以燕麦(Avena sativa)叶片为材料，结合广靶代谢组和靶向代谢组检测方法，分析了盐胁迫和碱胁迫条件下的主要差异代谢物及其代谢途径。结果发现：盐胁迫和碱胁迫条件下，燕麦叶片的主要差异代谢物均以脂类代谢物为主，有机酸是盐胁迫与碱胁迫之间的主要差异代谢物；富集分析表明，碱胁迫下的三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)代谢途径与盐胁迫条件下存在差别。通过检测TCA循环相关的有机酸，发现碱胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、草酰乙酸含量高于盐胁迫，其中乌头酸含量明显高于其他有机酸。总之，TCA循环是盐胁迫和碱胁迫之间的主要差异代谢通路，燕麦叶片通过积累有机酸响应碱胁迫。本研究通过代谢组学方法首次证实了燕麦叶片响应盐、碱胁迫的主要差异代谢途径是TCA途径，推测乌头酸在燕麦叶片响应碱胁迫的有机酸调节过程中发挥主要作用，为解析燕麦响应盐、碱胁迫的差异机制奠定基础。

[目的]研究盐碱胁迫处理对越橘‘北陆’生理特性及叶片解剖结构的影响,为盐碱地区引种越橘提供参考依据。[方法]以2年生半高丛越橘‘北陆’为试材,采用盆栽方式,人工模拟盐碱环境进行试验,在1/10改良Hoagland营养液(pH 4.8)中添加不同浓度的NaCl、Na_2CO_3、NaHCO_3进行盐碱胁迫处理,设置复合盐(NaCl+Na_2CO_3)和碱性盐(NaHCO_3+Na_2CO_3)2种盐碱胁迫处理,每种盐碱胁迫处理分别设置30,60,90,120,150,180mmol/L 6个盐浓度水平,以仅浇灌1/10改良Hoagland营养液的处理为对照(CK),探究盐碱胁迫对越橘‘北陆’叶片形态、叶绿素含量、生理生化变化及叶片解剖结构的影响,最后对不同生理指标间的相关性进行分析。[结果](1)在30～60 mmol/L复合盐或者30 mmol/L碱性盐处理下,越橘叶片形态正常;之后随着盐浓度的增加,复合盐和碱性盐处理叶片开始失绿变黄,出现红褐色斑块,最终干枯,出现落叶。(2)随着盐浓度的增加,复合盐和碱性盐处理越橘叶片叶绿素含量均呈降低趋势,叶片细胞膜透性呈升高趋势,可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低的趋势。(3)随着盐浓度的增加,复合盐处理越橘叶片厚度、下表皮厚度、海绵薄壁组织厚度、中脉厚度和叶片组织结构疏松度(SR)总体上均呈降低的趋势,栅栏薄壁组织厚度、叶片组织结构紧密度(CTR)、栅/海均呈先增大后减小的趋势;碱性盐处理越橘叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏薄壁组织厚度、海绵薄壁组织厚度、中脉厚度和SR总体上均呈降低的趋势;CTR、栅/海均呈先增长后降低的趋势。(4)相关性分析表明,复合盐胁迫处理下,SS与CAT、SOD呈显著正相关关系(P<0.05),Pro与CAT、SOD呈极显著正相关关系(P<0.01),SS与Pro、SOD呈显著正相关(P<0.05)。碱性盐处理下,SS与Pro、MDA和CAT均呈极显著正相关(P<0.01);Pro与MDA和CAT均呈显著正相关(P<0.05),与SOD呈极显著正相关(P<0.01)。[结论]越橘‘北陆’幼苗遭受盐碱胁迫时,活性氧清除系统和渗透调节物质共同发挥作用。碱性盐对越橘幼苗生长的影响大于复合盐。

【目的】阐明碱胁迫对小麦叶片离子平衡、初生及次生代谢产物的影响及其涉及的代谢途径,讨论其生长代谢变化规律及应答机制。【方法】以普通小麦(Triticum aestivum Linn)为材料,采用盆栽试验利用Na HCO_3﹕Na2CO_3=1﹕1混合模拟不同盐度碱胁迫条件,在苗期连续胁迫12 d后测定叶片生长、光合、离子和代谢产物。【结果】当碱胁迫强度超过小麦自身调节能力时,叶片中Na+含量剧增,加上高p H危害,造成叶绿体遭到破坏、叶绿素含量降低、光系统Ⅱ活性受抑制、气孔导度及碳同化能力急剧下降,最终导

为探究盐碱胁迫下藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗对外源NO的生理响应,以‘陇藜4号’为试验材料,用NO释放剂硝普纳(SNP,150μmol·L~(-1))和5种不同p H (7.00、7.62、8.98、9.18、9.75、10.53)的混合盐碱溶液(200 mmol·L~(-1))对八叶一心期的藜麦幼苗进行处理,从藜麦幼苗生长、氮代谢相关酶活性及含氮化合物3个方面研究外源NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗生长及氮代谢的影响。结果表明:藜麦幼苗在盐碱胁迫下株高、生物量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均呈下降趋势,且随着盐碱胁迫的加剧,下降幅度增大;但根长、根冠比及可溶性蛋白含量和游离氨基酸总含量均呈升高趋势,其含量随盐碱胁迫的加剧而增加;外施NO后,可促进藜麦的地上及地下部分生长,提高氮代谢相关酶活性及含氮化合物含量(除可溶性糖含量呈下降趋势外)。其中,碱性盐处理中p H 9.75的处理效果最明显,其根长、生物量、NR和GS活性分别增加了110%、340%、51.52%和83.08%。综上所述,NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗的生长与氮代谢有明显的缓解作用,且对多组分的碱性盐的缓解效果优于中性盐。

为了挖掘小麦响应草铵膦胁迫下的关键基因，解析关键基因及其家族成员染色体分布、表达模式等，以冬小麦津农6号为研究对象，喷施不同浓度的草铵膦，观察其药后表型；提取胁迫处理0,3,9 h的小麦叶片总RNA,进行转录组测序，筛选关键基因并对其表达量、结构及表达模式进行分析。结果表明：转录组分析发现草铵膦胁迫诱导TraesCS4A02G044000基因上调表达，序列分析表明，该基因位于小麦第4同源基因A基因组。蛋白结构域分析可知，该基因编码蛋白存在1个信号肽、1个DUF568结构域和1个b561结构域。此外，在该基因家族成员中挖掘出12个同时含有DUF568和b561结构域的基因，位于第4,5,7同源群，其中位于第4同源群A、B、D染色体的TraesCS4D02G265000、TraesCS4B02G265100和TraesCS4A02G044000基因在草铵膦胁迫诱导下显著上调表达，该3个基因均编码细胞色素b561。编码细胞色素b561的TraesCS4A02G044000及其同源基因在草铵膦胁迫下显著上调，表明b561在小麦受到草铵膦胁迫后产生了积极的响应，参与了草铵膦在小麦体内的代谢。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

为明确高丹草Sorghum bicolor×S.sudanense在盐碱互作胁迫下的生理响应及耐受特点,以两种中性盐NaCl和Na_2SO_4以及两种碱性盐Na_2CO_3和NaHCO_3按不同比例配成50、100、150和200mmol·L(-1) 4个盐浓度,并且每个盐浓度分别设7.0、8.0、9.0和10.0共4个pH梯度的盐碱互作组合,研究了在盐碱互作胁迫对高丹草叶片的叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高丹草叶片的各生理参数受高盐浓度以及溶液中各离子浓度的影响较大,其中影响较大的为CO_3(2-)浓

利用中性盐Na Cl、碱性盐Na2CO3及混合盐碱(Na Cl∶Na2CO3=1∶1)设置3种盐碱胁迫处理,研究平欧杂种榛"辽榛3号"在不同类型、不同浓度的盐碱胁迫下生长指标及内源激素的变化,分析各内源激素与生长指标的相关关系。结果表明:3种盐碱胁迫对平欧杂种榛株高、新梢长度及叶片数净生长量、地上部生物量、总生物量抑制作用明显,且Na Cl胁迫>混合盐碱胁迫>Na2CO3胁迫,而各处理根冠比显著增加;低浓度盐碱胁迫对地径有明显的增粗效应,在50、100 mmol·L-1Na2CO3胁迫下,地下部生物量显著增加;此外,Na Cl胁迫还显著降低了平欧杂种榛叶片含水量。3种胁迫条件下,平欧杂种榛叶片...

为了发掘影响粳稻芽期耐盐碱性状的优异等位变异及相关的载体材料用于品种耐盐碱潜力改良,以不同地理来源的176份粳稻种质组成的自然群体为研究材料,针对水稻直播的种植方式,直接采用黑龙江省大庆地区的标志性中度苏打盐碱土进行芽期胁迫处理,分别对胁迫13,18 d的地上部钠离子浓度(SNC)、地上部钾离子浓度(SKC)、地上部钠钾比(SNK)及18 d的盐碱害级别(SDG)进行调查。同时鉴定了这176个品种154对SSR标记的基因型,利用STRUCTURE 2.2软件进行了群体结构分析和连锁不平衡分析,通过TASSEL 3.0软件的一般线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)进行标记与性状的关联分析,并进一步挖掘优异变异及相关载体材料。结果表明,研究中自然群体被划分为3个亚群,且每个亚群内均存在不同程度的连锁不平衡;在关联分析的过程中,共检测到13个与粳稻芽期耐盐碱性显著关联的位点,其中,有8个位点在TASSEL 3.0软件的2种模型条件下同时被检测到,对这8个位点进行进一步的鉴定得到了24个优异等位变异。通过比较图谱发现,2种模型条件下同时检测出的8个与耐盐碱性状显著关联的位点中,有7个为前人已经报道过的位点,而RM1219在前人研究中未见报道,且RM1219同时与3个耐盐碱性状显著关联,可能是一个新的与粳稻芽期耐盐碱性相关联的位点。

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisc...

分析干旱胁迫下枇杷叶片的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为枇杷抗旱提供理论依据。利用新一代高通量测序技术测序,对测序结果进行de novo拼接、功能注释和ORF预测,将差异表达基因在COG、GO和KEGG数据库中进行比对注释。测序结果表明,获得转录本共88 530个,平均长度为740.64 bp,ORF41 748条。COG、GO和KEGG数据库将转录本分别划分为24,54个功能类别及291条代谢通路中。25 197个差异表达的基因在30条代谢通路中显著富集,与酶活性、激素合成代谢和

研究了小麦品种 LD-1(耐盐)和扬麦5号(不耐盐),在盐胁迫下植株体内 K~+、Na~+积累及其吸收、运输过程中的选择性和叶片电解质渗漏率的变化.结果表明,盐胁迫后 LD-1叶片〔Na~+〕/〔K~+〕明显低于扬麦5号,而其 S_(k,Na)(K~+,Na~+选择性比率)显著大于扬麦5号.2品种间根系〔Na~+〕/〔K~+〕及 S_k,Na均没有显著差异,根系离子吸收的选择性相似.LD-1从根系至地上部的离子运输过程中,具有较大的 K~+选择性,是它具有较强耐盐性的主要原因.2品种间叶片耐盐阈值及叶片致死盐量均无显著差异,叶片细胞的耐盐力相似.

采用抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术,研究了青海湖裸鲤(Gymnocyprisprzewalskii)在高盐碱胁迫下转录水平上的基因表达差异,实验获得差异表达序列91条,其中成功注释60条。以同是鲤科鱼类的斑马鱼(Danio rerio)的基因ID作为参照,用DAVID软件对这些序列进行功能分类,结果从正向文库获得28条功能基因片段,反向文库获得14条。按功能将其分为10类,其中,催化活性、细胞、部分结合相关基因表达上调,结合、免疫相关基因表达下调。分析发现,高盐碱胁迫会改变鱼类的渗透压和酸碱平衡,对免疫系统产生一定的抑制作...

为了研究盐碱胁迫下野大麦(Hordeum brevisubulatum)的生理响应及耐盐碱基因的发掘,采用不同浓度NaCl与NaHCO3混合液胁迫处理45日龄幼苗,通过理化分析方法确定野大麦盐碱逆境胁迫临界值,通过转录组测序技术(RNA-Seq)分析基因表达情况。结果表明,不同浓度(100、200、300、400、500 mmol·L~(–1))混合盐碱胁迫2 d后,野大麦叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低的趋势,均在300 mmol·L~(–1)达到最大值,脯氨酸、可溶性糖含量呈连续上升趋势。选取300 mmol·L~(–1)处理组的野大麦叶片进行转录组测序分析,与对照组(无盐碱处理)相比有4 163个基因上调,1 936个基因下调;对差异表达基因进行GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3个主类52个小类;4 405个差异基因被注释到132个通路中,主要涉及蔗糖合成、脯氨酸合成、过氧化物酶体等代谢途径,蔗糖合成酶(SuS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)、谷氨酸激酶(ProB)、谷氨酸-5-半醛脱氢酶(ProA)、超氧化物歧化酶(SOD)等的编码基因上调表达。野大麦可以通过提高某些渗透调节物质含量适应盐碱逆境胁迫,这种代谢过程调节蕴涵相关基因表达调控的生理机制。

为明确大麦抗旱生理性状的发育遗传，在大麦抗旱育种中加以利用。采用ＡＤＭＰ（加性－显性－母本－父本）遗传模型及条件方差分析方法，分析了模拟干旱胁迫下的大麦叶片４种保护性酶（超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、谷胱甘肽还原酶（ＧＳＨＲ））的发育遗传效应。结果表明，在不同发育阶段４种保护性酶的遗传效应不尽相同，在遗传效应类别、遗传表达量上存在差异；随着生育进程推进，４种保护性酶的条件遗传主效应表现出一定依时空波动和间歇性。在出苗－拔节阶段，以ＳＯＤ的显性效应强，ＧＳＨＲ的母本效应最强；在拔节－开花阶段，ＳＯＤ、ＰＯＤ存在较大的加性遗传效应，ＧＳＨＲ存在最大值的父本效．．．