氰戊菊酯对小白菜抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量的影响

为探讨菊酯类农药胁迫对蔬菜生理生化过程的影响,以小白菜为研究对象,采用大田试验研究了不同浓度氰戊菊酯(20%乳油,推荐用量:稀释1500倍;加倍用量:稀释750倍)对小白菜抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明:喷施推荐用量及喷施加倍用量氰戊菊酯对小白菜抗氧化酶活性均有不同程度的影响.超氧化物歧化酶(SOD)活性在喷施氰戊菊酯后3d内明显受到抑制,之后明显增加,第21d又受到抑制;过氧化氢酶(CAT)活性在喷药后小幅增加,第21d与对照基本一致;过氧化物酶(POD)活性在喷药后明显受到抑制.喷施推荐用量及喷施加倍用量氰戊菊酯均可引起小白菜MDA含量显著增加,且喷药浓度越高MDA含量越大,存在一定的剂量效应关系,表明氰戊菊酯胁迫促进了小白菜的膜脂过氧化作用.氰戊菊酯可对小白菜产生一定的氧化损伤,导致SOD、CAT、POD活性发生不同程度的变化.氰戊菊酯胁迫对SOD和POD活性以及MDA含量的影响相对较大,其中对MDA的影响最大,MDA含量可作为植物受到氰戊菊酯胁迫时的标记物.     

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     

来自细胞工程技术的不同低磷耐受性玉米自交系磷营养特性分析

通过大田试验研究了5份不同低磷耐受性的玉米自交系在苗期、拔节期、籽粒成熟期的磷营养特征.结果表明:低磷条件下,磷吸收效率是玉米苗期和籽粒成熟期耐低磷特性差异的主要来源,而拔节期耐低磷特性则由磷吸收效率和利用效率共同决定.成熟期磷效率相关性分析表明,磷吸收效率与磷效率呈显著正相关,磷吸收效率是决定此时期磷效率的主要因素之一.在低磷条件下,来自细胞工程的4份玉米自交系与对照齐319相比,籽粒产量和磷响应度均存在较大差异,其中自交系SD-B和SD-C产量较高,分别为齐319的140倍和132倍.从籽粒产量和植株磷含量两方面来看, SD-B和SD-C可能为磷高效率高响应型. 低磷胁迫下, SD-B、 SD-C在不同生育期与其它3个自交系相比,均表现出磷吸收能力强的特点.     

低磷胁迫下不同品种水稻秧苗生长的分子生理特性

以国际上公认的化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont(均引自美国)为材料,采用水培方法研究了不同水稻品种响应低磷(0.5 mg/L,以P计)胁迫的分子生理特性.结果表明,低磷胁迫促进PI312777根的生长,对株高和干重具有微弱的抑制作用.而Lemont相应形态指标均受到较大的抑制,与PI312777相比,均达到极显著差异.低磷胁迫对PI312777相应生理生化指标的影响均低于Lemont,且达极显著水平.此外,低磷胁迫下,PI312777植株氮(N)、磷(P)、钾(K)含量均不同程度高于Lemont,具体表现为两种水稻植株N含量差异不显著,而P、K含量差异达极显著水平.N、P、K吸收利用相关的12个关键酶的基因差异表达进一步证明了前述结论.研究显示,低磷胁迫下,PI312777比Lemont具有更强的适应性能力.     

2种茶树对铜胁迫的响应及其组织铜化学形态变化的比较研究

为了分析不同茶树对Cu胁迫的生理响应及其组织中不同化学形态Cu的累积特性,本研究采用水培法,探讨铁观音、肉桂2种茶树在不同浓度Cu胁迫下,茶树根系活力、叶绿素含量、茶树组织Cu含量及不同化学形态Cu含量的变化,以期为重金属对茶树毒害机理和茶树对重金属的自我防御研究提供理论依据。结果表明,随着Cu胁迫浓度的增加,茶树根系活力及叶片叶绿素含量呈现下降趋势,而与对照相比,铁观音下降的幅度远高于肉桂。不同茶树品种在相同浓度Cu胁迫下,其根、茎、叶组织的Cu含量差异不显著,而不同组织中则表现为根叶茎。不同化学形态Cu含量分析结果表明,随着Cu胁迫浓度的升高,2种茶树根部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,而铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;茎部可交换态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,碳酸盐结合态Cu、铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;叶部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量、铁锰氧化态Cu含量的百分比均呈现上升趋势,而残留态Cu呈现下降趋势。进一步分析发现,Cu胁迫下,铁观音茶树根、叶部主要以采取提高有机结合态Cu的形式来降低Cu离子毒害,而肉桂则以提高铁锰氧化态Cu形式降低Cu离子毒害,叶部则以提高铁锰氧化态Cu和残留态Cu的形式降低Cu离子毒害。可见,不同的茶树在Cu胁迫下所表现解毒模式存在着一定的差异。     

团头鲂谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆及其在氨氮胁迫中的表达分析

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)是一类多功能蛋白家族,主要参与解毒和抗氧化防御过程。为了研究GST在团头鲂(Megalobrama amblycephala)肝脏解毒过程中的作用,克隆并分析了团头鲂1个谷胱甘肽S-转移酶基因(命名为MaGST)cDNA序列,采用实时荧光定量PCR研究了其在氨氮胁迫下的表达规律。MaGST包含1个长218个氨基酸的完整开放阅读框,具有GST蛋白家族的保守碱基和保守结构域。通过MEGA 5.0软件分析系统进化树发现,团头鲂GST与其他动物mu型GST聚为一簇,表明团头鲂GST属于mu型GST。荧光定量PCR结果显示MaGST基因在团头鲂各组织中均有表达,在肝脏和鳃中表达量最高,肌肉中表达量最低,同时在氨氮胁迫过程中该基因在肝和鳃中的表达规律相似,均在胁迫期间表达量显著上调;氨氮胁迫24 h时鳃和肝组织均存在组织损伤。研究结果提示在团头鲂肝脏和鳃组织中GST基因参与了氨氮胁迫的解毒过程。将该基因的编码区重组到p ET-21(a+)载体后在大肠杆菌中得到诱导表达,重组MaGST的GST活力为(10.36±0.68)U·mg~(-1)蛋白。     

植物铜耐性机理的研究进展

主要从植物根细胞壁积累固定、细胞膜对铜的吸收控制、金属配体的螯合作用、铜在系统液泡的分隔机制及胁迫蛋白的合成5个方面,分别阐述植物对铜分子的耐性机制的研究进展,全面了解了铜在植物中的亚细胞分布、铜在植物根系到地上部分运输过程的转运机制以及植物在铜胁迫下的抗性反应等。并在此基础上提出了存在的问题以及今后研究的重点。     

V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)单一和复合胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响

采用水培法研究了V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)单一及复合胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响.结果表明,无论单一或复合胁迫,随着V、Cr浓度的增加,小麦幼苗鲜重、株高、叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势.当V≤5 mg.L-1、Cr≤10 mg.L-1,小麦的鲜重、株高、叶绿素含量均高于对照,当V5 mg.L-1、Cr10 mg.L-1,则分别比对照降低0.2%—46.8%、0.8%—40.7%和2.5%—76.9%.丙二醛含量随着V、Cr胁迫浓度的增加而增大,与对照相比,含量增加了7.5%—251.6%.在V、Cr单一胁迫下,随着金属浓度增加细胞膜透性增大,比对照增加17.8%—59.8%,根系活力则下降8.1%—53.0%;复合胁迫时细胞膜透性先下降后上升,但始终高于对照,比对照增加了0.6%—126.2%;根系活力呈先升高后下降的趋势,降低6.1%—97.3%.研究表明在低浓度范围,复合胁迫在一定程度上可以缓解单一金属对小麦的毒害,对小麦幼苗生长具有拮抗作用;在高浓度范围两种金属复合胁迫对小麦幼苗的损伤和毒害作用比单一金属伤害更为严重,表现为协同作用.单一胁迫中Cr对小麦幼苗的毒性比V大.     

锌对汞胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

通过沙基培养方法研究不同浓度锌(Zn)对汞(Hg)胁迫下小麦幼苗叶绿素相对含量(SPAD)、丙二醛(MDA)与脯氨酸的积累及抗氧化酶活性等的影响.结果表明:单独Hg(10 mg L-1)胁迫下,小麦幼苗叶绿素含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制,MDA与脯氨酸含量升高.加入10 mg L-1Zn后,叶绿素含量比Hg单独胁迫升高了5.6%,MDA含量降低了32.4%,表明该浓度Zn在一定程度上缓解了Hg对小麦幼苗的毒害;Zn浓度高于10 mg L-1的处理中,叶绿素含量逐渐降低,MDA则呈升高趋势,表明随Zn浓度升高,Zn对Hg毒害的缓解作用逐渐降低.低浓度Zn(10~20 mg L-1)提高了Hg胁迫下小麦幼苗SOD与CAT活性,其活性随Zn浓度升高逐渐增加,20mg L-1Zn处理下,两种酶活性比Hg单独胁迫分别升高了103.3%与71.0%,高浓度Zn(50~100 mg L-1)处理下,两种酶活性则呈下降趋势,表明Zn对Hg胁迫下两种酶活性的促进作用逐渐减弱.在试验设置的Zn浓度范围内,脯氨酸含量均低于Hg单独胁迫,并且低于对照,说明外加Zn抑制了脯氨酸的生成.综上所述,10~20 mg L-1的Zn可以在一定程度上缓解10 mg L-1Hg对小麦幼苗造成的毒害.     

氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO3对As(Ⅲ)胁迫下小麦幼苗生物效应及成熟期籽粒As含量的影响

采用盆栽的方法,研究了在As污染土壤中施加氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO₃对小麦籽粒萌发、幼苗生理及成熟期籽粒w(As)的影响,并探讨了4种改良剂对在As污染土壤上种植小麦的有效改良方法. 结果表明:适量的氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO₃对As污染土壤的小麦萌发和幼苗生长具有明显的促进作用,能有效缓解As对小麦的毒害,并降低成熟期籽粒的w(As). 表现为出苗率、幼苗株高、植株鲜重增大,w(叶绿素a)升高,丙二醛(MDA)含量和w(游离脯氨酸)下降,成熟期籽粒的w(As)降低.