【目的】根边缘细胞(root border cells,RBCs)是从根冠上脱落下来的单个细胞或小细胞团。由于根边缘细胞的黏胶层与哺乳动物中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)具有类似的防御功能,而被称为根边缘细胞胞外诱捕网(BETs)。ex DNA和胞外蛋白是根边缘细胞黏胶层的组成成分,在根边缘细胞抵御生物和非生物胁迫中起着重要作用。化感作用是外来植物成功入侵的机制之一,探讨ex DNA和胞外蛋白在根边缘细胞黏胶层抵御入侵植物土荆芥化感胁迫中的作用,有助于深入研究植物根边缘细胞抵御化感胁迫的机制。【方法】以在土荆芥入侵地广泛种植的农作物玉米(雅玉26#)为材料,采用纯琼脂培养基悬空气培养法,研究供...

为探讨施用外源脯氨酸(Pro)对不同耐性玉米(Zea mays)幼苗盐胁迫的缓解效应，以耐盐自交系8723和盐敏感自交系P138为试材，在苗期以180 mmol·L~(-1) NaCl为胁迫条件，施加浓度为250μmol·L~(-1)的外源Pro，研究了盐胁迫下外源Pro对玉米幼苗生长以及相关生理指标的影响。结果表明，外源Pro处理可以有效缓解盐胁迫对玉米幼苗根系和地上部生长的抑制作用，同时提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及渗透溶质Pro与可溶性糖含量，减少丙二醛含量，稳定细胞膜结构。添加外源Pro后，还可以加强细胞内营养离子平衡性，降低Na~+对幼苗的毒害作用。此外，外源Pro对盐敏感品种具有更好地缓解效应。研究结果表明外源Pro可通过调节抗氧化物酶活性、渗透溶质及营养离子平衡能力来缓解盐胁迫对玉米幼苗的伤害作用，从而提高其耐盐性。

NaCl胁迫是导致玉米盐害的主要因素,研究了NaCl对玉米萌发期根系和离体根缘细胞的影响。结果表明,随着NaCl浓度从0 mmol/L增加到250 mmol/L,胚根长和次生根数量受到显著抑制,同时根缘细胞存活率也显著降低。但在100 mmol/L的NaCl胁迫下,根缘细胞的数量比对照和高浓度胁迫有显著增加,同时100 mmol/L的NaCl胁迫也显著刺激了玉米离体根缘细胞的凋亡速度。由于试验材料对100 mmol/L的NaCl胁迫有一定耐性,因此,认为该胁迫浓度下根缘细胞数量增加可能与其耐盐性有关,为进一步探讨根缘细胞与玉米耐盐机制的关系奠定了基础。

【目的】研究接种菌根与砷胁迫条件下玉米叶片组织相关蛋白质的变化。【方法】以玉米植株叶片为材料,采用双向凝胶电泳技术(2-DE)研究玉米叶片蛋白表达谱对丛枝菌根(AM菌根)接种和(或)砷胁迫的应答。【结果】经软件分析并搜索NCBInr数据库,结果显示,砷胁迫植株叶片中有7个蛋白点被成功鉴定,其中有3个未知蛋白,其余4个分别为2-phosphoglycerate kinase、oxidoreductase、MAP3K delta-1 protein kinase和Os06g0262800。接种且加砷处理植株叶片中有11个蛋白点被成功鉴定,有4个未知蛋白,其余蛋白分别为oxygen-evolving...

在ＮａＣｌ胁迫下，玉米种子在萌发过程中种子内Ｎａ＋含量大量增加，Ｃａ２＋含量显著减少，种子内α－淀粉酶活性降低，导致玉米种子萌发率降低，萌发期延迟。外加Ｃａ２＋使ＮａＣｌ胁迫下玉米种子内α－淀粉酶活性升高，并提高种子萌发率

【目的】揭示外源单糖葡萄糖(Glc)和双糖蔗糖(Suc)对中性氯化钠盐胁迫玉米幼苗生长发育及其生理生化机制,以及两种类型糖在缓解玉米盐胁迫的作用效果。【方法】以自主选育的玉米品种垦玉6号为材料,在植物生长室采用1/2 Hoagland营养液培养玉米幼苗。玉米培养至两叶一心时分别采用0.5 mmol·L-1 Glc和Suc预处理3 d,以1/2 Hoagland营养液为空白对照,以等浓度甘露醇为渗透对照;然后,采用150 mmol·L-1 NaCl(1/2Hoagland营养液配制)对玉米幼苗进行盐胁迫处理4—6 d,以相应糖预处理和空白处理玉米的非盐胁迫为对照。于处理第4天取第2片全展叶进行玉...

【目的】明确根边缘细胞与根对铝敏感性差异及其与细胞壁多糖组分含量的关系。【方法】以中豌五号为材料,采用雾培法,研究铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化。【结果】在4.0mmol·L-1AlCl3处理24h后,边缘细胞活性显著降低,细胞活性抑制率达到了19.2%,根系相对伸长的抑制率为10.1%。无铝条件下,边缘细胞的细胞壁果胶、纤维素糖醛酸和总糖含量显著高于根段细胞壁。4.0mmol·L-1A1C13处理后,豌豆0～10mm和10～20mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,边缘细胞提高幅度尤为明显;边缘细胞果胶总糖含量显著提高,半纤维素和纤维素总糖显著降低,而2个根段细胞壁果胶、半纤...

【目的】探究盐胁迫对黄瓜(Cucumis sativus L.)和白籽南瓜(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata)根系边缘细胞(root border cells,RBCs)的影响,评价黄瓜和白籽南瓜耐盐的细胞学机制。【方法】以‘津研四号’黄瓜和‘金甲砧’白籽南瓜种子为试验材料,采用浸种法和悬空培养法,研究0(对照),50,100,150和200 mmol/L NaCl溶液对其种子发芽率、根长、根鲜质量、根系活力以及根系边缘细胞数目、活率、黏胶层厚度和凋亡率的影响。【结果】随着NaCl浓度的增加,黄瓜和白籽南瓜种子的发芽率呈先升高后降低趋势,其中黄瓜种子的发芽率较白籽南瓜种子降低更明显;黄瓜和白籽南瓜的根长、根鲜质量和根系活力均呈下降趋势,且黄瓜的降低幅度较白籽南瓜更大。与对照相比,NaCl处理降低了黄瓜和白籽南瓜根系边缘细胞的数目和活率,且黄瓜降低幅度较白籽南瓜更明显;但NaCl处理却增加了黄瓜和白籽南瓜根系边缘细胞的黏胶层厚度和凋亡率。在NaCl浓度相同时,白籽南瓜根系边缘细胞的黏胶层厚度大于黄瓜,根系边缘细胞的凋亡率则小于黄瓜。【结论】根系边缘细胞(RBCs)能提高植物抵御NaCl胁迫的能力;白籽南瓜因具有较多的根系边缘细胞数目、较高的根系边缘细胞活率、较厚的黏胶层和较低的根系边缘细胞凋亡率,致使其抵御NaCl胁迫的能力强于黄瓜。

为了揭示干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用的保护机制,采用溶液培养的方法,以驻玉309为试验材料,研究外源油菜素内酯(BR)预处理及20% PEG-6000模拟干旱胁迫后玉米幼苗的生长参数、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及D1蛋白含量的变化。结果表明,与干旱胁迫处理(PEG)相比,BR+PEG处理的玉米苗株高增加45.87%,根长增加20.56%,总干物质积累增加8.01%,叶片相对含水量提高4.50%,叶绿素a含量增加26.32%,光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)分别提高9.57%,38

【目的】叶绿体结构的完整性和光合作用关键基因表达正常在光合作用中起着重要作用。为了深入探讨土荆芥化感作用机制。【方法】采用透射电镜技术和RT-PCR技术,对土荆芥挥发油及其主要成分α-萜品烯和对伞花素对蚕豆幼苗叶片叶绿体超微结构和4个光合关键基因的影响进行了研究。【结果】土荆芥挥发油及其主要成分处理导致蚕豆叶片叶绿体超微结构受损,叶绿体脱离细胞壁散乱分布于细胞中央,结构紊乱,表现为肿胀、膜结构受损明显,叶绿体内部基质不均匀、基粒类囊体排列紊乱、淀粉粒消失、片层扭曲且排列松散;在光合作用过程的关键基因核酮糖羧化酶基因(Rbcs-3C)、光系统ⅡCP47蛋白基因(PsbB)、ATP合成酶β亚基基因(beta)、质体蓝素基因(PetE)的相对表达量发生了不同程度的变化。其中,挥发油处理组中4个基因均上调;对伞花素处理组Rbcs-3C和PsbB下调,beta和PetE上调;α-萜品烯处理组的PsbB下降,其他3个基因上调; 3个处理的化感综合效应由大到小依次为挥发油、α-萜品烯和对伞花素。【结论】破坏叶绿体超微结构、干扰光合关键基因表达是土荆芥化感胁迫的机制之一,土荆芥挥发油的不同成分对受体植物的化感作用具有协同性。

本研究采用蛋白质组学方法,研究了砷胁迫后丛枝菌根真菌接种玉米叶片蛋白表达谱的变化。以玉米叶片为实验材料,运用双向凝胶电泳技术(2-DE)对砷胁迫后丛枝菌根真菌接种玉米叶片差异表达蛋白进行分离,并通过质谱技术和搜索NCBInr数据库对差异蛋白进行鉴定。结果显示,砷胁迫后菌根接种玉米叶片中有18个蛋白差异表达,其中有6个蛋白被成功鉴定,这些蛋白包括protein phosphatase 2C、ornithine carbamoyltransferase、PEP carboxylase、两个ATP synthase CF1 beta subunit以及一个假设蛋白。该研究有助于从蛋白质水平上理解砷胁...

【目的】以大肠杆菌ATCC43889为试材,研究热胁迫处理对其细胞膜和膜蛋白的影响,为高温杀菌技术在食品工业中的应用奠定理论基础。【方法】研究ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃热胁迫处理15 min并转接10次培养后,获得的3种抗热性ATCC43889菌株的细胞膜和膜蛋白变化。采用扫描电子显微镜分别观察原始对照菌株和3种抗热性菌株个体形态的变化;采用96孔微量酶标板法测定各菌株生物被膜生成能力的强弱;用气相色谱法测定各菌株细胞膜脂肪酸组成的变化及其差异;用差示扫描量热法测定各菌株细胞膜磷脂相变温度的变化;通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法检测各菌株外膜蛋白表达的变化。【结果】大肠杆菌ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养后,其个体形态变化明显,经50℃热胁迫后,部分菌株由球状体变为长杆状;经60℃热胁迫后的菌株个体形态较50℃热胁迫处理的菌株细长;经70℃热胁迫处理后大部分菌株变成了更细长的杆状,大量的菌株聚集在一起,菌体表面呈凸凹不平的无规则形态。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株的生物被膜生成活力增大,其生物被膜生成能力增强,3种抗热性菌株的生物被膜生成能力与对照组相比差异显著(P0.05)。与对照的原始菌株相比,经过50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养的菌株,缺失了3种脂肪酸,分别为C18:1n9c、C18:3n3和C21:0,随着热胁迫温度的提高,热胁迫菌株细胞膜中C13:0、C16:0和C17:0等饱和脂肪酸(SFA)及其总含量升高,而C14:1、C16:1、C17:1、C18:1n9t和C18:2n6t等不饱和脂肪酸(USFA)及其总含量降低,总SFA/总USFA比值增大,SFA/USFA比值越大,菌体细胞膜流动性越弱。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株细胞膜磷脂的熔点(Tm)升高,表明细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,热胁迫温度越高,细胞膜流动性越低;随着热胁迫温度的提高,分子质量在63 kD和75 kD附近的条带颜色逐渐变深,分别经60℃和70℃各10次热胁迫并转接10次培养获得的2种抗热性菌株,其细胞外膜蛋白分子质量在48—75 kD均增加了特异条带;胁迫温度越高,一些外膜蛋白表达量及其种类增加,ATCC43889的耐热性越强。【结论】随着热胁迫温度的升高,ATCC43889个体形态变长,生物被膜生成能力增强,饱和脂肪酸含量升高,不饱和脂肪酸含量下降,细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,一些外膜蛋白表达量提高、表达种类增加,菌株耐热性增强,这些变化有利于其适应不利的热胁迫环境,提高生存能力。

以玉米为材料,运用促分裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase,MAPKK)抑制剂,研究了MAPK(mitogen-activated protein kinase)在水分胁迫下玉米叶片细胞抗氧化损伤中的作用。结果显示,水分胁迫引起玉米叶片膜脂过氧化和蛋白质氧化程度加重,质膜相对透性增加,并且其诱导的羰基化蛋白质主要分布在相对分子质量为37×103~94×103之间。利用MAPKK抑制剂PD98059(100、200μmol.L-1)和U0126(10、25μmol.L-1)预处理加重了上述水分胁迫下玉米叶片细胞的氧化损伤。上述结果表...

【目的】质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)广泛存在于植物细胞的膜系统上,在植物体内水分运输和水分平衡的过程中至关重要。对ZmPIP2;6在植物水分胁迫耐性中的功能进行探究,为玉米培育抗旱耐盐新品种提供优秀基因资源。【方法】分析并比对ZmPIP2;6与其他物种中报道参与水分胁迫的PIPs的氨基酸序列,构建ZmPIP2;6-GFP载体并通过PEG介导转化玉米原生质体,对ZmPIP2;6进行亚细胞定位。采集玉米的不同组织样品,包括根、茎、叶、未成熟雄穗、未成熟雌穗、胚和胚乳;对玉米进行PEG或NaCl处理,在处理的不同时间点采集玉米的根和叶样品。提取总RNA并通过qRT-PCR调查ZmPIP2;6在玉米不同组织以及在水分胁迫下的表达模式。构建ZmPIP2;6超表达载体,发展并鉴定ZmPIP2;6超表达拟南芥材料,观察转基因植株对渗透、盐及干旱胁迫的耐性生理表型,并测量其根长、叶片水分散失率等性状。检测在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达。【结果】氨基酸序列分析比对结果显示ZmPIP2;6具有PIP蛋白的典型结构与并且其他物种的PIP蛋白具有很高的同源性。转化玉米原生质体试验结果显示ZmPIP2;6蛋白定位在细胞质膜。qRT-PCR结果显示ZmPIP2;6在玉米未成熟雄穗中表达量最高,并且在玉米受到渗透和盐胁迫后根和叶中的ZmPIP2;6表达受到显著诱导。在MS固体培养基上进行渗透胁迫处理和盐胁迫处理以及进一步的土培试验中进行干旱胁迫处理,ZmPIP2;6超表达拟南芥植株相对野生型都显示出更强的胁迫耐性。在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达受到不同程度的影响。【结论】玉米内在质膜蛋白基因ZmPIP2;6在渗透或盐胁迫下表达上调,在拟南芥中超表达ZmPIP2;6会增强植株对渗透、盐和干旱胁迫的耐性,并且在盐或干旱胁迫条件下会影响拟南芥中胁迫相关基因的表达。ZmPIP2;6可能参与植物水分胁迫响应过程。

为研究低磷胁迫(LP)、正常条件(HP)2个处理对转Bt基因玉米和郑单958根系形态以及磷利用效率的影响。以转Bt基因玉米(Bt799)和受体郑单958为试验材料,进行温室水培试验。研究证明:1)低磷胁迫后Bt799的根长、根鲜重和根冠比升高幅度高于郑单958,就总根长、根系投影面积总和、根表面积、根平均直径、单位立方米总根长和根总容积而言,Bt799玉米的LP/HP是郑单958玉米LP/HP的1.13、1.19、1.33、1.18、1.14和1.55倍。2)低磷胁迫降低各叶位Bt蛋白量,根部除根基处1~7cm Bt蛋白量上升以外,其余根系均下降。在正常处理下,Bt799全株和根系Bt蛋白总量...