总皂苷产量.图3表1参19     

PEG模拟干旱条件下尾叶桉和枫香苗木的生理响应

以尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和枫香(Liquidambar formosana)幼苗为试验材料,利用聚乙二醇6000(PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境,设置三个胁迫强度处理(轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫)和三个胁迫持续时间处理(持续12h、24 h、36 h),研究幼苗叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖质量分数的变化,结果表明:经水分胁迫处理后,6种树种幼苗叶片相对含水量皆显现下降的趋势,水分胁迫处理12 h的尾叶桉叶片相对含水量下降幅度小于枫香;随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长,2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升的趋势;脯氨酸质量分数都有明显的增加,枫香叶片内脯氨酸质量分数的变化幅度大于尾叶桉叶片;苗木叶片叶绿素质量分数出现不规则波动;尾叶桉的SOD活性胁迫12 h和24 h时在中度胁迫达到最大,胁迫36 h在轻度胁迫时达到高峰,而枫香的SOD活性经不同胁迫时间的胁迫处理后,在轻度胁迫时达到高峰;随胁迫强度的增加及胁迫时间的延长,尾叶桉叶片MDA含量有逐渐上升的趋势,枫香叶片MDA含量变化趋势表现为增加、下降、再增加;经水分胁迫处理12 h时,随着水分胁迫强度的加剧,尾叶桉的可溶性糖质量分数显著增加.而枫香的可溶性糖质量分数在中度时下降,水分胁迫处理24 h时2种苗木的可溶性糖质量分数波动,处理36 h时轻度胁迫后下降.结果表明,叶片相对含水量、SOD活性和可溶性糖质量分数可以作为评价苗木抗旱性的依据,尾叶桉的抗旱能力大于枫香.     

铝毒在不同作物上的差异及温度的影响

采用水培法研究了作物耐铝性差异及温度对作物铝毒的效应，结果表明，铝首先伤害根生长，抑制作物对养分的吸收和利用，其中对大麦和蕃茄的危害尤为明显，并导致出现缺素症。耐铝能力为水稻＞大豆＞大麦＞蕃茄，而它们的耐铝机理不完全相同。铝对作物的毒害因温度而异，作物在其最适生长温度范围内受铝伤害最明显。作物体内的铝含量有随铝处理浓度增高而增加的趋势，并明显受温度的影响。     

Effects of arsenic on reactive oxygen species and antioxidant defense system in tomato plants

In this study, the generation of reactive oxygen species, the induction of oxidative stress, and the response of the antioxidative system in hydroponically grown tomato plants as the cause of arsenic-induced phytotoxicity are investigated. Reduction in plant growth was measured in terms of dry weight and length of roots and shoots, the latter accumulating more arsenic than the roots. The treatment resulted in increased formation of superoxide anion (O₂^.?), H₂O₂, and thiobarbituric acid reactive substances, which indicate augmented lipid peroxidation. Superoxide dismutase, catalase (CAT), and ascorbate peroxidase activities were increased in arsenic-treated tomato plants while CAT activity was insignificantly increased.     

蔬菜对硒的吸收及适宜补硒食用量

以小白菜、番茄和萝卜为研究对象，通过施用外源硒，研究了不同蔬菜对硒的吸收特性。结果表明，施硒均明显提高了蔬菜可食部分的含硒量，且含硒量随施硒量的增加而增加；随生长时间的增加，小白菜的含硒量逐渐增加，而萝卜的含硒量逐渐降低。随着采收时间延后，番茄的含硒量逐渐降低；为保证合理补硒，确定了本试验所生产富硒蔬菜的适宜食用量。     

堆腐城市生活垃圾对莴笋生长影响的主分量分析

在不同的土壤上，城市生活垃圾对莴笋生长的影响不同。在石灰性土壤上，莴笋产量与垃圾用量间的关系符合对数模型，其边际产量随垃圾用量增加而减少，与一般肥料效应相似；而在强酸性土壤上，莴笋产量与垃圾用量间的关系可用抛物线模型模拟，在试验用量范围内，其边际产量随垃圾用量的增加而增加，显著高于一般肥料效应。通过主分量分析，查明垃圾促进莴笋生长的原因如下：①降低土壤粘性；②改善土壤营养条件；③对于酸性土壤，垃圾     

甜椒穴盘苗对不同程度水分胁迫-复水的生理生化响应

对温室甜椒穴盘苗进行水分处理,探讨了不同程度水分胁迫-复水过程中叶片生理生化特性的变化.叶片相对含水量(RWC)、渗透势随基质水分减少而降低,渗调能力逐步增强.POD、SOD、CAT酶活性随水分减少而上升,SOD对水分胁迫最敏感,复水后主要由POD、CAT负责清除H2O2和过氧化物.游离氨基酸、脯氨酸随基质水分减少急剧上升,复水后大幅下降,可能为水分胁迫下主要渗透调节物质.水分胁迫下,甜椒叶片可溶性蛋白主要降解为氨基酸的形式参与渗透调节.RWC降至45%(停水后d3)时,可溶性糖显著积累,但明显晚于氨基酸,但它基础含量高,主要在较为严重的水分胁迫时发挥作用.尽管水分胁迫使保护酶活性和渗透调节能力均提高,但任何程度的胁迫均不可避免伤害幼苗.穴盘苗生产中,建议“水分胁迫锻炼”时间以不超过3d逐步达到RWC≥45%为宜.图4表2参12     

垃圾堆填区渗出液对干旱季节树苗生长的影响

本试验于１９９４年７月至１月在香港望后石垃圾堆填区进行,研究了垃圾堆填区渗出液浇灌对几种亚热带树种生长及其生理学过程的影响．结果表明,在高温低湿、植物遭受水分亏缺的条件下,应用适当浓度的垃圾堆填区渗出液浇灌同水灌和肥水灌溉类似,可显著地提高树苗的移栽成活率,促进树苗的生长,尤其对耐干旱能力低的树种,其效果更为显著．与对照相比,用适当浓度的渗出液或水浇灌显著地改善植株的水分关系,降低叶片的脱落酸（ＡＢＡ）含量,促进气孔的开放．另外,处理植株叶片的光合特性也得到了不同程度的改善．根据以上结果,作者认为,在干旱季节植物遭受严重水分亏缺的条件下,应用适当浓度的垃圾堆填区渗出液浇灌可显著地缓解干旱对树苗生长的影响,为综合治理垃圾堆填区渗出液提供了一条经济、实用和可行的途径．     

模拟酸雨对龙眼幼果纤维素酶活性和内源激素含量的影响

酸雨胁迫后，龙眼幼果IAA、GA1 3、ZRs、DHZRs、iPAs含量下降，ABA含量升高，生长抑制物ABA和生长促进物(IAA、GA1 3)的比值提高，酸雨胁迫还使纤维素酶活性上升，促进幼果脱落．易脱落幼果的纤维素酶活性和ABA含量高于正常幼果，而IAA、GA1 3、iPAs、ZRs、DHZRs含量低于正常幼果．图6表1参14     

微咸水膜下滴灌对白僵土盐碱地水盐特性及油葵生长的影响

为了解滴灌条件下不同微咸水矿化度及覆膜与否对盐碱地土壤水盐特性及油葵生长的影响,在宁夏平罗西大滩盐碱地进行不同灌水矿化度(0.2、1、2、3 g/L)膜下滴灌田间试验.结果表明,地膜覆盖比不覆盖处理土壤含水量高约2%,盐分表聚减缓,油葵株高、产量及其构成均高于不覆膜处理,产量最高增幅达82.5%;不同矿化度微咸水之间比较发现,利用矿化度为1 g/L的微咸水进行灌溉时,下层土壤含水量较高,微咸水滴灌不但没有为上层土壤带去过多盐分,反而由于土壤有一定的渗透性能,灌水将土壤上层盐分逐渐淋洗至下层.膜下滴灌微咸水矿化度为1 g/L时,油葵产量最大.因此在适宜条件、合理措施下,微咸水覆膜滴灌技术可以促进作物生长,确保作物产量,在淡水缺乏而微咸水较为丰富的盐碱地地区应积极推广利用.     

9种草本观赏植物叶绿素含量和细胞膜透性对酸雨胁迫的响应

研究模拟酸雨(pH 2.0、3.0、3.5)对9种草本观赏植物叶片叶绿素(Chl)含量和细胞质膜透性的影响。结果表明,酸雨强度与草本观赏植物Chl含量呈负相关,酸雨胁迫次数越多,Chl含量越低,不同pH胁迫只是变幅之间存在差异,而在酸雨处理终止后,植物叶片Chl含量逐步恢复,且不同敏感型植物在各时段的恢复速度(或修复进程)不同,其规律为敏感植物<中等植物<抗性植物。酸雨强度与植物叶片质膜透性呈正相关,每增加1次酸雨胁迫,植物叶片质膜透性在前次基础上有所增加,增加幅度也表现出敏感植物>中等植物>抗性植物的基本规律。酸雨处理结束后,3类植物叶片质膜透性基本呈现“低—高—低”变化规律,质膜透性的变化峰值多出现在酸雨处理终止后的48 h,仅变化幅度存在差异,即敏感植物>中等植物>抗性植物。     

西红柿镍毒害的土壤主控因子和预测模型研究

选取我国有代表性的17种土壤,运用生态毒理学方法研究了土壤中外源镍(Ni)对西红柿的毒性,结果发现土壤中外源Ni对西红柿的生长毒性主要受土壤pH值、有机碳含量的影响.在供试淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)和非淋洗土壤中,Ni对西红柿生物量50%抑制的毒性阈值(EC50)范围分别从11mg·kg-1到932mg·kg-1和从7mg·kg-1到2055mg·kg-1,其最大值和最小值比例分别达到了85和294倍.土壤pH值是土壤中Ni对西红柿生长毒性的主控因子,进一步引入土壤有机碳因子时,淋洗和非淋洗土壤理化性质和EC50之间回归方程的决定系数R2由0.853和0.743分别提高到了0.925和0.824.利用土壤性状(土壤pH值、有机碳含量)可以较好地预测土壤中外源Ni对西红柿生长的毒性阈值.