科研产出
干旱胁迫下水杨酸、脱落酸和海藻提取物对苹果幼苗抗旱性及养分吸收的影响
《中国果树 》 2019 北大核心
摘要：以盆栽苹果砧木M9T337矮化幼苗为试材,研究了水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和海藻提取物(SE)对重度干旱胁迫下苹果幼苗生长、光合色素、抗氧化酶活性、光合特性、渗透调节物质以及养分吸收的影响.结果 表明:重度干旱胁迫显著抑制了苹果幼苗的营养生长,降低了叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、光合作用及植株养分含量.喷施SA、ABA和SE均促进了干旱胁迫下幼苗的生长,提高了叶片光合色素含量以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),同时也提高了苹果叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质的含量,降低了丙二醛(MDA)含量,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害.与SA和ABA相比,喷施SE在促进苹果幼苗营养生长、提高叶绿素a含量和叶片SOD和CAT活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高植株养分含量方面效果更显著.
关键词： 海藻提取物 水杨酸 脱落酸 苹果砧木 干旱胁迫 抗旱性 养分
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陆地棉NAC转录因子基因GhSNAC1的克隆及其抗旱耐盐分析
《农业生物技术学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：NAC (NAM/ATAF/CUC)家族是植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物生长发育调控、激素信号转导、逆境胁迫响应等重要生理过程。本研究利用反转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)技术从陆地棉(Gossypium hirsutum)中克隆了1个逆境胁迫响应(stress-responsive) NAC类转录因子基因,命名为GhSNAC1 (GenBank No. KU759894)。该基因长度为1 104 bp,预测编码蛋白含有299个氨基酸,分子量为33.9 kD,等电点为6.18。蛋白序列分析表明,GhSNAC1具有典型的NAC转录因子特征,N端含有保守的NAC结构域。进化分析表明,GhSNAC1与拟南芥(Arabidopsis thaliana) ATAF1 (Arabidopsis transcription activation factor 1)高度相似。qRT-PCR结果显示,GhSNAC1受到干旱、高盐、低温和黄萎病菌(Verticillium dahliae)胁迫诱导,提示该基因可能参与生物和非生物胁迫响应。在烟草(Nicotiana tabacum)中过表达GhSNAC1,分析干旱或盐胁迫条件下转基因和野生型烟草株系种子的萌发率和幼苗生长差异,实验结果显示,在100 mmol/L NaCl或200 mmol/L甘露醇胁迫下,野生型烟草的种子萌发受到明显抑制,萌发率低于50%,而转基因株系显著优于野生型,其种子萌发率均在80%以上;野生型烟草幼苗弱小,而转基因株系长势强,其单株鲜重和根长分别是野生型的2倍和1.5倍以上。上述结果表明,过表达GhSNAC1可显著提高转基因烟草的抗旱耐盐能力。本研究为深入探究GhSNAC1抗旱耐盐的分子机制提供了基础资料。
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干旱胁迫下谷子的转录组分析
《山东农业科学 》 2018
摘要：谷子作为我国的传统优势作物,具有抗旱、耐瘠薄、基因组小等突出优势,已逐渐发展为研究禾本科作物新的模式作物。利用高通量RNA-seq技术,我们对干旱胁迫6 h和6 d的谷子进行转录组测定,筛选表达差异基因。结果显示,干旱胁迫后的差异基因主要富集在生物学通路及代谢通路中,其中编码蛋白激酶、磷酸酶、信号转导组分、转录因子、功能蛋白等基因的表达变化较明显。尤其在干旱胁迫6 d后,谷子中E3泛素连接酶介导的泛素蛋白酶体途径被明显激活。该研究对于筛选谷子抗旱基因进而揭示谷子的抗旱机制提供了重要依据。
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干旱胁迫对蜡质含量不同小麦近等基因系光合特性的影响
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨叶片蜡质含量对干旱胁迫下小麦光合特性的影响。【方法】本研究以一对小麦近等基因系多蜡质品系JM205和少蜡质品系JM204为试验材料,将二者种植在同一盆中,在人工气候室采用逐渐干旱的方式模拟田间干旱过程中的土壤水分变化。随着干旱处理时间的延长,土壤相对含水量逐渐降低,同步测定了不同土壤相对含水量下小麦旗叶的水势、光合气体交换参数及荧光参数。【结果】轻度干旱胁迫(土壤相对含水量在60%—49%)下,多蜡质品系JM205与少蜡质品系JM204旗叶的光合速率(Pn)无显著差异,随着干旱程度的加重,多蜡和少蜡质品系的光合速率都逐渐降低,但少蜡质品系JM204下降幅度更大。在中度干旱胁迫(土壤相对含水量在49%—32%)下,多蜡质品系比少蜡质品系具有较高的水势和较大的气孔开度,因此CO_2供应充足,光合速率更高;少蜡质品系的PSII实际光化学效率(ΦPSⅡ)和最大光化学效率(Fv/Fm)较多蜡质品系下降更快,说明少蜡质品系PSII电子传递受阻情况和光抑制比多蜡质品系更严重;快速叶绿素荧光动力学曲线参数分析(JIP-test)发现PSII电子传递受阻主要是因为受体侧QA到QB电子传递限制。在重度干旱胁迫(土壤相对含水量下降到32%以下)时,多蜡质与少蜡质品系的水势和光合能力都大幅下降且二者间没有明显差异。【结论】本研究表明,多蜡质品系JM205在中度干旱胁迫(土壤相对含水量49%—32%范围)下具有较高的光合优势;本研究为小麦抗旱性选育与利用提供了理论依据,并对进一步的研究提供了建议。
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干旱及复水对谷子脯氨酸积累和SiP5CR基因表达的影响
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：脯氨酸在植物对干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗旱性,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶。为探讨干旱对谷子脯氨酸含量及脯氨酸代谢关键基因的影响,本研究以抗旱性突出的谷子品种‘济谷16’为材料,测定了其地上部分在干旱和复水条件下脯氨酸含量,结果表明脯氨酸含量随胁迫程度的增强而增加,复水后下降。经PCR扩增获得SiP5CR基因全长cDNA序列,序列分析表明SiP5CR基因长度为852 bp,编码283个氨基酸(GenBank登录号:MG833228),含有P5CR保守域,与玉米和高粱亲缘关系最近,亲缘关系最远的是大豆和豇豆。利用荧光定量RT-qPCR分析了该基因在干旱胁迫和复水不同时期的表达情况。结果表明干旱胁迫诱导SiP5CR在谷子地上部分上调表达,复水后相对表达量开始下降。因此,推测SiP5CR基因对干旱条件脯氨酸的积累起到重要的作用。
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应用定量蛋白质组学对谷子干旱响应蛋白的研究
《山东农业科学 》 2018
摘要：谷子是我国的传统优势作物,具有抗旱、耐瘠薄、高光效以及基因组小、生育期短等突出优势,受到国际遗传学界的高度重视,已迅速发展成为功能基因组研究新的候选模式作物。但目前在蛋白质水平上解析谷子干旱响应的研究还较少。本研究利用TMT(tandem mass tags)体外同重同位素标记的相对与绝对定量技术,筛选并鉴定谷子干旱响应蛋白。研究发现谷子干旱响应差异蛋白主要参与胁迫响应、碳代谢、光合作用和蛋白合成等相关代谢途径。该研究对于深入解析谷子的抗旱机制,培育抗旱耐逆谷子新品种具有重要意义。
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不同时期干旱胁迫对甘薯光合效率和耗水特性的影响
《应用生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：在2014—2015年遮雨棚下种植甘薯品种‘济薯21’,以全生育期正常灌水(WW)为对照,研究了全生育期(DS)、发根分枝期(DS_1)、蔓薯并长期(DS_2)和快速膨大期(DS_3)干旱胁迫对甘薯光合作用、产量和耗水特性的影响.结果表明:DS、DS_1、DS_2和DS_3的生物产量分别比WW降低31.3%、21.2%、19.6%和7.7%,收获指数分别降低19.9%、14.5%、14.1%和6.5%,薯干产量分别降低45.3%、33.1%、31.3%和14.2%.栽后100 d,DS、DS_1、DS_2和DS_3的叶面积系数分别比WW减少77.1%、60.1%、39.2%和17.1%;栽后90 d,叶片光合速率分别比WW降低56.7%、26.6%、18.7%和9.5%.干旱胁迫降低了甘薯垄间的日蒸发量、蒸腾速率、耗水量和日耗水量,降低了土壤水利用效率而提高了灌溉水利用效率.干旱胁迫通过降低叶面积系数和光合速率,减少了生物产量及其向块根的分配,进而导致薯干产量显著降低.干旱胁迫时间越早、持续时间越长,对叶面积系数和光合速率,以及生物产量和收获指数的不利影响越大、导致减产幅度越大,水分利用效率越低.在有限的灌水条件下,甘薯生产中应尽可能减少前期干旱.
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不同时期干旱胁迫对甘薯内源激素的影响及其与块根产量的关系
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,设置全生育期干旱胁迫(DS)、发根分枝期干旱胁迫(DS1)、蔓薯并长期干旱胁迫(DS2)、快速膨大期干旱胁迫(DS3)4个处理,全生育期正常灌水(WW)为对照,研究其对甘薯内源激素及块根产量的影响。结果表明,与对照相比,2个品种不同年份的所有干旱胁迫处理的鲜薯和薯干产量均显著下降。其中,DS薯干产量减产幅度最大,济薯21和济紫薯1号3年平均分别减产44.62%和56.21%;其次是DS1,减产32.03%和44.03%;再次是DS2,减产30.41%和39.39%;DS3的减产幅度最小,为13.66%和17.88%。抗旱品种济薯21的减产幅度小于不抗旱品种济紫薯1号。干旱胁迫抑制了甘薯地上部生长及块根的形成和膨大,两个品种的单株叶片数、蔓长、地上部干重、地下部干重和块根淀粉率,与对照相比,各时期均表现为,DS的减少幅度最大,其次是DS1和DS2,DS3的减少幅度最小。不同时期干旱胁迫均引起叶片和块根中GA、IAA和ZR含量下降,ABA含量上升。地上部干重与叶片GA、IAA和ZR含量呈显著正相关,与ABA含量呈显著负相关;地下部干重与块根GA、IAA和ZR含量呈显著正相关,与ABA含量呈显著负相关。总之,不同时期干旱胁迫均导致甘薯产量下降,且胁迫时间越早,对甘薯内源激素和块根产量的影响越大,发根分枝期是甘薯对水分最敏感的时期。
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苗期干旱胁迫条件下外源ABA对甘薯膜透性和抗氧化酶系统的影响（英文）
《华北农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了研究外源ABA对提高甘薯苗期抗旱性的影响,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,研究了苗期干旱胁迫条件下,外源ABA对甘薯渗透调节和抗氧化酶系统的影响。结果表明,胁迫处理12 d以后(AW),干旱胁迫处理(PEGW)的叶片相对电导率、叶片和根系的MDA含量均显著高于对照,根系活力则显著低于对照,抗旱品种和不抗旱品种表现相同的趋势;抗旱品种济薯21干旱胁迫处理(JS21-PEGW)的叶片和根系的SOD、POD和APX活性均显著高于对照(JS21-C),而不抗旱品种济紫薯1号(JZ1-PEGW)的叶片GR和根系APX活性则显著低于对照(JZ1-C);抗旱品种济薯21干旱胁迫处理(JS21-PEGW)的叶片和根系的抗氧化酶活性以及根系活力均显著高于不抗旱品种济紫薯1号(JZ1-PEGW),而叶片和根系MDA含量则显著低于济紫薯1号。胁迫处理12 d以后(AW),外源ABA显著降低了叶片相对电导率,抑制了叶片和根系中MDA的积累,提高了根系活力,提高了叶片和根系中SOD、POD、CAT、APX和GR的活性。因此,外源ABA在提高甘薯苗期抗旱性方面起着重要的作用,通过降低叶片相对电导率和MDA的积累而缓解膜的损伤,通过提高根系活力而提高根系的吸收能力,通过提高抗氧化酶活性而提高苗期叶片和根系的抗氧化酶系统的防御能力。
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干旱胁迫对蜡质含量不同小麦近等基因系光合特性的影响
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨叶片蜡质含量对干旱胁迫下小麦光合特性的影响.[方法]本研究以一对小麦近等基因系多蜡质品系JM205和少蜡质品系JM204为试验材料,将二者种植在同一盆中,在人工气候室采用逐渐干旱的方式模拟田间干旱过程中的土壤水分变化.随着干旱处理时间的延长,土壤相对含水量逐渐降低,同步测定了不同土壤相对含水量下小麦旗叶的水势、光合气体交换参数及荧光参数.[结果]轻度干旱胁迫(土壤相对含水量在60%-49%)下,多蜡质品系JM205与少蜡质品系JM204旗叶的光合速率(Pn)无显著差异,随着干旱程度的加重,多蜡和少蜡质品系的光合速率都逐渐降低,但少蜡质品系JM204下降幅度更大.在中度干旱胁迫(土壤相对含水量在49%-32%)下,多蜡质品系比少蜡质品系具有较高的水势和较大的气孔开度,因此CO2供应充足,光合速率更高;少蜡质品系的PSII实际光化学效率(ΦPSⅡ)和最大光化学效率(Fv/Fm)较多蜡质品系下降更快,说明少蜡质品系PSII电子传递受阻情况和光抑制比多蜡质品系更严重;快速叶绿素荧光动力学曲线参数分析(JIP-test)发现PSII电子传递受阻主要是因为受体侧QA到QB电子传递限制.在重度干旱胁迫(土壤相对含水量下降到32%以下)时,多蜡质与少蜡质品系的水势和光合能力都大幅下降且二者间没有明显差异.[结论]本研究表明,多蜡质品系JM205在中度干旱胁迫(土壤相对含水量49%-32%范围)下具有较高的光合优势;本研究为小麦抗旱性选育与利用提供了理论依据,并对进一步的研究提供了建议.
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