郑凤荣[1]2002年在《水分胁迫下玉米幼苗根系渗透调节过程中的信号传递物质与途径的研究》文中研究指明以抗旱性强的鲁玉14和抗旱性弱的掖单13两个玉米品种为材料，采用溶液培养幼苗、PEG模拟水分胁迫的方式，对水分胁迫下ABA与渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖、游离氨基酸、K~+、Na~+、Ca~(2+0、Lea蛋白之间的信号传递物质与途径进行了探讨，为PLD／PLC及Ca~(2+)╱CaM在植物抗逆性以及ABA信号的胞内传递中的作用提供理论依据，主要结果如下： 1．用PEG-6000模拟水分胁迫条件，并用20ppm的ABA、8mmol／L的KCI及10mmol／L的K~+通道抑制剂TEA饲喂玉米幼苗根系，对抗旱性不同的两个玉米品种的脯氨酸含量进行了测定，结果发现，随着水分胁迫的加剧和时间的延长，玉米幼苗根系的脯氨酸含量均呈现先上升后下降的趋势，并且外源ABA促进水分胁迫下的脯氨酸的积累，K~+可能在此过程中起作用。两个玉米品种的脯氨酸含量没有多大差异。 2．用10％PEG和15％PEG模拟不同程度的水分胁迫条件，并用20ppm的ABA、PLD／PLC的抑制剂新霉素硫酸盐以及ABA合成抑制剂Ancymidol饲喂玉米幼苗根系，对抗旱性不同的两个玉米品种的渗透调节物质进行测定，结果表明，水分胁迫下脯氨酸的积累存在两条途径，ABA依赖型和ABA非依赖型，并且PLD／PLC可能参与了外源ABA促进脯氨酸积累的信号传递；可溶性糖的信号传递也存在ABA依赖与ABA不依赖两条途径，每条途径也都存在PLD／PLC依赖与不依赖两条途径；ABA不能促进游离氨基酸的积累，PLD／PLC在此条途径起一定的作用；ABA在K~+积累中不起作用，并且PLD／PLC在此过程中也不起作用；ABA在Ca~(2+)积累中起作用，并且PLD／PLC在此过程中也起作用。 3．用15％PEG模拟水分胁迫条件，并用20ppm的ABA、Ca~(2+)抑制剂EGTA以及CaM抑制剂TFP饲喂玉米幼苗根系，对抗旱性不同的两个玉米品种的渗透调节物质进行测定，结果表明，水分胁迫下脯氨酸的积累存在两条途径，ABA依赖型和ABA非依赖型，并且Ca~(2+)／CAM可能参与了外源ABA促进脯氨酸积累的信号传递；可溶性糖的信号传递也存在ABA依赖与ABA不依赖两条途径，Ca~(2+)在依赖ABA的途径中起信号传递的作用；外源ABA不能促进游离氨基酸的积累，Ca~(2+)在此条途径中起作用。外源ABA不能促进K~+的吸收，但Ca~(2+)可在一定浓度范围内促进k~+的吸收；外源ABA能促进Ca~(2+)的吸收。 郑风荣：水分胁迫下玉米幼苗根系渗透调节过程中的信号传导物质与途径的研究 4．用10％PEG和15％PEG模拟不同程度的水分胁迫条件，并用20ppm的ABA、PLDrpLC的抑制剂新霉素硫酸盐以及CaZ”抑制剂EGTA、CC抑制剂TFP饲喂玉米幼苗根系，用SDS－PAGE测定了干旱诱导蛋白Lea的变化情况，结果表明 Lea存在 ABA依赖与 ABA不依赖两条途径，并且 PLD／PLC以及 CaZ”／CaM在Lea诱导过程中起一定的作用。
郑风荣, 谷令坤, 李德全[2]2004年在《水分胁迫下脱落酸及磷脂酶在玉米幼苗根系渗透调节物质积累中的信号作用》文中提出试验研究了水分胁迫下、脱落酸 (ABA)、PLD/PLC抑制剂新霉素硫酸盐及脱落酸合成抑制剂Ancymidol在玉米幼苗根系渗透调节物质积累中的信号作用 ,结果表明水分胁迫下脱落酸可促进脯氨酸、可溶性糖和Ca2 + 的积累 ,但不能促进游离氨基酸和K+ 的积累 ,且PLD/PLC可能对脯氨酸、可溶性糖和游离氨基酸的积累有一定促进作用 ,但对K+ 和Ca2 + 的积累不起作用
易小林[3]2011年在《干旱、高温及其双重胁迫对紫御谷（Pennisetum glaucum'Purple Majesty'）生理特性的影响及外源SA缓解效应》文中提出紫御谷(Pennisetum glaucum'Purple Majesty')是有世界育种产业“奥斯卡”美誉的全美园艺新品种大赛(All America Selections, AAS)评选的2003年金奖获奖品种,具有很高的科研和观赏价值。自紫御谷引种国内以来,凭借其优良的观赏性状,正被迅速推广于各地城市园林绿化中,逐渐成为重要的城市绿化地被植物。实验模拟干旱、高温和干旱高温双重胁迫叁种逆境条件,研究了紫御谷在此叁种条件下的生理生化响应,以及水杨酸(Salicylic acid, SA)缓解其逆境伤害的效应,为紫御谷在重庆的育苗种植提供参考。研究结果如下：1.早期的干旱胁迫会促进紫御谷幼苗根系的生长,使根系的总根长、根表面积和根体积增加,同时也增加了根系活力。随着胁迫时间的延长,幼苗总根长、根表面积、根体积和根冠比下降,根系活力也减弱。高温以及高温干旱双重胁迫抑制紫御谷幼苗根系的生长,使紫御谷幼苗根系的鲜物质含量、总根长、根表面积、根体积和根尖数减少。SA处理能增加干旱、高温及其双重胁迫下的紫御谷幼苗根系的鲜物质含量、总根长、根表面积、根体积、根系活力和根冠比。说明SA处理能减缓干旱、高温以及双重胁迫对根系的伤害,促进根系的生长。2.干旱、高温及双重胁迫处理后,紫御谷叶绿体基粒数量明显减少,基粒垛迭不明显,且基粒片层排列松散,说明干旱、高温和双重胁迫使叶绿体的膜结构遭到不同程度的破坏。而0.5 mmol·L-1的SA预处理紫御谷叶片,在干旱、高温及其双重胁迫条件下,叶绿体膜结构相对完整,基粒片层较紧密,表明SA能有效保护叶绿体的膜结构。干旱、高温及其双重胁迫处理降低了紫御谷幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量和Car含量,SA处理能增加干旱、高温及其双重胁迫处理的紫御谷幼苗叶片在各个胁迫处理时期的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量和Car含量。3.干旱、高温及其双重胁迫处理降低了紫御谷幼苗叶片的光合能力,使紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率下降；SA处理能增加干旱、高温及其干旱高温双重胁迫处理的紫御谷幼苗叶片的光合能力,使紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率得到了不同程度的增加。干旱、高温及其双重胁迫显着降低紫御谷叶片的初始荧光(Minimal fluorescence, Fo)和光下实际光化学效率(Photochemical efficiency of PSII,ΦPSII), SA处理可有效增加干旱、高温以及双重胁迫处理的紫御谷幼苗叶片的Fo和ΦPSⅡ。干旱、高温以及双重胁迫处理也降低了紫御谷叶片的最大光能转化效率(Photochemical quantum efficiency, Fv/Fm),除了双重胁迫处理的差异显着外,其它处理差异不显着。SA处理可有效增加干旱、高温以及双重胁迫处理下的紫御谷叶片的Fv/Fm。4.高温胁迫的3-7天,紫御谷幼苗产生羟自由基的能力和对照相比,差异不显着,但在第9天时,迅速升高,且显着高于对照；干旱以及双重胁迫的紫御谷幼苗产生羟自由基的能力随时间快速升高,在胁迫处理的各个时期内,产生羟自由基的能力都显着高于对照；SA处理能降低干旱、高温及其双重胁迫的紫御谷幼苗产生羟自由基的能力。在干旱、高温及其双重胁迫下,紫御谷叶片抗超氧阴离子自由基活力单位都比对照有所降低,在进行胁迫同时施用SA处理后,部分时期的抗超氧阴离子自由基活力单位比相应的胁迫处理有所升高。干旱、高温及其双重胁迫下,紫御谷幼苗过氧化氢含量都比对照有所升高,而在进行胁迫同时施用SA处理后,过氧化氢含量比相应的胁迫处理有所降低,表明SA对干旱、高温及其双重胁迫有一定的缓解作用。5.干旱、高温及其双重胁迫显着或极显着增加了紫御谷幼苗叶片的相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量,随着胁迫处理时间的延长,相对电导率和MDA含量呈递增的趋势,且干旱以及干旱高温双重胁迫下的紫御谷幼苗叶片的相对电导率增加的幅度大于高温胁迫处理的。而SA处理能减轻干旱、高温及其双重胁迫对紫御谷幼苗叶片的相对电导率和MDA含量,对膜结构起一定的保护作用。干旱以及干旱高温双重胁迫处理的紫御谷幼苗叶片的可溶性蛋白含量都呈先增加后下降的趋势。干旱高温双重胁迫处理的第5天,可溶性蛋白含量达到最大值,而干旱胁迫处理则在第7天达到最大值。高温胁迫处理的紫御谷幼苗叶片的可溶性蛋白含量是先升后降再上升。干旱、高温及其双重胁迫处理的紫御谷幼苗叶片的可溶性蛋白含量,除了在高温胁迫处理的第5天含量高于同期对照外,其它时期都显着低于同期对照(P<0.05)。SA预处理能增加干旱、高温及其双重胁迫紫御谷幼苗叶片的可溶性蛋白含量。在胁迫处理的各个时期,SA预处理紫御谷幼苗叶片的可溶性蛋白含量都高于同期胁迫处理的,但又低于同期对照的。高温胁迫下紫御谷幼苗叶片的可溶性糖含量与对照组差异不明显；干旱胁迫紫御谷幼苗叶片的可溶性糖含量先升后降,在干旱胁迫的第3天、第5天和第7天,可溶性糖含量高于同期对照。在双重胁迫处理的4个时期,可溶性糖含量显着或极显着高于同期对照。水杨酸预处理能增加干旱、高温及其双重胁迫紫御谷幼苗叶片的可溶性糖含量。对照、干旱、高温以及干旱高温双重胁迫处理下的紫御谷幼苗叶片脯氨酸(Praline, Pro)含量随时间出现先增后降的趋势,在第7天时达到最大值。高温胁迫处理的前期,Pro含量明显高于对照且差异显着,高温胁迫处理的后期,Pro含量略高于对照,但差异不显着。SA处理则降低了高温胁迫处理各个时期的Pro含量。干旱以及干旱高温双重胁迫处理下的紫御谷幼苗叶片Pro含量都显着或极显着的高于同期对照,SA处理降低了干旱以及干旱高温双重胁迫处理下的紫御谷幼苗叶片Pro含量。6.干旱胁迫的3-5天,紫御谷幼苗叶片的过氧化物酶(Peroxidase, POD)和抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)活性迅速升高,显着高于对照,干旱胁迫的7-9天,POD和APX酶活性迅速降低,显着低于对照。SA预处理能增加干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片的POD和APX酶活性。高温以及高温干旱双重胁迫显着降低紫御谷幼苗叶片的POD和APX酶活性,但POD活性在高温以及高温干旱双重胁迫处理过程中变化不大。SA预处理能显着增加高温和高温干旱双重胁迫下紫御谷幼苗叶片的POD和APX酶活性。干旱、高温、高温干旱双重胁迫使紫御谷幼苗叶片的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性降低,SA预处理能提高干早、高温及其双重胁迫紫御谷幼苗叶片的SOD和CAT酶活性。7.在干旱和高温胁迫的早期(3天、5天),IAA含量高于对照,但随胁迫时间延长,IAA含量呈下降趋势,后期(7天、9天)IAA含量低于对照。干旱高温双重胁迫后,IAA含量在所有处理和对照中,一直处于最高水平,在所有时期均高于同期对照的。SA处理能增加干早胁迫下紫御谷幼苗叶片的IAA含量,同时也增加了高温胁迫处理5天、7天和9天的紫御谷幼苗叶片的IAA含量。干旱、高温以及干旱高温双重胁迫能明显增加ABA的含量,SA处理能降低干旱、高温及其双重胁迫紫御谷叶片ABA含量。干旱胁迫处理第3天和第5天,紫御谷幼苗叶片的茉莉酸(Jasmonic acid, JA)含量与对照相当；之后JA含量快速升高,显着高于对照。高温胁迫处理后,紫御谷幼苗叶片的JA含量与对照差异不明显。双重胁迫处理第3天JA稍低于对照；之后JA含量快速升高,均高于同时期对照的JA含量。SA处理能降低干旱、高温及其双重胁迫下紫御谷幼苗叶片的JA含量。
吴学友[4]2005年在《逆境条件下玉米幼苗根系69.5kD热稳定蛋白的分离提取及其表达调控研究》文中认为本论文以抗逆(旱)性较强的玉米(Zea Mays) 品种‘鲁单9002’号为材料,于Hoagland 营养液中培养幼苗,用盐、干旱、低高温等处理幼苗根系,提取根系蛋白质并进行SDS-PAGE 电泳,以正常培养为对照,找出不同胁迫下玉米幼苗根系表达产生的新的特异蛋白并确定其分子量;然后用不同胁迫交叉处理,检测新的特异蛋白的表达变化情况,以此作为一个方面来反映玉米响应不同逆境胁迫启动的系统抗性及其交叉适应现象。最后进一步用激素及其它重要信号物质处理玉米幼苗根系,分析特异逆境蛋白的信号传递途径与表达调控情况。主要结果如下:1.胁迫处理下热稳定蛋白的提取将不同胁迫处理的玉米幼苗根系于液氮中研磨,按1.5:2 的比例加入Tris-HCl 提取液(100mmol·L-1Tris-HCl,4mmol·L~(-1)EDTA-Na_2,1mmol·L~(-1)PMSF,pH7.2),4℃提取20min,10,000g 离心20min,上清液在80℃水浴中加热10min,冷却后,6, 000g离心10min。上清液经冷丙酮沉淀后用上样缓冲液溶解,混匀后置100℃水浴中煮5min,离心,上清液点样。2.新的热稳定性特异蛋白的确定SDS-PAGE 电泳后,以正常培养为对照,发现不同胁迫下均有一种新的特异蛋白表达产生,该蛋白稳定表达,其表达量占总热稳定蛋白的比例较大,分子量大约为69.5kD,为热稳定性蛋白,并且复水处理后仍然表达,因此认为是逆境主动适应性蛋白而不只是胁迫伤害性反应。3.不同胁迫及交叉处理下69.5kD 热稳定蛋白的表达情况不同胁迫及交叉处理玉米幼苗根系,均能诱导69.5kD 热稳定蛋白产生,但其表达量差异明显,然而基本上都是交叉处理表达量低于单个处理的简单加
莫言玲[5]2016年在《西瓜对干旱胁迫的响应机制及丛枝菌根真菌的缓解效应》文中研究指明干旱是影响植物正常生长并减少作物产量的主要非生物胁迫之一。西瓜[Citrullus lanatus(thunb.)Matsum.&Nakai.]是一种重要的水果型经济园艺作物,但它既怕涝又怕旱,整个生育期需要大量水分。近年来,频繁发生的自然干旱灾害严重制约了西瓜产业的发展。因此,挖掘和利用新的抗旱种质资源,深入了解抗性种质的抗旱机制对于改良现有栽培西瓜品种的抗旱性具有重要的实际意义。此外,随着人们节水理念的不断提升及发展有机农业的倡导,利用有益微生物的生态效应提高作物的抗旱性也将成为未来抗旱节水栽培的一个重要发展方向。前人的报道指出,利用丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)可以提高水分亏缺灌溉条件下西瓜的果实产量和植株的水分利用效率,但对其作用的机理机制还知之甚少。本研究以来源于不同地区、具有不同生态类型的12个西瓜基因型为试材,采用盆栽控水的方式进行持续干旱处理,依据旱害指数和隶属函数值法对其抗旱性进行了综合评价。在此基础之上,进一步比较了两个具有明显抗旱性差异的西瓜基因型在干旱及复水条件下的生长、气孔特征、光合作用、抗氧化酶活性及抗逆相关基因表达的变化情况;同时采用RNA-Seq技术研究了两者在干旱胁迫下叶片基因的表达谱异同。最后再以敏感西瓜种质Y34作为供试材料,以地表球囊霉属(G.versiforme,GV)作为供试菌种,研究了AMF提高西瓜抗旱性的具体机理机制。主要研究结果如下:(1)干旱处理下,12个西瓜基因型对干旱胁迫的耐受能力存在明显差异,各基因型开始出现旱害症状的时间和发生旱害的程度各不相同。根据旱害指数和隶属函数值的统计结果,分析认为3个野生型材料M20、KY-3和Y-2为抗旱性强的西瓜种质,Y34、金美人和04-1-2为敏感种质,而其余基因型为中抗种质。(2)干旱胁迫下,敏感材料Y34的叶片发生萎蔫和黄化的时间比抗性材料M20早、程度深,表明Y34受到的伤害效应更大。干旱抑制了两个西瓜基因型的植株生长,但却提高了根冠比,M20比Y34的提高幅度大。电镜观察结果显示,M20具有更密的表皮毛密度。干旱条件下,M20能更早地调控WRKY70-like和MYB96-like基因的表达水平而关闭气孔,减少蒸腾,从而维持较高的叶片相对含水量。与Y34相比,M20的光系统II效率、初始Rubisco酶活性和叶绿素含量下降程度小,表明M20能更有效地平衡光化学和非光化学的能量分配,从而减轻干旱对光合器官造成伤害。干旱处理下,两个西瓜基因型的SOD,CAT,APX和GR酶活性都有所增加,但M20比Y34的提高程度大;此外,抗氧化酶相关编码基因(除APX外)的表达量也在M20植株中更高。因此,干旱胁迫下,M20叶片的H2O2、O2-和MDA含量增长幅度小。为了适应不断减少的土壤含水量,M20能积累更多的可溶性糖和脯氨酸含量而提高渗透势。这些抗旱机制使得M20在复水之后得以更快恢复正常的生理代谢。(3)基因表达谱分析显示,干旱会引起西瓜植株体内的转录水平发生大的变化。抗性材料M20通过上调相关基因表达水平而更早地启动抗氧化还原、自我平衡调节等抗逆反应,而敏感材料则更早地启动自噬生物学过程,并在后期大量上调蛋白水解生物学过程的相关基因。与Y34相比,M20具有更高水平的包括抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶等在内的抗氧化酶基因、以及部分抗病和抗逆相关基因的基础表达量。(4)干旱胁迫下,接种AMF处理可以提高西瓜幼苗的叶片相对含水量和叶绿素含量,促进植株的生长,特别是促进根系的生长。干旱使得西瓜叶片的叶绿体超微结构发生明显改变并受到一定损伤,接种AMF处理缓解了干旱对叶绿体的伤害效应,同时降低了干旱对Pn,初始Rubisco酶活性,Fv/Fm,ΦPSⅡ,ETR和qP的抑制作用,并进一步提高了植株的瞬时水分利用效率和NPQ值。和非菌根植株相比,干旱条件下接种植株的SOD,CAT,APX,GR和MDHAR酶活性分别提高了23.47%,24.58%,10.28%,69.49%和25.85%,相关基因的表达水平也有所增加。因此,菌根植株MDA、O2-和H2O2的含量较低,而ASA/DHA和GSH/GSSG的比值也维持在相对较高的水平。所有这些综合效应使AMF最终增强了西瓜幼苗的抗旱性。(5)接种AMF能增加西瓜幼苗根系总表面积、总体积、分叉数和细小根系的比例,并提高根系活力。干旱胁迫下,西瓜幼苗根系MDA、H2O2和O2-大量积累。接种AMF诱导了根系抗氧化酶活性的提高,维持了抗氧化物质含量的正常水平并提高了其还原型和氧化型的比值,进而抑制了ROS的大量产生;同时还促进了根系可溶性糖和脯氨酸含量的积累。总之,接种AMF可以通过改善西瓜根系形态结构、增强根系抗氧化能力和渗透调节作用来提高西瓜幼苗对干旱胁迫的抗性。
何宝坤[6]2003年在《渗透胁迫诱导蛋白的分离纯化及信号物质对其表达调控作用的研究》文中研究指明本论文以抗逆性强的鲁玉14号玉米品种为材料，采用溶液培养幼苗、渗透胁迫的处理方式，对渗透胁迫下玉米幼苗根系中产生的逆境蛋白进行分离纯化，并研究其生化特性及诱导表达的机理。经过不同渗透胁迫处理的玉米幼苗根系，采用SDS-PAGE凝胶电泳、等电聚焦电泳、离子交换层析和凝胶过滤层析等技术进行可溶性蛋白质组分分析，发现并分离纯化了一个新的渗透胁迫诱导蛋白，然后对其分子特征和诱导表达机理进行探讨，主要结果如下：1.胁迫诱导蛋白的发现 将未胁迫处理的材料以及1.0％ NaCl和10％PEG胁迫处理的材料，用适当Tris缓冲液提取其全部的可溶性蛋白质，再用SDS-PAGE凝胶电泳进行分析，发现胁迫特异诱导产生几种新蛋白质，其中一种分子量为26.8KD，非常类似于已经报道的盐适应烟草细胞产生的渗调蛋白（Osmotin）。该蛋白可能为一种盐适应蛋白，在玉米幼苗抗盐胁迫的过程中起着非常重要的作用。由于该蛋白存在于玉米幼苗根系中，以后简称ZmR26.8(26.8KD protein in Zea Mays root)蛋白。2.纯化材料处理条件的确定 为了分离纯化出ZmR26.8蛋白，要求材料方便廉价，并尽量含有较多目标蛋白。用不同浓度NaCl、PEG处理玉米幼苗根系不同时间，进行电泳分析，发现先用1.0％NaCl处理72h，再用1.5％NaCl处理72h后，ZmR26.8蛋白的含量要高于一直用1.0％ NaCl处理144h；也高于先用10％PEG处理72h，再用15％PEG处理72h的渐进胁迫，而且用NaCl处理的成本要低于PEG处理。所以，综合考虑纯化材料的最佳处理方法为先用1.0％NaCl处理72h，再用1.5％NaCl处理72h的渐进胁迫。<WP=7>3.样品的制备 将处理好的材料用液氮研磨，加入适宜Tris提取液(100mmol/L Tris-HCl，5mmol/L EDTA，1mmol/L PMSF，2％β-巯基乙醇，pH7.5)，放在4℃下提取20分钟左右，然后4℃下5000 ╳g离心20分钟，去除沉淀取上清液。进行硫酸铵分级沉淀，适合的硫酸铵浓度为60％～90％。硫酸铵沉淀后，4℃下10 000 ╳g离心30分钟，取沉淀用层析缓冲液(50mmol/L乙酸，5mmol/L EDTA，1mmol/L PMSF，2％β-巯基乙醇，pH4.0)再溶解，用相同的缓冲液透析36h，期间更换3次缓冲液，使其体积大约为50ml左右。4.层析分离 将以上蛋白质溶液过层析柱，先过CM-Sepharose Fast Flow 阳离子交换柱，并用0～0.5M NaCl进行洗脱，分别收集不同峰洗脱液，进行检测。将含有ZmR26.8蛋白洗脱液收集在一起，透析后浓缩至体积为2～3ml准备过分子筛，凝胶为SephacrylS-100 HR，分别收集不同蛋白质峰的流出液，检测各峰的蛋白质，即可得到电泳纯的ZmR26.8蛋白溶液。5.特性分析 将分离纯化后的ZmR26.8蛋白进行特性分析，通过SDS-PAGE电泳、等电聚焦和热稳定性实验，对该蛋白的分子量、等电点和热稳定性进行测定，该蛋白的分子量、等电点分别为26.8KD和6.5，并为热稳定蛋白。6. ZmR26.8蛋白诱导表达机理 在胁迫处理的同时，并添加ABA、ABA抑制剂、磷脂酶D（PLD）、磷脂酶C（PLC）的抑制剂新霉素硫酸盐、正丁醇以及Ca2＋抑制剂EGTA、钙调蛋白（CaM）抑制剂盐酸叁氟拉嗪（TFP）等抑制剂；以及外源施加水杨酸(SA)、KCl和K＋通道抑制剂。用SDS-PAGE凝胶电泳检测ZmR26.8蛋白表达量的变化情况，结果表明，信号物质ABA、PLD/PLC、Ca2＋/CaM等对盐胁迫诱导ZmR26.8KD蛋白的表达有一定的影响，参与盐胁迫信号的传递；SA和K＋对ZmR26.8KD蛋白的表达可能没有影响。
孙立平[7]2004年在《渗透胁迫下玉米根系热稳定蛋白的分离及信号物质对其调控作用研究》文中研究指明本论文以玉米(Zea Mays)鲁单50号品种为材料,采用溶液培养幼苗、渗透胁迫处理,对渗透胁迫下玉米幼苗根系产生的热稳定蛋白进行提取、分离,找出渗透胁迫下的特异蛋白并测量其分子量。用不同的信号物质同时处理等渗值(-0.66Mpa)的非离子胁迫(20%PEG)和离子胁迫(0.82% NaCl)下的玉米幼苗96h,取材,提取热稳定蛋白进行SDS—PAGE、通过凝胶扫描进行定量分析。主要结果如下:1. 热稳定蛋白的提取 将处理好的材料取根系于液氮研磨,按1.5:1的比例加入Tris- HCl提取液 (100mmol/L Tris-HCl,4mmol/L EDTA-Na2,1mmol/L PMSF,pH7.0) , 4℃下提取20 min,然后4℃下10 000 ╳g离心20 min,取上清液。上清液在80℃水浴中加热10 min,冷却后,6 000 ╳g离心10 min。上清液经冷丙酮沉淀用上样缓冲液溶解,沸水浴中加热5 min,离心,上清液电泳。2. 特异热稳定蛋白的发现 将未胁迫处理的材料以及不同浓度的ABA、NaCl和PEG处理的材料,提取其热稳定蛋白用SDS--PAGE检测,发现ABA和不同渗透胁迫处理的玉米幼苗根系中均特异诱导产生一分子量为63.5KD(ZmR63.5)的热稳定蛋白,且该蛋白的表达量占总热稳定蛋白的量较大。通过胁迫、复水处理认为该蛋白与干旱有关,为干旱诱导蛋白。3. 信号物质处理时NaCl、PEG浓度的确定 不同浓度NaCl、PEG处理玉米幼苗根系,不同时间取材进行SDS—PAGE检测,结果表明20%PEG处理96h,ZmR63.5蛋白的含量要高于其它浓度和时间下该蛋白的表达量,故用信号物质处理时选择20%PEG及与其等渗(渗透势-0.66MPa)的0.82% NaCl处理96h。<WP=9>4. ZmR63.5蛋白诱导表达的信号途径 在等渗的非离子胁迫和离子胁迫以及渗透胁迫+ABA处理的同时,分别添加磷脂酶D(PLD)、磷脂酶C(PLC)的抑制剂新霉素硫酸盐、正丁醇以及Ca2+及其螯合剂EGTA、钙调蛋白(CaM)抑制剂盐酸叁氟拉嗪(TFP)、KCl和K+通道抑制剂TEA、水杨酸 (SA) 信号物质处理玉米幼苗96h。取材进行SDS--PAGE,检测渗透胁迫诱导ZmR63.5蛋白表达量的变化情况,阐明渗透胁迫诱导ZmR63.5蛋白的表达机理。结果表明:不同的渗透胁迫下信号物质ABA、PLD/PLC、Ca2+对渗透胁迫诱导的ZmR63.5蛋白的表达表现出相似的作用,而CaM、 SA、K+在两种不同的渗透胁迫下对ZmR63.5蛋白的表达作用则有区别。
田婧[8]2012年在《外源亚精胺缓解黄瓜幼苗高温胁迫伤害的生理调节机制和蛋白质组学研究》文中研究表明高温胁迫对农业生产的威胁是一个全球性的热点问题,严重影响着作物的生育和产量。黄瓜(Cucumis sativus L.)是世界性的重要蔬菜作物,也是我国设施栽培的主要蔬菜种类之一。然而,在我国大部分地区的保护设施中,正午40℃以上的高温经常出现,高温热害已经成为黄瓜夏秋露地与保护地栽培的主要限制因子。多胺(Polyamines, PAs)是生物代谢过程中产生的一类具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,广泛作用于植物生长、形态建成、衰老和对逆境胁迫的响应。多胺的种类主要包括二胺类的腐胺(Putrescine, Put)、叁胺类的亚精胺(Spermidine, Spd)和四胺类的精胺(Spermine, Spm)。近年来,通过使用外源多胺类物质来调节和介导植物各种胁迫耐性的研究越来越多。然而,关于多胺调节蔬菜作物高温胁迫的生理研究比较少见,尤其是蛋白质组学方面的研究尚为空白。本研究以黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱内,采用营养钵内石英砂浇灌营养液栽培的方式,通过叶面喷施外源1mM Spd,测定了高温胁迫(42℃/32℃)下黄瓜植株生长、光合与荧光特性、叶绿体超微结构、膜脂过氧化程度、活性氧清除酶活性和同工酶表达、抗坏血酸-谷胱甘肽循环、氮素吸收代谢等方面的变化,研究了黄瓜叶片可溶性蛋白变化和蛋白质组功能、mRNA转录水平的变化,探讨了外源Spd提高黄瓜植株耐热性的生理和分子生物学机制。主要研究结果如下：1.外源Spd对高温胁迫下黄瓜幼苗生长和内源多胺含量的影响：高温胁迫下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,株高、茎粗、地上部干鲜重、地下部干鲜重及主要功能叶的叶面积均显着降低,外源Spd处理可明显缓解高温胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,提高植株生物量的积累。高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片中游离态、结合态和束缚态Put含量显着降低,而游离态、结合态和束缚态Spd和Spm含量显着升高。从多胺种类上来看,黄瓜幼苗体内叁种形态Put均向Spd和Spm的转化可能是黄瓜幼苗(至少是该品种)对高温胁迫的一种适应性反应。喷施外源Spd处理促进叶片中Put和Spd含量的升高,而Spm含量略有下降,由于Put是Spd的上游产物而Spm是Spd的下游产物,外源Spd的作用即趋向于维持高水平的内源Spd含量。2.外源Spd保护高温胁迫下黄瓜幼苗的光合能力：与常温对照相比,高温胁迫下叶绿素含量和净光合速率显着下降,气孔导度和蒸腾速率升高,PS Ⅱ潜在最大光化学效率及实际光化学效率亦明显下降；高温胁迫下施用外源Spd有助于提高叶片光合色素的含量,维持较高的净光合速率及PS Ⅱ光化学效率。单纯高温胁迫下,叶绿体内淀粉粒膨大并大量积累、基粒片层受到挤压且数目相对减少,嗜锇体大量出现；高温胁迫下喷施外源Spd,叶绿体超微结构几乎未受到影响。Spd对叶绿体结构与功能的维持和保护,可能是其改善黄瓜幼苗在高温胁迫下光合能力的主要原因,由此而增强植株对高温逆境的适应性。外源Spd可有效抑制高温胁迫下淀粉的水解,使糖分趋于向合成方向,积累更多的干物质。3.外源Spd增强高温胁迫下黄瓜幼苗的抗氧化能力：高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化程度显着加剧,表现为叶片相对电导率、MDA含量及脂氧合酶(LOX)活性以及ROS水平(包括O2和H202含量)均显着上升；而外源Spd处理可明显抑制高温胁迫下幼苗叶片的膜脂过氧化损伤,降低ROS水平,减少电解质渗漏和MDA积累。高温胁迫下,SOD活性大幅下降,POD和APX活性先升高后降低,CAT活性先降低后升高,这些酶的同工酶也发生明显的变化；外源Spd显着增强了高温胁迫下SOD活性,POD、CAT和APX活性也有不同程度的提高,除对POD同工酶影响较小外,外源Spd明显促进了其他保护酶同工酶的表达。AsA-GSH循环中,高温胁迫诱导MDAR.DHAR和GR活性升高,还原型抗氧化剂AsA和GSH含量上升且氧化还原比例发生变化；外源Spd处理进一步提高MDAR.DHAR和GR活性,在促进还原型抗氧化剂AsA和GSH绝对含量升高的同时,还提高了还原型抗氧化剂所占比例(AsA/DHA、GSH/GSSG)。黄瓜幼苗在高温胁迫下启动自身的抗氧化系统以抵御高温造成的氧化伤害,但随着胁迫时间的延长,这种抵御逐渐减弱,而外源Spd能显着降低高温胁迫造成的膜脂过氧化伤害,提高抗氧化酶活性并增强同工酶表达,活化AsA-GSH循环,促进了黄瓜幼苗整体抗氧化能力的提高。4.外源Spd对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素和其他代谢的影响：高温胁迫下,幼苗根系中N03--N含量升高但随胁迫处理时间的延长向地上部运输受阻,根系中硝酸还原酶(NR)钝化,叶片中NR活性升高,根系和叶片中NH4+-N含量大幅上升；外源Spd能有效调节高温胁迫下氮素代谢的平衡,促硝抑铵,提高NR活性。脯氨酸是一种重要的含氮化合物,逆境条件下较高的脯氨酸水平可增强植株的渗透调节能力,有助于维持植株体内的水分平衡。高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片内脯氨酸含量升高,外源Spd进一步促进其含量的升高,从而为黄瓜幼苗在高温胁迫下生长发育提供额外的渗透调节能力。高温胁迫下,质膜蛋白含量降低而液泡膜蛋白含量升高,质子泵活性略有升高；外源Spd可进一步提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片质膜和液泡膜H+-ATPase,而液泡膜H+-PPase活性略有下降。外源Spd促进H+-ATPase的活性,从而稳定膜结构,建立跨膜质子推动力△pH,促进ATP的产生和维持细胞质酸碱平衡,缓解了高温胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制。5.外源Spdd对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片蛋白质组和基因表达的影响：高温胁迫初时,幼苗叶片可溶性蛋白含量升高,随胁迫时间延长至5d后,叶片可溶性蛋白含量开始下降,外源Spd可显着提高叶片可溶性蛋白的含量。利用双向电泳(2-DE)和质谱分析(LC-ESI-MS/MS)的技术,比较常温对照和高温胁迫及外源Spd处理的幼苗叶片2-DE图谱,共发现62个差异表达蛋白点,其中有60个蛋白点成功得以MS鉴定。经功能分类后显示,25个蛋白点与光合作用有关,16个蛋白点涉及能量与物质代谢,6个蛋白点为分子伴侣,6个蛋白点与胁迫防御有关,7个蛋白点与蛋白质或核酸的生物合成相关,另有2个蛋白点因MS鉴定得分较低或EST功能尚不明确而被归为功能未知蛋白。主要差异蛋白有Rubisco大/小亚基、Rubisco活化酶(RCA)、转酮醇酶(TK)、磷酸核酮糖激酶(PRK)、热激蛋白70(HSP7)、分子伴侣60(CPN60)、Cu/Zn-SOD、类胡萝卜素相关蛋白、蛋白翻译延长因子(EF-Ts和EF-G)等。高温胁迫对光合作用、能量和物质代谢相关蛋白的影响最为明显,而外源Spd处理在蛋白质水平上表现出积极的保护作用,尤其是显着提高了部分高温下调蛋白(如Rubisco大/小亚基和Cu/Zn-SOD)的表达。光合相关基因(RbcL、RbcS、RCA、OEC23和OEC33等)、抗氧化相关基因(SOD、POD和Car等)和分子伴侣(Hsp70、Cpn60和Hsp20)都在nRNA水平对高温胁迫做出明显反应；外源Spd处理对部分基因的表达表现出明显的调控作用。除PRK、CPN60和sHSP外,大多数重要的功能蛋白受高温影响和受外源Spd诱导的mRNA转录特性与蛋白积累特性相一致。
姚瑞玲[9]2007年在《不同种源青钱柳幼苗对渗透胁迫适应机理的研究》文中提出青钱柳[Cyclocarya paliurus(Batal.)Iljinskaja]是我国特有单种属和国家重点保护的濒危植物，具有极高的开发利用价值。本论文以青钱柳为研究对象，在智能人工气候生长室内采用无土水培法，从细胞、组织、器官水平上探讨了渗透胁迫下供试幼苗的耐盐、抗旱机理。同时，结合形态、生理、生长等指标的测定结果，对供试不同种源幼苗的耐盐抗旱性进行综合评价，从而为今后合理扩大青钱柳人工林的栽培范围提供科学依据。主要结论如下：渗透胁迫下，供试种源幼苗叶肉细胞中ATP酶的活性大小及分布位置的差异较大。正常情况时，供试种源ATP酶活性较小，分布位置差异不大，均多分布于细胞核核膜及核染色质上；胁迫后，供试种源ATP酶活性均有所增加，而ATP酶分布位置因处理及种源而异。渗透胁迫下，供试种源幼苗叶片超微结构均受到不同程度的伤害。主要表现为类囊体片层结构肿胀，叶绿体发生降解，细胞核核膜消失，核染色质发生固缩，并伴随有质壁分离现象。渗透胁迫下，供试幼苗叶肉细胞失水，导致栅栏组织、海棉组织变薄，叶片肉质化程度降低，贮水能力下降。同时，由于叶片失水，引起气孔开度变小，尤其以PEG胁迫下的较为明显。盐胁迫下，供试幼苗根系离子微域分布受到显着影响。在0.3％或0.5％NaCl胁迫下，Na~+、Cl~-的相对含量增加，K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的相对含量降低。随着盐浓度增加，根系各区Na~+／X(K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))值总体呈上升趋势，Na~+在表皮和皮层中富集，而Cl~-在中柱、皮层中均含量较高。盐浓度越高，根际pH值越大，根系由介质中吸收养分的潜力减弱。在耐盐阈值范围内，Na~+、Cl~-主要集中分布于根茎柄等运输器官中，在叶片中的分布较少，随着盐胁迫程度加重，幼苗离子区隔化能力遭到破坏，叶片中Na~+、Cl~-含量迅速增加。在离子选择性运输过程中，盐浓度越高，幼苗地上器官离子选择性运输能力越弱。渗透胁迫下，供试幼苗叶片发生水分亏缺，相应叶水势降低，进而引起细胞脱水，细胞膜损伤，质膜相对透性增大，叶绿体结构的完整性遭到破坏，加上水分亏缺引起气孔导度降低，导致叶绿素含量降低、光合速率和蒸腾速率下降。同时，叶片水分亏缺导致幼苗迅速启动渗透调节功能，叶片中的脯氨酸、可溶性糖含量增加。渗透胁迫下，供试幼苗器官热值、能量积累增长量及能量分配总体上以叶片较大、根茎居中、叶柄较小。随着胁迫强度增加，幼苗各器官热值减小，能量积累增长量降低，叶片能量所占比例减少，根系能量所占比例增加，茎柄能量所占比例变化不大。渗透胁迫下，供试幼苗受到伤害，根茎发育受阻，幼苗存活率下降。随着胁迫强度增加，苗高、地径、叶面积及生物量增量均呈现下降趋势，各构件及数量的生长变化主要表现为苗高、单株复叶数、侧根数减少，叶片生物量所占比例减少，根系所占比例增大。用主成分分析法对渗透胁迫下供试不同种源、不同处理幼苗的耐盐、抗旱性进行综合评价，结果表明，盐胁迫下供试3个种源幼苗的耐盐能力大小顺序为：安徽黄山＞云南昆明＞江西九江；PEG胁迫下供试3个种源幼苗的抗旱能力大小则为：云南昆明＞安徽黄山＞江西九江；等渗胁迫及其钙调节下，各钙处理幼苗的耐盐能力差异较小，而抗旱能力差异较大；高温与低盐胁迫交互作用下，供试4个种源幼苗的耐盐抗高温能力大小为：江西赣州＞安徽黄山＞云南昆明＞江西九江。综合本试验结果可得，(1)供试4个种源中以江西九江种源的耐盐抗旱能力较弱，云南昆明种源居中，江西赣州和安徽黄山种源较强；(2)供试幼苗的耐盐阈值为1.0g.L~(-1)左右；(3)等渗胁迫下，外源钙对PEG胁迫调节作用较盐胁迫的明显，相对而言以0.2％Ca(NO_3)_2的作用效果佳。(4)相同胁迫程度时，高温条件下供试幼苗受到的伤害较适温条件下的重。
谷令坤[10]2006年在《玉米根系ZmOSMAPK1基因分离、功能鉴定及信号转导作用》文中研究说明MAPK级联途径是真核生物中广泛存在的信号转导途径。MAPK级联途径由叁类蛋白激酶组成:MAPKKK-MAPKK-MAPK,通过依次磷酸化传递环境信号。植物中的MAPK途径与其他信号途径交织在一起,形成了一个网络系统,参与生长发育和各种生物、非生物胁迫信号转导。近年来,在植物中分离到大量MAPKs,并在其作用机理研究方面取得了长足进展。然而,植物中MAPK的研究主要集中在双子叶模式植物(如拟南芥、烟草和紫花苜蓿等)中,关于玉米MAPK方面的研究很少。因此,本文以玉米Zheng958为试材,对玉米MAPK进行了基因克隆、序列比对、表达特性及其蛋白活性分析,并对其所参与的信号传导途径进行了深入研究。主要结果如下:1.玉米中MAPK类蛋白激酶活性分析利用MAPK专一底物MBP,通过溶液激酶试验发现,干旱、高盐和低温均能诱导玉米中MAPK活性的迅速增加。表明在叁种胁迫条件下,玉米MAPK级联途径起着重要作用。叁种胁迫条件下激酶活性在2小时内达到较高水平,随后出现明显下降,说明在玉米体内存在着有效的MAPK调控机制。叁种胁迫处理所诱导的MAPK活性的最高值以及最高值出现的时间表现出较大差异,暗示着在不同胁迫条件下有不同的MAPK途径被激活。外源信号分子H2O2、SA和ABA同样能快速诱导MAPK激酶活性的增加。以上结果表明,MAPK级联途径在玉米的多种信号传导中起着重要作用。进一步研究发现外界刺激引起的MAPK的活化可被MEK激酶抑制剂PD98059所抑制,被蛋白质合成抑制剂CHX所削弱,被磷酸酶抑制剂PAO所增强。2. ZmOSMAPK1基因的分离及其特征利用同源序列设计兼并引物,通过RT-PCR和RACE-PCR的方法从PEG胁迫的玉米根系中分离到一种MAPK基因,命名为ZmOSMAPK1(玉米渗透胁迫和盐胁迫诱导促分裂原活化蛋白激酶1)。GenBbank注册号为DQ422149。其全长为1627bp,编码一个373氨基酸多肽段。序列分析表明,ZmOSMAPK1大部分氨基酸为疏水氨基酸,并含有两个推测的跨膜区,其中217-235aa处跨膜区具有较强的外向跨膜能力。序列比对发现ZmOSMAPK1具有11个保守亚区和TEY特征磷酸化位点,C端具有一个底物结合锚定位点(CD domain),与拟南芥AtMPK4和烟草NtMPK4有较高同源性,同属于
参考文献：
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[8]. 外源亚精胺缓解黄瓜幼苗高温胁迫伤害的生理调节机制和蛋白质组学研究[D]. 田婧. 南京农业大学. 2012
[9]. 不同种源青钱柳幼苗对渗透胁迫适应机理的研究[D]. 姚瑞玲. 南京林业大学. 2007
[10]. 玉米根系ZmOSMAPK1基因分离、功能鉴定及信号转导作用[D]. 谷令坤. 山东农业大学. 2006