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相似文献
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1.
Cd胁迫诱导拟南芥幼苗DNA损伤分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
以拟南芥为供试植物,通过基于随机引物扩增多态性(RAPD)法的DNA损伤分析,酶联免疫吸附(ELISA)法的DNA甲基化分析以及Real-time PCR的DNA损伤修复与细胞周期相关基因的表达分析,研究了Cd(0、0.125、0.25、1.0、2.5 mg·L~(-1))胁迫5 d的拟南芥幼苗DNA损伤、DNA损伤修复系统以及细胞周期对胁迫的响应。结果显示,随Cd浓度的增加DNA损伤加剧,全基因组甲基化水平较对照组显著增加(P0.01或P0.05),细胞周期调控基因PCNA1、PCNA2,错配修复(MMR)基因MLH1、MSH_2、MSH6,非同源末端连接(NHEJ)标志基因KU70、MRE11、GR1,同源重组(HR)标志基因RAD51、BRCA1的表达均与Cd胁迫浓度呈明显的倒U型剂量效应关系,DNA修复系统对Cd胁迫的敏感性依次为MMRHRNHEJ。该结果表明:轻度Cd胁迫主要引起DNA错配损伤,并且该损伤易修复;随着Cd胁迫的增强,会引起DNA断裂与染色体损伤,损伤较难修复。另外,对Cd胁迫响应最敏感的MSH6、MLH1基因可作为表征Cd胁迫对于拟南芥遗传毒性效应的有效生物标记物。  相似文献   

2.
为探明外源SA浸种对盐胁迫下小油菜幼苗渗透性物质及叶绿素含量的影响,以五月慢小油菜幼苗为试验材料,采用沙培法,研究了不同浓度SA在盐胁迫下对小油菜幼苗叶绿素、地上部脯氨酸、地上部可溶性糖和地上部MDA含量的影响。结果表明:以蒸馏水浸种为对照,0~0.50mmol·L-1的SA使小油菜幼苗叶绿素和地上部的脯氨酸、可溶性糖含量增加,1.00~8.00mmol·L-1的SA,使其相应指标降低;盐胁迫下,叶绿素含量增加,地上部的脯氨酸、可溶性糖含量降低。以蒸馏水浸种为对照,0~1.00mmol·L-1的SA使小油菜幼苗地上部MDA含量下降,2.00~8.00mmol·L-1的SA使MDA增加;盐胁迫下,MDA含量增加。0.25~1.00mmol·L-1的SA有利于改善盐胁迫下小油菜幼苗地上部各项研究指标。  相似文献   

3.
La和Cd相互作用对雪菜生长和元素累积的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用溶液培养试验研究了La(0~5mg·L-1La)与Cd(0、1、10mg·L-1Cd)相互作用对雪菜幼苗生长以及Fe、Mn、Cu、Zn、Cd和La在雪菜体内累积分配的影响。结果表明,La对雪菜生长无明显的促进作用。在无Cd及低Cd(1mg·L-1)处理条件下,当La≥1mg·L-1时,La抑制了雪菜根的生长;然而在高浓度Cd(10mg·L-1)污染条件下,La对雪菜生长影响差异不显著。低浓度La(0.05、0.25mg·L-1La)除了在1mg·L-1Cd条件下提高雪菜根中Cd的含量外,对雪菜根和地上部Cd含量无影响;然而当溶液中La的浓度≥1mg·L-1时,La显著降低了雪菜地上部Cd的含量,抑制Cd从根部向地上部转移。与La对Cd的影响相似,Cd对雪菜根中La的含量无显著影响,但抑制了La从根部向地上部的转移。La与Cd竞争根细胞壁中离子交换位点。  相似文献   

4.
在前期研究的基础上设置镉(Cd,45 μmol·L-1)、苄嘧磺隆(BSM,0.25 μmol· L-1)和镉与苄嘧磺隆复合(++,45μmol·L-1Cd+ 0.25μmol·L-1 BSM)污染为试验处理组,在培养基中加入等量的蒸馏水作为对照(CK),以丰美占和粤香占两个不同基因型水稻品种为材料,利用Affymetrix水稻基因芯片,研究了丰美占和粤香占幼苗根系中的基因表达对Cd、BSM及其复合污染胁迫的基因应答情况.基因芯片分析数据表明,经Cd、BSM及其复合胁迫处理的两个水稻品种根系中共发现有2144个基因表达上调(ratio≥2),共发现有2346个基因表达下调(ratio≤0.5).其中,上调基因主要涉及硫吸收与代谢、抗氧化、植物解毒、泛索引导的蛋白质降解、伴侣蛋白等相关基因.这些基因的高效表达能有效地降低Cd和BSM对水稻植株的毒害作用,进而使复合污染处理下的丰美占幼苗具有较高的对Cd(或BSM)胁迫的耐受性.  相似文献   

5.
为探讨外源抗坏血酸(AsA)对土壤重金属镉(Cd)胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响,采用温室盆栽试验,研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100 mg·L-1)的外源AsA处理对50 mg·kg-1 Cd胁迫下石竹幼苗生长的影响.结果表明:50 mg·kg-1Cd显著抑制了石竹幼苗的生长,≤40 mg·L-1的外源AsA可显著缓解Cd胁迫,石竹幼苗的生物量、株高、分蘖数、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,AsA和谷胱甘肽(GSH)的含量都显著高于Cd胁迫下石竹幼苗,而细胞膜透性、地上部Cd含量的产生速率以及H2O2的积累量则显著低于Cd胁迫下石竹幼苗;但随着外源AsA喷施浓度的增加,缓解效应下降,甚至产生促氧化效应.综合试验各因素表明,35~45 mg·L-1的外源AsA对石竹幼苗受到的Cd毒害缓解效果较佳.  相似文献   

6.
Cu对大麦和玉米的毒性效应   总被引:8,自引:0,他引:8  
通过发芽试验及幼苗生长试验研究了重金属Cu在5、10、25、50、100mg·L-1浓度下对大麦和玉米的生态毒性效应,比较分析了大麦和玉米对Cu胁迫的敏感性。结果表明:对于发芽试验,当Cu浓度在25~100mg·L-1时,处理组与对照组相比发芽率明显降低(P<0.05)。而对于幼苗生长试验,在0~5mg·L-1时,Cu对植物幼苗的生长没有显著作用,在10~100mg·L-1作用下,根长、株高及根干重与Cu2 浓度呈显著的负相关;可溶性蛋白含量、叶绿素a、叶绿素b及叶绿素a b在Cu为10~100mg·L-1作用下,与对照相比均显著降低(P<0.05)。玉米对Cu胁迫比大麦稍微敏感;各项指标的敏感性依次为:可溶性蛋白>根伸长>叶绿素>根干重>发芽率>株高>地上生物量。与其他指标相比,可溶性蛋白指标对Cu胁迫最具有敏感性,可作为Cu污染的生物标记物。  相似文献   

7.
镉与苄嘧磺隆复合污染对水稻某些生物学特性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
以粤香占和丰美占两种水稻为指示植物,通过水培试验,研究了重金属元素Cd与除草剂苄嘧磺隆(BensulfuronMethyl,BSM)复合污染对水稻的生物学影响。Cd2 的浓度分别为0、5、10、50、300mg·L-1,BSM的浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mg·L-1。结果表明,随Cd2 浓度的增加,水稻生物量、叶绿素含量下降,过氧化氢酶活性降低,根系外渗液电导率升高,各处理间差异达极显著(P<0.01),粤香占水稻对Cd的耐受性显著低于丰美占水稻(P<0.05)。0.1和0.2mg·L-1的BSM在一定程度上能够缓解Cd对丰美占水稻的毒害作用,但是当BSM浓度达到0.6mg·L-1以上时,水稻的生物量、叶绿素含量、过氧化氢酶活性又有所下降,BSM对根系外渗液电导率的影响未达显著。用ICP测定水稻地上部和根部Cd含量,分析结果表明,水稻地上部Cd的浓度远低于根部Cd的浓度,且后者是前者的6倍左右。在本实验条件下,当Cd浓度为50和300mg·L-1时,0.1~0.2mg·L-1的BSM会显著降低水稻地上部和根部Cd含量(P<0.01);BSM浓度大于0.4mg·L-1时,水稻根部Cd含量显著上升(P<0.05),而地上部Cd含量无显著差异。这说明,BSM抑制了Cd从根部向地上部的迁移。因此,BSM在低浓度0.1~0.2mg·L-1时,能够缓解Cd对水稻的毒害作用;当BSM浓度达到0.6mg·L-1并有Cd2 复合污染存在时,会对水稻植株产生更严重的影响。  相似文献   

8.
以不同浓度Mn2+、Cd2+单一及其复合胁迫处理7 d的伊乐藻为实验材料,研究了Mn2+、Cd2+单一及其复合处理对伊乐藻叶片叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O-2·)含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性的影响。结果表明,低浓度的Mn2+(≤1 mg·L-1)能够促进叶绿素和可溶性蛋白的合成,刺激MDA、H2O2、O-2·的生成,抗氧化酶活性也逐步上升;高浓度时,叶绿素和可溶性蛋白含量开始减少,MDA、H2O2、O-2·含量仍继续上升,伊乐藻叶片内酶活性机制受到不同程度的抑制,SOD继续上升,POD、CAT开始下降。Cd2+胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白的含量随着浓度的增加而降低,呈明显的剂量-效应关系,MDA、H2O2、O-2·含量均显著增加,抗氧化酶活性均随着Cd2+浓度呈先上升后下降的趋势,Cd2+浓度0.01 mg·L-1时CAT活性达到最大,1 mg·L-1时SOD、POD活性达到最大。Cd2+对植物生理生化的影响较Mn2+大,伊乐藻对Cd2+污染的抵御能力较差。高浓度重金属胁迫时,SOD起主要的保护作用,POD和CAT的保护作用相对降低。Mn2+和Cd2+复合胁迫较单一胁迫对伊乐藻的影响大,Mn2+含量较高时表现为协同作用。  相似文献   

9.
水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用水培实验,研究不同浓度Cd2+胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明:(1)Cd2+胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2+浓度的升高而加重。(2)水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时升高,Cd2+胁迫浓度>0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2+胁迫浓度>1 mg.L-1时降低的现象。(3)水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<1 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<2 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2+浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2+浓度升高的变化幅度是水稻>杂草稻。(4)Cd2+胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻>杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2+胁迫,在敏感性上水稻>杂草稻,在抗性上杂草稻>水稻。  相似文献   

10.
桐花树幼苗根系对镉胁迫的抗氧化生理响应   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究Cd2 胁迫对水培桐花树(Aegiceras corniculatum)幼苗根系丙二醛(MDA)、超氧负离子(O.2)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和根系活力的影响。结果显示用0.25~10 mg.L-1的Cd2 处理桐花树幼苗,幼苗根系的活力随胁迫浓度升高而下降,而其MDA、O.2含量及POD、CAT活性均呈诱导性升高,并随Cd2 质量浓度的加大而逐渐上升,细胞内O.2含量增大带来的膜脂过氧化增强是Cd2 污染伤害桐花树的主要原因。而根系抗氧化保护酶对0.25~10 mg.L-1的Cd2 胁迫均能起到保护性的防御作用,保护酶CAT、POD活性的增强是桐花树抗Cd2 污染过氧化伤害的主要机理之一,根系膜保护酶POD和CAT活性可以作为对环境Cd2 污染响应的生物学指标。  相似文献   

11.
植物对病原物的抗性是一个很复杂的生命现象。目前人们认识到植物的抗病过程有很多基因和一些相互关联的信号传导途径参与。人们对植物抗病的分子机制的了解,很多是来自以拟南芥作为材料所进行的大量研究。对植物抗病性的了解是一步步深入的,其进展与研究方法和技术的不断改革密不可分,其中实验材料的模式化使得研究更加集中、更具有通用性,所使用的资源更丰富,强有力地推进了研究的深入进行。在此,对拟南芥这个模式植物在植物抗病性的遗传和分子机制研究中的作用做了阐述。  相似文献   

12.
为探究不同甜玉米自交系幼苗期对镉的响应差异,发掘与甜玉米苗期耐镉性状相关的分子标记位点,选取13份甜玉米自交系进行镉胁迫处理(Cd浓度为0.01 mol·L-1),综合评价甜玉米幼苗生理指标差异,并寻找与甜玉米苗期耐镉性相关的简单重复序列(SSR)分子标记。结果显示,从耐镉性判断,KY188、M114A为敏感型自交系,T96-4、M3、T35和T8-1为耐受型自交系。与对照处理相比:KY188(敏感型)经过镉胁迫处理后,叶绿素含量随时间推进显著(P<0.05)降低,苗高、总根数、根长、地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重、总鲜重、总干重分别显著(P<0.05)降低了18.87%、24.32%、21.13%、58.86%、2.04%、33.77%、26.11%、47.11%、14.29%;T96-4(耐受型)经过镉胁迫处理后,上述指标无显著变化。通过相关性分析,共检测到9个与甜玉米苗期耐镉性状相关的SSR标记,分别位于第2、3、4、5、6、8、9、10号染色体上。  相似文献   

13.
重金属Cd胁迫对不同玉米品种生理生化指标的影响   总被引:3,自引:1,他引:2  
李晔  李玉双  孙丽娜  程全国 《安徽农业科学》2011,(5):2627-2628,2657
[目的]研究重金属Cd胁迫对不同玉米品种生理生化指标的影响,为重金属生态毒理学研究提供理论依据。[方法]以辽宁地区大面积种植的玉米品种铁南2号、营丹11号和郑丹958号为供试材料,探讨了不同浓度Cd2+胁迫对玉米种子萌发及幼苗生理生化指标的影响。[结果]低浓度Cd胁迫表现为一定的刺激作用,较高浓度在某种程度上则表现了明显的抑制性。当Cd2+浓度大于5 mg/L时,对不同玉米种子萌发均有明显的抑制效应,并且随着Cd2+浓度的增加,对Cd耐受程度不同的玉米品种其幼苗生长及其外渗电导率、叶绿素含量等生理生化指标产生明显差异。[结论]铁南2号玉米品种对重金属Cd的抗性明显高于其他2种玉米品种。  相似文献   

14.
[目的]研究洋葱、大蒜和油菜中Ran基因与拟南芥Ran2基因的同源性,以确定3种植物材料能否作为拟南芥的替代材料研究Ran定位。[方法]采用RT-PCR方法,以拟南芥Ran2的引物分别从洋葱、大蒜和油菜分裂细胞提取的总RNA中扩增出相应片段DNA(AcRan,AsRan,BnRan),经凝胶电泳回收相应PCR产物,克隆到pMD18-T载体上,转化到DH5α中,抽提质粒,经酶切、PCR鉴定确定阳性克隆,将阳性克隆的菌体进行测序、比对分析。[结果]洋葱、大蒜和油菜的Ran基因开放阅读框分别为666、663和666bp;分别编码221、220和221个氨基酸,分子量约24.3kD;与拟南芥AtRan2氨基酸序列同源性分别为99.1%、100%(除末端缺少1个天冬氨酸D外)和96.4%;进化树分析显示洋葱和大蒜Ran基因与拟南芥进化关系更近,其根尖可代替拟南芥根尖研究Ran基因的定位或相关生物学功能。将该实验克隆的3种植物Ran基因序列与收集的14种植物的Ran序列共28种进行氨基酸同源性比对及进化树分析表明,高等植物Ran基因绝大多数在进化树中处于同一位置,同源性高达90%以上(拟南芥AtRan4和水稻OsRan4例外),因此,它们可能在植物细胞分裂过程中起着相似的作用;且3种植物在受动结合域(EBD)和酸性末端(AT)存在不同;而拟南芥AtRan4缺少这2个功能域,可能与AtRan1~3具有不同的作用。[结论]为进一步研究植物Ran基因的生物学功能奠定了基础。  相似文献   

15.
mrs2(mitochondrial RNA splicing2)基因是植物线粒体中Ⅱ类内含子自我剪接缺陷的抑制基因,同时参与了植物中镁离子的运输。本研究利用已经分离的植物的mrs2基因,鉴别出MRS2结构域,同时对拟南芥和水稻中的mrs2基因家族的成员进行了鉴定;利用这些基因编码的蛋白质序列构建了系统发生树,并进行了序列保守性分析,最后查找了相关基因的EST表达信息。结果表明:①系统发生分析表明拟南芥和水稻的mrs2基因的结构在拟南芥和水稻分离之前已经形成,并在分离之后按照物种特异性的方式进行了扩张;②MEME分析表明植物的Mrs2蛋白质具有高度保守的基序,并且在蛋白质中的排列顺序也大致相似;③mrs2基因在拟南芥和水稻中的表达有差异,但在部分表达上仍保持了一致性。  相似文献   

16.
[目的]研究不同浓度Cd、Cu胁迫下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化水平和状态变化。[方法]以0、0.5和5.0 mg/L Cd2+、0.5和5.0 mg/L Cu2+处理21 d的拟南芥为材料,提取基因组DNA,进行甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymor-phism,MSAP)分析。[结果]0、0.5 mg/L Cd2+、5.0 mg/L Cd2+、0.5 mg/L Cu2+和5.0 mg/L Cu2+处理组DNA的MSAP比率分别为30.2%、34.7%、41.0%、33.9%、39.2%。0.5 mg/L Cd2+、5.0 mg/L Cd2+、0.5 mg/L Cu2+、5.0 mg/L Cu2+处理组的DNA甲基化多态性比例分别为2.6%、13.2%、2.4%、11.2%。[结论]Cd、Cu胁迫下拟南芥基因组DNA甲基化水平的增加及DNA甲基化多态性的提高与Cd、Cu处理浓度呈显著正相关,且Cd对DNA甲基化水平和多态性改变的作用大于Cu。  相似文献   

17.
植物分子遗传学在挖掘作物重金属积累相关基因中的作用   总被引:1,自引:0,他引:1  
随着我国农田土壤重金属污染问题日益严重,导致农产品重金属超标时常发生。如何阻控重金属在作物可食部位的积累,保证农产品安全和重金属中、低污染农田的安全利用,已成为我国农业生产急需解决的问题。培育重金属低积累作物品种,实现作物可食部位重金属含量达标,是解决重金属中低污染农田安全利用的经济而有效的手段之一。培育作物重金属低积累品种需要克隆控制重金属积累的相关基因,并阐明其分子遗传机理。以Os NRAMP5、Os HMA3和CAL1三个控制水稻镉吸收、转运和分配的基因为实例,介绍植物分子遗传学在挖掘作物重金属积累相关基因中的作用,包括基于正向遗传学和反向遗传学的方法,克隆控制镉在作物中积累的基因,并阐述这些功能基因控制重金属积累的分子遗传机理,同时展望这些基因在培育重金属低积累品种中的应用前景。  相似文献   

18.
利用拟南芥中的CBLs基因序列在GenBank中搜索比对大白菜的基因组序列和EST序列,鉴定出13个大白菜的CBL基因,分别命名为BrCBL1至BrCBL13,并对这些基因预测编码的蛋白序列进行特征分析和遗传进化比较分析,为进一步研究它们在大白菜逆境响应过程中的功能和利用它们进行大白菜抗逆分子育种奠定了基础。  相似文献   

19.
镉-苯并(a)芘单一及复合污染对小麦种子萌发的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过高等植物生态毒理试验,以根长、芽长和发芽率为主要测定指标,研究了镉-苯并(a)芘单一/复合污染对小麦种子萌发的影响,以考察两者复合污染的生态效应并筛选敏感毒性诊断指标。结果表明,镉与苯并(a)芘单一/复合污染条件下,小麦根伸长、芽长和发芽率均受到不同程度的影响。其中,镉单一污染条件下小麦的根长和芽长显著高于对照,表现为刺激生长效应;苯并(a)芘单一污染胁迫显著抑制了小麦根长和芽长的伸长;两者复合污染促进了小麦的生长。单一污染条件下,苯并(a)芘对小麦种子早期生长的毒害效应大于镉。两种污染物在供试浓度范围内相互作用的联合毒性效应为拮抗特征。3个指标中,小麦发芽率的指示效应最不明显。  相似文献   

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