播娘蒿DsCOR蛋白纯化、抗体制备及对冷诱导的响应

为揭示播娘蒿(Descurainia sophia)极强的抗寒特性,在大肠杆菌中重组表达已克隆的播娘蒿抗寒基因DsCOR,比较Ni亲合层析和煮沸-透析袋电洗脱蛋白纯化方法,制备纯化的DsCOR重组蛋白多克隆抗体,Western Blotting检测播娘蒿在寒冷胁迫下DsCOR的表达特性.结果表明,两种纯化技术均能纯化DsCOR蛋白,透析袋电洗脱法纯化蛋白浓度为1.21mg/mL,是Ni亲和层析法纯化蛋白浓度的2倍,且经PEG8000浓缩后的蛋白总量分别为9.075mg和4.256mg;制备的DsCOR抗体效价达1:12800,Western Blotting检测显示只有经过低温冷诱导的播娘蒿DsCOR蛋白才表达,证明了DsCOR基因受低温诱导的规律.     

过量表达水稻OsP5CS1和OsP5CS2基因提高烟草脯氨酸的生物合成及其非生物胁迫抗性(英文)

为了解水稻OsP5CS基因在非生物胁迫中的生物学功能及其生理生化作用,将P5CS基因的两个水稻同源基因OsP5CS1和OsP5CS2同时构建到植物表达载体pHB上,并通过农杆菌介导的遗传转化法转入烟草,经过鉴定转基因植株,成功获得9个独立的转基因阳性植株.选取野生型和其中的3个转基因植株后代,分别测定它们在不同的胁迫条件下幼苗的根长、鲜重以及脯氨酸、过氧化氢和丙二醛的含量.结果显示:在200 mmol/L NaCl、300 mmol/L甘露醇(Mannitol)、300μmol/L CuSO4胁迫条件下转基因植株的平均根长、平均鲜重、平均脯氨酸、平均过氧化氢含量和平均丙二醛的含量分别为野生型的1.3-2.3、1.9-3.9、1.8-3.2、51%-61%和62%-76%.因此在烟草中过表达OsP5CS基因,可以显著增加脯氨酸含量,降低烟草在非生物胁迫条件下的氧化损伤.图6参31     

播娘蒿耐寒基因DsKIN1的克隆、序列分析及冷诱导表达分析

播娘蒿是极端耐寒的冷诱导植物,研究其低温胁迫下的冷响应基因对于揭示其抗寒性具有重要意义.根据拟南芥At KIN1和At KIN2同源比对,设计同源引物进行播娘蒿KIN基因克隆,通过RACE技术克隆得到Ds KIN1基因,利用Vector NTI11.5软件对其进行序列分析,采用Realtime-PCR测定Ds CBF1、Ds CBF2、Ds COR和Ds KIN1基因在不同处理方式[整株低温处理、同一植株局部低温处理和局部未受低温处理(两部分植株)]下各时间段(0.2 h、0.5 h、1 h、2 h、6 h、12 h、24 h)的表达,采用String数据库预测分析与Ds KIN1相互作用的蛋白.结果显示,Ds KIN1基因序列全长为462 bp,开放阅读框ORF长度为198 bp,编码66个氨基酸,分子量(Mr)为6.61×10~3,理论等电点为9.10,亲水性好.播娘蒿Ds CBF1和Ds CBF2在0.2 h开始表达,在2 h达到最大,随后下降.在冷诱导0.2 h后,Ds CBF调控的耐寒基因Ds COR和Ds KIN1基因开始表达,均呈现上调的趋势.整株、局部冷诱导植株与同一植株上未受低温胁迫部位的耐寒基因Ds COR和Ds KIN1表达模式类似.此外发现与Ds KIN1相互作用的蛋白大部分为低温诱导蛋白、盐和渗透压胁迫响应的信号蛋白、与渗透调节有关的家族蛋白、RING-H2锌指蛋白2B以及未知蛋白等.本研究说明播娘蒿局部冷诱导时,冷信号可进行传递,使未受冷诱导部位获得耐寒性能.     

萘乙酸和Zn对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应

为探讨植物生长调节剂对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应,采用营养液培养试验方法,研究了喷施萘乙酸(NAA)和加Zn处理对3个Cd胁迫大豆幼苗的影响.结果表明,加Zn和喷施NAA均可降低Cd胁迫大豆幼苗叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量,可减轻膜脂的过氧化作用及蛋白质的水解;喷施NAA还可降低Cd胁迫大豆幼苗POD活性,提高硝酸还原酶(NR)活性;加Zn对Cd胁迫大豆幼苗NR活性的降低缺乏抑制作用,但降低沔1101叶片中POD活性,提高湘04-6和特早熟毛豆的POD活性,品种之间表现明显的差异性.     

过量表达沙冬青巯基蛋白酶抑制剂基因AmPI提高大肠杆菌低温与热胁迫抗性

沙冬青是我国北方内蒙古荒漠地区特有的常绿阔叶灌木,具有很强的抗低温、干旱、盐碱能力,是重要的抗逆基因资源植物.将从低温诱导的沙冬青幼苗中克隆获得的巯基蛋白酶抑制剂基因AmPI亚克隆后构建到原核表达载体pTWIN1上,得到重组表达载体pT-PI,双酶切及测序结果证明pT-PI已经构建成功.将pT-PI转入大肠杆菌ER2566中,经异丙基β-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后,SDS-PAGE电泳检测发现有Mr35×103的目的融合蛋白表达,与预测结果一致,其中以在37℃诱导3～4h条件下表达量最高,表明目的基因AmPI在大肠杆菌中得到了成功表达.分别测定了低温(0℃)和热胁迫(50℃)条件下AmPI宿主菌的生存能力,结果表明AmPI的表达能提高宿主菌的存活率,可能是AmPI对细胞具有保护功能.     

茶树CSD1基因及其启动子克隆与低温胁迫下的表达

低温寒害严重影响茶树的生长发育状况及成品茶品质,Copper/zinc-superoxide dismutase(CSD)基因在植物抗胁迫响应中起着关键作用.为了解茶树CSD基因(CsCSD)响应低温胁迫的作用机制,以铁观音茶树叶片为供试材料,采用同源克隆结合RACE方法及染色体步移法,获得茶树CSD1基因的cDNA序列(GenBank登录号:KR078346)、gDNA序列及其启动子序列,并对其进行生物信息学分析,同时对低温胁迫处理下CsCSD1基因的表达模式也进行分析.结果显示,茶树CsCSD1基因cDNA全长860 bp,完整的开放阅读框(ORF)长度为459 bp,共编码152个氨基酸;gDNA基因结构分析发现CsCSD1基因由6个外显子和5个内含子构成;CpG岛预测发现启动子区域内存在1个CpG岛,CpG长度为219bp,GC含量为50.3%;CsCSD1启动子上还存在大量的顺式作用元件,包括光响应元件、激素响应元件、胁迫响应元件和其他响应元件;在低温胁迫下CsCSD1基因的表达模式显示,在低温胁迫前期,CsCSD1基因表达上调;随后CsCSD1基因的表达量不断下降.本研究表明,CsCSD1基因能够响应低温胁迫并在胁迫的不同时期发挥不同的作用,推测与低温胁迫密切相关.     

兰州市交通道路主要乔灌木植物叶片重金属积累及生理特性的分析

通过分析兰州市某交通线路两侧绿化植物叶片金属含量及其相关性,叶绿素和渗透性调节物含量的变化,探究交通线路活动造成的植物重金属污染特征及其对绿化植物生理特性的影响,为筛选适应道路环境的绿化植物提供理论依据。结果表明:在不同道路环境中植物体内重金属含量有明显的差异,路侧植物灌木月季(Rosa chinensis)、乔木冬青(Ilex chinensis)、槐树(Sophora japonica)、梧桐(Firmiana platanifolia)和碧桃(Amygdalus persica var. persica)的Cr、Pb、Ni和Zn积累量高,如冬青叶片Cr达到2.11 mg·kg~(-1),月季叶片Pb为9.14 mg·kg~(-1),Ni在碧桃和槐树叶片中的积累量分别为28.48 mg·kg~(-1)和26.42 mg·kg~(-1),十字交叉采样点的乔灌木植物Pb、Cr、Mn、Ni和Zn积累量比较高,这可能与十字路口有较多的车流量或交通活动频繁有关系。相关性和逐步回归分析表明,交通线路路侧植物体内Cr-Pb、Cr-Zn、Cr-Ca、Pb-Ni、Pb-Fe和Mn-Ni元素之间的相关性表现为显著正相关。在所有绿化植物中,松柏叶绿素含量最低,路侧槐树和碧桃的叶绿素含量最高;与对照点植物相比,路侧冬青和槐树叶片叶绿素含量显著升高,而月季叶片叶绿素含量明显降低。此外,路侧重金属含量高的环境下槐树和碧桃叶片中的脯氨酸含量高,分别达到81.42μg·g~(-1)和91.11μg·g~(-1),月季叶片积累可溶性糖增加,说明不同的绿化植物可能在不同的重金属环境中积累不同的渗透性调节物,以维持细胞渗透性平衡从而抵抗重金属胁迫。     

甘蔗乙醇脱氢酶基因的克隆与表达

乙醇脱氢酶基因(Alcohol dehydrogenase,ADH)在植物抵御涝害、冷害、干旱等逆境中起着重要作用.基于前期已构建的甘蔗受黑穗病菌胁迫后基因差异表达的抑制消减杂交(Suppression subtractive hybridization,SSH)文库,利用电子克隆和RT-PCR技术,从甘蔗品种ROC22中获得一条ADH基因的c DNA全长序列,命名为Sugarcane Alcohol Dehydrogenase(Sc ADH;Gen Bank登录号为KJ577593).生物信息学分析显示,Sc ADH基因全长为1 644 bp,含有1 140bp的开放阅读框,编码一个379个氨基酸的蛋白质.Sc ADH蛋白为稳定、亲水的酸性非分泌蛋白,定位于叶绿体基质上.蛋白二级结构元件多为无规则卷曲,具有典型的ADH蛋白结构域以及NAD和锌的结合位点.实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)表达分析表明,该基因在甘蔗各组织中组成型表达,其中根中表达量最高,而叶中的表达量最低.在SA和Me JA胁迫下,Sc ADH基因的表达趋势为"先扬后抑",均在胁迫6 h达到最大值,分别为对照的7.34倍和11.81倍.在ABA胁迫下,该基因均上调表达,在胁迫12 h达到最大值,为对照的5.53倍.在黑穗病菌胁迫下,该基因在感病品种ROC22中的表达受到抑制,而在抗病品种YC05-179中的表达模式为"先抑后扬".综上推测Sc ADH基因在甘蔗应答非生物胁迫和生物胁迫中发挥重要作用.     

盐胁迫下弗吉尼亚栎生长和生理生化变化

弗吉尼亚栎(Quercus virginiana)是美国沿海地区重要的绿化树种,具有较强的耐盐性.文章采用Hoagland溶液水培方法,研究了美国引进树种-弗吉尼亚栎(简称弗栎)在3.0 g·L-1、5.0 g·L-1和7.0 g·L-1 NaCl胁迫下的生长状况以及叶片脯氨酸含量和对Na 、K 选择性吸收的动态变化.结果发现,在经过不同质量质量浓度NaCl处理21 d后,随着NaCl质量质量浓度的增加,弗栎植株生长受到抑制,其中茎叶生物量减少的幅度较根系大,表明弗栎地上部生长比地下部对盐胁迫更加敏感,从而导致根冠比增加.同时发现,盐胁迫处理不同时期对叶片脯氨酸含量和Na 、K 含量的影响各不相同,在处理7 d和21 d时,叶片对Na 和K 的吸收量均有增加,使K /Na 维持相对稳定的比值,而脯氨酸含量随NaCl质量质量浓度的增加减少;在处理第14 d时,对Na 吸收增加的同时,抑制了对K 的吸收,导致K /Na 比值随NaCl质量质量浓度的增加而迅速下降,而此时叶片脯氨酸含量随着盐质量质量浓度的增加而迅速增加,表明在盐胁迫早期和晚期,弗栎可能通过增加对K 的吸收以减轻Na 离子毒害效应,而在盐胁迫中期,叶片积累脯氨酸是适应盐胁迫的方式之一.     

食蚊鱼P-糖蛋白基因克隆及三氯生对其mRNA表达的影响

三氯生(TCS)是一种广谱高效抗菌剂,在水环境和生物体内均不同程度检出,对水生生物具有潜在风险。P-糖蛋白(Pgp)是生物体多型异源物质抗性防御系统中重要的"膜解毒蛋白",对水生生物体内的有毒物质和代谢产物具有重要的外排和转运作用。为探究P-gp在鱼类免疫中的作用,克隆了食蚊鱼(Gambusia affinis) P-gp基因的c DNA,检测了不同浓度(50、100和150μg·L~(-1)) TCS暴露12 h、1 d、3 d、5 d、7 d和9 d后,P-gpmRNA相对表达量的变化。实验获得的食蚊鱼P-gpcDNA共5 452bp,编码1 294个氨基酸,具有ABC转运蛋白家族典型的跨膜结构、功能区域和作用位点,与其他鳉形目的鱼类P-gp氨基酸序列同源性较高。TCS对P-gpmRNA表达的影响呈现倒"U"型的时间-剂量效应,50μg·L~(-1)和100μg·L~(-1)TCS胁迫后P-gp表达量先升高后下降,100μg·L~(-1)暴露组表达高峰在暴露1 d时,50μg·L~(-1)TCS暴露组表达高峰延迟至3 d,而150μg·L~(-1)暴露组Pgp表达无显著变化。结果表明,P-gp基因参与了TCS胁迫的解毒过程,有助于食蚊鱼抵抗外源污染物的毒性作用。     

茉莉酸甲酯(MeJA)对水稻幼苗的抗旱生理效应

茉莉酸类物质(Jas)是植物体内广泛存在的生长调节物质,它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。选用抗旱性存在明显差异的两个水稻(Oryza sativa L.)品种中二欧六和丰华占作为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱 茉莉酸甲酯(MeJA)三种处理研究了茉莉酸甲酯对水稻幼苗的抗旱生理效应。研究结果表明,干旱胁迫后两个水稻品种幼苗叶片水势均显著降低,而干旱后喷施茉莉酸甲酯能明显增加叶片的水势,改善叶片的水分状况,抗旱性强的品种水势增加幅度较大。干旱胁迫后水稻叶片的抗氧化酶活性,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)和有机渗透调节物质,包括可溶性糖、脯氨酸及游离氨基酸含量均大幅度上升,而干旱 茉莉酸甲酯处理则能降低了这些物质的含量,两个水稻品种的变化趋势表现一致。研究结果表明外施茉莉酸甲酯在一定程度上能减缓干旱胁迫对水稻幼苗造成的伤害,有效地提高抗旱性,但这这种增强效应在不同水稻品种间存在一定差异。     

热带海滨植物水芫花(Pemphis acidula)的生理生态学特性

热带珊瑚岛生态系统处于高温、强光、台风频发、季节性干旱等恶劣环境气候条件下,极易退化,有必要进行植被恢复。水芫花(Pemphis acidula)为千屈菜科小灌木,自然分布于热带海滨和石灰质岩岸,在海岸固沙和海岛植被恢复中具有潜在的应用价值。以中国西沙群岛自然生长的水芫花为研究对象,对其叶片和茎秆形态解剖结构、生理学特征、叶片营养元素及适生土壤理化性质进行了分析研究,以期全面了解水芫花的生理生态特性及其对海滨环境的适应机理。研究结果表明,水芫花叶片厚度达到703.798μm,栅栏组织与海绵组织的厚度比值仅为0.563,叶片高度肉质化,有利于叶片保水。叶片气孔密度低,仅为44.44 mm-2,有利于减小蒸腾。水芫花导管直径偏低(35.639μm),导管密度为49.528 mm-2,有利于提升水分利用效率并有效避免栓塞。水芫花叶片超氧化物歧化酶活性较高(340.827 U?g~(-1)),总抗氧化能力高达834.016 U?g~(-1),总酚含量较高(16.482 mg?g~(-1)),丙二醛含量仅为10.490 nmol?g~(-1),说明其通过提高抗氧化能力降低膜脂过氧化伤害程度。水芫花生长环境的土壤养分含量低,但钙含量高达38.570 g?kg~(-1),含水量仅为9.5%,土壤环境较差;而水芫花叶片的氮磷含量属于正常水平,说明其能够高效利用贫瘠土壤中的养分。综上,水芫花具有较强的抗干旱能力和抗胁迫能力,适宜生长于土壤较为贫瘠的热带滨海生境中,是热带珊瑚岛植被恢复的重要备选物种。     

茉莉酸甲酯(MeJA)对干旱胁迫下水稻幼苗光合作用特性的影响

茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是广泛存在于植物体内的与抗性关系密切的生长物质,能显著增强植物在机械伤害、低温、盐害、干旱等非生物环境胁迫和病虫害等生物胁迫中的抗性.以水稻品种中二欧6为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱+MeJA、干旱+MeJA+水杨苷异羟肟酸(SHAM)四种处理,研究了干旱胁迫下施用MeJA及其代谢抑制剂SHAM对水稻幼苗的叶绿素荧光和光合作用特性的影响.研究结果表明,干旱胁迫下外源MeJA(0.25 μmol·L~(-1))处理可显著提高水稻幼苗的叶片水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/F_0和Fv/Fm值、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO_2浓度,降低ABA含量,从而提高水稻幼苗的抗旱性.然而,加入茉莉酸信号途径的抑制剂水杨苷异羟肟酸(SHAM)后MeJA诱导的水稻抗旱效应受到逆转,表现在水稻幼苗叶片水势、叶绿素荧光和光合作用参数等显著下降,ABA含量显著上升.     

过表达IbOr基因甘薯增强抗盐性的生理机制

明确转基因甘薯对盐胁迫响应的生理机制,开发种植耐盐性强甘薯对有效利用盐渍化土地和缓解能源危机具有重要的理论与实践意义.以过表达IbOr基因甘薯及其非转基因甘薯为实验材料,通过室内水培试验,研究150mmol/L NaCl胁迫不同时期甘薯叶片光合参数和抗氧化酶活性等变化规律.结果显示,随着盐胁迫时间延长,甘薯叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量及叶片净光合速率(P_n)、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率都显著降低,但转基因甘薯降低幅度更小.盐胁迫3 d后,转基因甘薯叶片中O_2—·和MDA含量分别为61.23μg/g FW和22.51μmol/g FW,而非转基因植株叶片中O_2—·和MDA含量分别达到80.56μg/g FW和31.92μmol,分别是转基因甘薯的1.31和1.42倍,相比于非转基因植株,盐胁迫后转基因甘薯叶片中具有较低水平的O_2—·和MDA含量.甘薯叶片中SOD、POD和CAT的活性在胁迫后都表现出先升高后降低趋势,且转基因甘薯的酶活性显著高于非转基因甘薯.Na~+含量在盐胁迫后也显著升高,胁迫9d后,转基因和非转基因植株叶片中Na~+含量分别达到25.44 mg/g DW和35.08 mg/g DW,分别是处理前的11.47倍和14.83倍,并且转基因甘薯Na~+含量显著低于非转基因甘薯.以上结果说明盐胁迫下转基因甘薯具有较低的活性氧含量并且膜脂的损伤较小,保持了相对较高的叶绿素含量且含较高类胡萝卜素含量进而维持相对较强的光合作用;转基因甘薯抗盐性的增强很可能通过提高甘薯抗氧化胁迫的能力来实现.     

多壁碳纳米管对水稻幼苗的生理学效应及对1,2,4-三氯苯毒性的缓解

研究多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs;1 g/L)对水稻幼苗生理学反应的影响是否具粒子尺寸依赖效应,并在受试外径范围内筛选出对水稻幼苗生理学反应无不良影响的MWCNTs,探究其在培养基质中的存在能否有效缓解1,2,4-三氯苯(TCB)对水稻幼苗的生理学胁迫作用.结果显示:将水稻幼苗暴露于不同外径MWCNTs(8 nm,20-30 nm, 50 nm)的悬浮液中培养10 d后,与对照相比,8 nm或20-30 nm MWCNTs处理抑制了水稻幼苗的生长,降低了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及叶片光系统II(PS II)光化学活性和叶绿素含量;而根系超氧阴离子(O_2~(·-))积累量和过氧化氢酶(CAT)活性则上升.相较8 nm MWCNTs处理,20-30 nm MWCNTs处理对幼苗上述不良影响有所减轻.然而, 50 nm MWCNTs处理则显著优化了幼苗的生长,维持了根系活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢平衡,并且提高了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,以及叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量.非TCB处理条件下,添加外源MWCNTs( 50 nm,1g/L)显著提高了根系可溶性糖含量、叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量;与单独TCB(40 mg/L)处理相比,TCB(40 mg/L)+MWCNTs( 50 nm,1 g/L)复合处理显著缓解了TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.上述结果表明,MWCNTs对水稻幼苗的生理效应具有粒子尺寸依赖性,且外径 50 nm的MWCNTs在培养基质中的存在能够显著缓解TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.(图5表4参33)     

非生物胁迫诱导青蒿素生物合成基因的表达

对离体培养青蒿试管苗中3个青蒿素合成相关基因的非生物胁迫诱导表达模式进行了初步研究.半定量RT-PCR测定结果表明,当暴露于冷、热和紫外光后,青篙植株的紫穗槐-4,11-二烯合酶基因(ADS)和细胞色素P450单加氧酶基因(CYP71AV1)转录上调;相反,在未经胁迫处理的情况下,ADS和CYP71AV1基因的表达水平较低,而在胁迫处理前后细胞色素P450还原酶基因(CPR)转录所产生的mRNA均保持恒定.同时,冷胁迫的诱导效果也得到实时荧光定量RT-PCR测定数据的支持.经低温锻炼的青蒿试管苗,其ADS和CYP71AV1基因的转录产物拷贝数比对照分别提高11倍和7倍,而CPR基因的mRNA拷贝数与对照基本持平.短暂预冷处理还可显著提高青蒿试管苗的青蒿素含量,达到7.5～8.8 mg/g干重,比对照提高66.7%～95.6%,为进一步探索利用环境胁迫促进青蒿素高产的新途径提供了可能性.图2表3参21     

福州宦溪野生蕉CBF7的cDNA与启动子克隆及在不同温度下的表达特性

CBF(CRT/DRE-binding factor)在植物低温响应及抗寒性的形成中起着重要的作用.香蕉基因组中只包含有1个CBF7基因,以香蕉基因组序列为参考,采用同源克隆的方法,从福建宦溪野生蕉(Musa itinerans)叶片中克隆CBF7-1基因的c DNA全长序列及其启动子序列.生物信息学分析显示宦溪野生蕉的CBF7-1具有植物CBF家族的典型AP2结构域,物种间序列特异性强;启动子富含多种类型的顺式作用元件,并且具有Cp G岛.q PCR分析表明CBF7-1在28℃时表达量最高,随着温度降低表达量逐渐下降,但在0℃时反而又升高.这表明宦溪野生蕉的CBF7-1可能与低温胁迫、耐热性均相关.     

外源NO对冷害胁迫下酸枣种子萌发和幼苗叶片AsA-GSH的影响

通过人工室内模拟冷害逆境胁迫,采用外源0.1、0.2、0.5 mmol/L一氧化氮(Nitric oxide,NO)供体亚硝基铁氰化钠(硝普钠,SNP)和0.5 mmol/L NO合成酶抑制剂(L-NAME)、硝酸还原酶非专一性抑制剂(NaN3)及NO清除剂(cPTIO)对酸枣(Zizyphus jujuba Mill)种子和幼苗叶片进行处理,研究其对冷害胁迫下酸枣种子发芽特性和幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统的影响,为外源NO在未来酸枣抗逆生产中的广泛应用提供理论基础.结果表明:4℃冷害胁迫下,酸枣种子萌发和幼苗生长受到抑制,在施加不同浓度的SNP后能显著增加冷害逆境下酸枣种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,降低幼苗叶片丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量,同时使脯氨酸(Pro)含量增加,抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶活性[抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)]显著升高.上述表明外源NO可缓解冷害胁迫对酸枣种子萌发及幼苗生长的抑制作用,且以0.5 mmol/L SNP对冷害逆境的缓解效果最佳,而采用NO清除剂和两种合成抑制剂处理明显减弱NO缓解冷害胁迫的效果.(图7表2参41)     

2种烷基多环芳烃对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响研究

海洋环境中多环芳烃类(PAHs)主要来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放,国内外大量研究发现海洋中的多环芳烃对海洋生物造成了潜在的生态风险。为了揭示不同浓度多环芳烃类污染物对海参的生态毒理效应,将仿刺参(Apostichopus japonicus)分别暴露于不同浓度的2种烷基多环芳烃3-甲基菲(5、10、100μg·L~(-1))和2-甲基蒽(5、10、50μg·L~(-1))中,检测暴露3 d、7 d和14 d后,3-甲基菲和2-甲基蒽胁迫下仿刺参CYP450和p53基因的相对表达量。结果表明,3-甲基菲和2-甲基蒽胁迫下,仿刺参CYP450和p53基因的表达均对毒物产生了不同程度的响应。与对照组相比,3-甲基菲各处理组对仿刺参CYP450和p53基因的表达均产生显著的抑制作用(P0.05); 2-甲基蒽各处理组对仿刺参CYP450和p53基因的表达影响作用不同,暴露7 d后,2-甲基蒽各处理组对仿刺参CYP450基因的表达表现出抑制作用,对p53基因的表达表现出诱导作用。相同浓度与时间胁迫下,2-甲基蒽对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响比3-甲基菲的影响大。上述研究结果表明,3-甲基菲和2-甲基蒽均可不同程度影响仿刺参CYP450和p53基因的表达,且与3-甲基菲相比,2-甲基蒽对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响较明显。上述结果为多环芳烃类污染物对仿刺参的生物毒性评价提供了基础数据。     

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.