为揭示萌发期不同水稻的抗旱性机理，以水稻旱敏感材料(Calrose、京宁10号、山形86)和抗旱性材料(Farry、松粳3号、宁粳36)为研究对象，开展了模拟干旱胁迫(15%PEG-6000)对不同水稻萌发种子生长指标、生理指标及相应基因表达量的影响研究。结果表明：正常条件下，旱敏感和抗旱性材料萌发种子各生长指标、抗逆相关基因表达量之间无显著差异；但生理指标有明显变化，表现为不同材料间超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)和过氧化氢(H_2O_2)含量无显著差异，旱敏感性材料山形86的丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O_2~(-·))含量显著高于其他材料；抗旱性材料宁粳36的过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他材料。干旱胁迫下，相比于旱敏感性材料，抗旱性材料萌发种子的相对发芽势(RGP)、相对芽长(RSL)、萌发期抗旱指数(GDRI)和活力指数(VI)分别增加了0.03～0.07百分点，0.32～0.39百分点，0.12～0.18百分点和92.41%～108.39%;抗旱性材料萌发种子中MDA和活性氧(O_2~(-·)、H_2O_2)含量分别降低了2.54%～61.64%,19.60%～46.30%和35.61%～62.02%;渗透调节物质(Pro、SS、SP)含量分别增加了5.93%～18.29%,1.08%～7.97%和3.47%～6.03%;抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性分别提高17.29%～33.12%,15.24%～76.06%和14.68%～18.61%;脯氨酸合成关键基因OsP5CS、抗氧化酶合成基因(OsALM1、OsPOX1、OsCATC)的相对表达量分别上调了2.66%～182.31%,57.14%～513.27%,0.38%～109.06%和63.39%～184.25%。综合分析表明，干旱胁迫抑制了水稻种子的萌发，影响了萌发期种子中的生理特性及其相应基因的表达。干旱胁迫下，无论是抗旱性材料还是旱敏感性材料，活力指数(VI)、过氧化物酶(POD)以及过氧化物酶合成基因(OsPOX1)是影响水稻种子萌发的关键指标。除以上指标外，可溶性蛋白(SP)、脯氨酸合成基因(OsP5CS)、过氧化氢酶基因(OsCATC)是影响抗旱性材料的其他关键指标，相对芽长(RSL)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧化物歧化酶基因(OsALM1)是影响旱敏感性材料的其他关键指标。

采用RACE-PCR技术,从青杄c DNA文库中克隆得到1个青杄Pw EXP1基因,其c DNA全长为1 186 bp,含777 bp的完整开放阅读框,编码259个氨基酸。生物信息学分析发现其理论分子量为27.90 k Da,等电点(p I)为8.07,N端有8个半胱氨酸残基,C端4个色氨酸残基,中部1个HFD结构域,具有扩展蛋白的典型结构。RT-q PCR试验显示Pw EXP1在青杄针叶中相对表达量较高。在种子萌发过程中,未开始萌发的种子表达量较低,萌发第2天和第4天表达量开始升高,萌发6天后达到较高水平。在逆境胁迫下,Pw EXP1在青杄根和叶中的表达模式不同。Na Cl和低温、高温胁迫均...

将不同萌发状态的小麦种子（吸胀、萌动、发芽）分别置于干燥壤土（含水量８％以下）中，经２０，４０，６０ｄ处理后，再恢复供水，发现发芽处理先从枯芽基部向上逐渐转绿，继而长出叶片，并长出新生根，各处理恢复生长的能力以发芽处理为最强。生理指标检测表明发芽种子经干旱处理，在恢复供水后具有较强的恢复能力，这可能与种子内积累有较多的麦芽糖有关，干旱胁迫虽对不同萌发状态的种子有伤害，但各处理种子均能正常出苗。

为了解不同浓度镍处理下种子的萌发情况 ,和抗氧化酶的活性变化以及两者间的可能联系 ,以湘晚籼 15 - 1种子为材料 ,经 0 .2 5～ 1.0 0 μmol/ L 的硝酸镍浸种后 ,发现发芽率、发芽指数、活力指数降低 ,平均发芽日数延长 ,幼根、芽生长阻滞 ,生物量减小 ,表明种子的正常萌发和幼苗生长受抑 .各浓度的硝酸镍均抑制种子中 SOD,CAT和 POX活力 (除 0 .2 5 ,0 .5 0 μm ol/ L 的硝酸镍处理下 ,POX活性上升外 ) ,MDA含量升高 ,电解质外渗率增大

为发掘水稻新的耐逆基因,研究植物在应答逆境胁迫时的分子机制,我们采用Affymetrix水稻表达芯片分析了超级稻两优培九母本培矮64S全基因组在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一批表达水平显著改变的基因。其中基因OsMsr9(Oryza sativa L.Multiple Stresses Responsive Gene9,GenBank登录号为EU276058)的表达量在高温、低温、干旱处理后在多个组织器官、发育时期均有显著提高。实时定量PCR分析其特定时空表达量的结果与基因芯片的结果基本吻合。通过RT-PCR法,得到包含OsMsr9完整ORF(open reading frame)的cDN...

逆境胁迫严重影响植物的生长发育,对农业生产造成相当大的影响。为了了解植物逆境反应机理和发现新的水稻耐逆基因,采用Affymetrix水稻表达芯片分析了籼稻培矮64S在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一个受多种逆境诱导、在各生长发育时期与组织器官均有响应的基因OsGAD3(Oryza sativa L.,Glutamate decarboxylase 3,GenBank登录号为:AY187941.1)。PCR扩增得到了该基因的cDNA,其包含的ORF长1476 bp,编码一个含有492个氨基酸残基的蛋白,分子量约为56 kD,等电点约为5.64。OsGAD3基因编码的蛋白质有多个保守结构域,经序...

水稻种子中有3种脂氧合酶(LOX)同工酶,分别为LOX-1、LOX-2、LOX-3。以本实验室筛选到的LOX-3缺失突变体北陆PL2和正常的水稻品种Koshihikari为材料,研究种子成熟及萌发过程中LOX活性的变化规律。结果显示,2个水稻品种在种子成熟中LOX活性变化规律不一致,Koshihikari开花后10~25 d活性升高,以后趋于下降,而北陆PL2花后种子LOX活性基本没有变化;在种子萌发过程中两品种LOX活性变化规律基本一致,萌发初期活性迅速升高,浸水萌发后2 d达到峰值,以后开始下降。同工酶分析、半定量RT-PCR结果都显示,在水稻成熟过程中,种子中LOX-3活性和表达水平都显...

【目的】探究浙江省杂草稻Oryza sativa f. spontanea种子对不同胁迫环境的耐受性，为稻种遗传改良和杂草稻防控提供依据。【方法】以浙江省杂草稻和同一田块采集的栽培稻‘南粳46’O. sativa‘Nangeng 46’种子为材料，分别在室内标准发芽条件、盐胁迫(0.15 mol·L-1 NaCl)、干旱胁迫(质量分数为15%的聚乙二醇溶液模拟)、淹水胁迫(5cm水深模拟)和低温胁迫(15℃低温)下研究种子的发芽情况和幼苗品质，并测定了干旱和盐胁迫下幼苗的抗氧化物酶活性和丙二醛质量摩尔浓度。【结果】室内标准发芽条件下，杂草稻种子的各项发芽指标均显著优于栽培稻(P<0.05)。不同环境胁迫均抑制了种子萌发，影响了幼苗品质。盐胁迫下，杂草稻种子的发芽率和发芽指数显著高于栽培稻，幼苗长度低于栽培稻(P<0.05)。干旱胁迫下，杂草稻种子的发芽势、发芽率和发芽指数均显著高于栽培稻(P<0.05)。干旱和盐胁迫后，杂草稻幼苗的过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著高于栽培稻，丙二醛质量摩尔浓度显著低于栽培稻(P<0.05)。淹水胁迫下，杂草稻的发芽势、发芽指数均显著低于栽培稻(P<0.05)。低温胁迫后，杂草稻和栽培稻种子的发芽指标无显著差异，杂草稻幼苗质量较栽培稻更好。【结论】浙江省杂草稻在适宜环境下的萌发能力显著强于栽培稻，但对淹水胁迫敏感。与栽培稻相比，杂草稻更耐干旱和盐胁迫，这种能力可能与其具备更强的抗氧化活性有关。表6参32

为探究菠菜种子老化后活力下降的原因和生理生化指标及基因表达量的变化规律,采用高温高湿人工加速老化的方法处理菠菜种子,并测定菠菜种子人工老化过程中的一系列生理生化指标及萌发相关基因表达量的变化。结果表明:随着老化时间的延长,菠菜种子的根长、发芽势和发芽率,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性以及萌发相关基因(GAI1、GA2ox、RACK1、DGAT、ARP1、ARF、ABA8ox1和VP1)的表达量对比未经老化处理的均逐渐下降;可溶性糖和丙二醛的含量逐渐增加。由于抗氧化酶活性的降低,体内的氧自由基得不到及时的清除,从而导致膜质过氧化作用加剧最后引起生物膜的损伤,这是影响种子萌发和加速种子老化的重要原因之一。

为了更好地了解水杨酸与水稻抗病的内在联系,以水稻感白叶枯病组合威优402和抗白叶枯病组合威优64为材料,用0.005～0.2mmol/L的水杨酸处理种子后,观察种子发芽情况,水稻发芽种子中的过氧化物酶、淀粉酶活性、可溶性糖含量的变化.结果表明,威优64和威优402种子经较高浓度(0.1～0.2mmol/L)的水杨酸处理后,萌发都受到抑制,发芽种子中过氧化物酶活性降低,淀粉酶活性升高,在威优64发芽种子中可溶性糖含量减少,而威优402发芽种子中其含量变化不明显.较低浓度(0.005～0.05mmol/L)的水杨酸处理,能促进种子的萌发,发芽种子中淀粉酶活性下降,威优64发芽种子中过氧化物酶活性升...

通过序列比对分析鉴定出9个GSK同源基因(命名为OsGSK1-9),它们分布在水稻的6条染色体上。聚类分析表明预测的OsGSK蛋白和其他植物中的GSK蛋白可被分为4个亚组。通过实时定量PCR进一步分析了OsGSK基因家族的基因在水稻各种组织和器官以及在多种逆境胁迫和植物激素处理条件下的表达量。结果表明:大多数OsGSK基因在水稻全生育期都有较高的表达量并且受多种激素(如脱落酸、生长素、油菜素内酯)和逆境(如干旱和盐胁迫)胁迫诱导表达,表明OsGSK基因家族在水稻发育和逆境适应过程中可能起重要作用。

为鉴定逆境应答相关转录因子,以1个水稻EST为基础,通过RT-PCR分离到了1个编码锌指蛋白的转录因子新基因的全长cDNA,命名为OsZF19。该基因编码171个氨基酸,包含zf-AN1和zf-A20两个锌指结构域,预测的该基因启动子区含有逆境应答顺式元件。Northern杂交分析表明,OsZF19的确受到高盐和植物激素ABA胁迫的诱导,而在干旱胁迫早期显著地诱导表达,胁迫后期OsZF19的表达量轻微下降。试验结果表明,OsZF19可能在水稻对干旱和高盐逆境的应答反应中发挥作用。

[目的]本文旨在明确华东地区隶属苏南、苏北、皖南3个不同遗传类群抗五氟磺草胺稗[Echinochloa crusgalli(L.)P. Beauv]在不同条件下的萌发差异性,确定各遗传类群抗五氟磺草胺稗对不同逆境适应性的差异,为延缓抗性稗的扩散和治理提供理论依据。[方法]采用培养皿法和盆钵法进行种子萌发和出苗试验,测定萌发率并计算发芽势和发芽指数。[结果]当昼/夜温度为10℃/5℃时,敏感种群JLGY-3的萌发率(29.38%)和发芽指数(0.47)显著高于同一遗传背景的抗性种群JHHZ-1,两者的发芽势无显著性差异;当昼/夜温度为40℃/35℃时,两者的各指标均无显著性差异;当Na Cl浓度为400 mmol·L-1时,JLGY-3少数萌发,JHHZ-1无萌发,两者差异显著;当水势为-0.6 MPa时,JLGY-3的各指标均显著高于JHHZ-1;在各pH值下或埋土深度为8 cm时,两种群的各指标均无显著性差异。不同遗传背景的抗性种群在昼/夜温度为40℃/35℃时,AXXZ-8的各指标均最低,JHHZ-1的发芽指数(11.58)最高,JHHZ-1与SSXB-1萌发率和发芽势无显著差异,并显著高于AXXZ-8,昼/夜温度为10℃/5℃下的JHHZ-1发芽指数(0.39)显著高于SSXB-1和AXXZ-8,3种群的萌发率和发芽势无显著差异; 350 mmol·L-1的Na Cl溶液中3种群的各指标均差异显著,并表现为JHHZ-1、SSXB-1、AXXZ-8依次降低;-0.6 MPa水势下AXXZ-8的各指标均最低,JHHZ-1发芽势(17.50)最高,JHHZ-1与SSXB-1的萌发率和发芽指数无显著差异,并显著高于AXXZ-8;当pH值为3或12时,AXXZ-8的发芽指数均最低,JHHZ-1最高,3种群的萌发率和发芽势均表现为JHHZ-1与SSXB-1无显著差异,并显著高于AXXZ-8;埋土深度8 cm的AXXZ-8各指标均最低,JHHZ-1的各指标与SSXB-1无显著差异,并显著高于AXXZ-8。[结论]在种子萌发阶段,抗性稗种群对环境的适应性跟抗性水平呈负相关性,表现出一定程度上的适合度代价。

以旱稻297和水稻越富种子为材料,用冠菌素浸种处理,研究冠菌素对旱稻和水稻种子萌发及幼芽某些生理特征的影响。结果表明,冠菌素对旱稻和水稻种子萌发及幼芽生长具有双重性效应,低浓度的冠菌素(10-8mol/L)可促进旱稻种子萌发和初生根及芽的生长,提高幼芽含水量、可溶性糖和可溶性蛋白含量,而高浓度的冠菌素(≥10-5mol/L)则明显抑制二者种子的萌发及幼芽的生长,旱稻和水稻对一定浓度冠菌素处理的反应效果有差异;冠菌素促进或抑制种子萌发可能与α-淀粉酶活性有关。

【目的】谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制。【方法】以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18%PEG-6000干旱胁迫(处理组)和蒸馏水(对照组)处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性。SOD活性用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建c DNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用q RT-PCR验证测序结果的可靠性。【结果】处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小。基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性。通过高通量测序最后获得35 470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24 030和24 486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24 019和23 877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过q RT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致。【结论】差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;Sn RK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发。