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长叶红砂是一种强旱生泌盐盐生植物,对盐渍荒漠环境具有极强的适应性。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。本研究利用已有长叶红砂转录组数据库中SOD基因的已知序列设计引物,采用PCR方法克隆得到大小为663 bp、编码220个氨基酸的SOD基因的开放阅读框,并将其定名为RtSOD。预测该基因编码蛋白分子量为55.90 kDa,理论等电点5.11。多重序列比对分析结果显示该蛋白属于Cu/Zn SOD家族,与其他植物中SOD蛋白同源性较高。系统进化分析结果显示RtSOD基因与刚毛柽柳的SOD基因亲缘关系较近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示NaCl、4 ℃、PEG、H2O2及ABA处理均能诱导该基因表达。构建RtSOD真核表达载体,将其转化到拟南芥中,结果发现:盐、干旱胁迫条件下,转RtSOD基因拟南芥的生长状况明显优于野生型,转基因株系抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和脯氨酸含量较野生型显著升高,H2O2及MDA含量较野生型显著降低。qRT-PCR检测发现转基因拟南芥中响应逆境胁迫相关基因的表达量均显著高于野生型。上述结果说明RtSOD基因的过表达可提高转基因植物的抗逆性,进一步说明RtSOD参与长叶红砂对非生物胁迫的响应,是该植物抗氧化系统中的重要元件。 相似文献
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锰胁迫对黄花草种子萌发及幼苗生理生化特征的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明锰胁迫下黄花草的抗性生理适应机制,以该植物种子为试验材料,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000 μmol·L-1)胁迫对黄花草种子萌发、幼苗生长的影响及胁迫7、15、30 d生理生化特征的变化。结果表明:1)随着锰浓度的增加,黄花草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈下降趋势;幼苗芽长、根长、生物量和根冠比则先增加后下降,呈现出“低促高抑”现象;2)1000~5000 μmol·L-1锰处理增加了黄花草幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值;当浓度继续增加且胁迫时间延长时,叶绿素含量和叶绿素a/b值降低;3)在胁迫第7天,黄花草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性随锰浓度增加逐渐下降,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随锰浓度增加呈上升趋势;在胁迫第30天,SOD和POD活性均显著下降,CAT活性无明显下降;4)黄花草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在胁迫第7、15天随锰浓度增加而增加,在胁迫30 d后则均下降;5)丙二醛(MDA)含量随着锰浓度的增加和胁迫时间的延长而显著增加。研究结果表明,1000~5000 μmol·L-1锰处理会促进黄花草幼苗的生长;该植物可以通过不同抗氧化酶差异化响应及渗透调节物质含量的提高,减轻高浓度锰胁迫所造成的损伤,提高对锰的耐性。 相似文献
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以细叶百合LpWRKY20基因为研究对象,通过荧光定量(qRT-PCR)分析该基因在不同非生物胁迫中的表达,结果表明,在不同非生物胁迫中该基因表达量存在差异。利用叶盘法将pBI121-LpWRKY20-GFP植物表达载体转入烟草并获得转基因株系。在干旱胁迫条件下,转基因植株的表型优于野生型;转基因植株超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,且随着时间的延长这种清除体内自由基的能力在显著升高,而丙二醛(MDA)含量均低于野生型,说明转基因植株细胞膜受损程度较低,具有较强的自我修复能力。干旱条件下表型及生理指标的变化均表明转基因植株具有较强的抗旱性,初步推断LpWRKY20具有抗旱的功能。 相似文献
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《草业学报》2020,(1)
以细叶百合LpWRKY20基因为研究对象,通过荧光定量(qRT-PCR)分析该基因在不同非生物胁迫中的表达,结果表明,在不同非生物胁迫中该基因表达量存在差异。利用叶盘法将pBI121-LpWRKY20-GFP植物表达载体转入烟草并获得转基因株系。在干旱胁迫条件下,转基因植株的表型优于野生型;转基因植株超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,且随着时间的延长这种清除体内自由基的能力在显著升高,而丙二醛(MDA)含量均低于野生型,说明转基因植株细胞膜受损程度较低,具有较强的自我修复能力。干旱条件下表型及生理指标的变化均表明转基因植株具有较强的抗旱性,初步推断LpWRKY20具有抗旱的功能。 相似文献
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C2H2型锌指蛋白ZAT10在植物应对外界非生物胁迫中具有重要的作用。克隆得到紫花苜蓿C2H2型锌指蛋白MsZAT10基因。该基因开放阅读框全长762 bp,编码253个氨基酸。ZAT10蛋白含有2个单C2H2型保守结构域,有典型的QALGGH保守基序,属于C2H2型锌指蛋白。氨基酸序列比对和进化树分析表明,紫花苜蓿MsZAT10与蒺藜苜蓿MtZAT10亲缘关系最近,其氨基酸的相似性为76%。构建植物表达载体pCBM-MsZAT10,通过农杆菌介导法转化到烟草,经过草丁膦(PPT)抗性筛选和聚合酶链式反应(PCR)鉴定,获得25株阳性植株。荧光定量PCR(qRT-PCR)检测表明,MsZAT10基因在转基因株系中得到表达。选取3个转基因株系进行抗逆性分析,在-4 ℃条件下处理2 h,转MsZAT10基因烟草叶片的萎蔫程度和相对电导率均低于野生型烟草。在0 ℃条件下处理5 h,转MsZAT10基因烟草与野生型烟草相比积累更多的脯氨酸和可溶性蛋白,但丙二醛(MDA)含量要低于野生型烟草。另外,在300 mmol·L-1 NaCl溶液中处理4 d,转MsZAT10基因烟草的打孔叶圆片仍保持绿色而野生型烟草明显失绿。以上结果表明MsZAT10基因在提高烟草对低温和盐胁迫的抗性方面具有重要的作用。 相似文献
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本试验研究了温室盆栽条件下带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的多年生黑麦草喷施不同浓度水杨酸(SA)后,持续干旱胁迫15 d和对照水分两种条件下,多年生黑麦草的叶片相对含水量(RLWC)、叶绿素含量(Chl)、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量等生理指标的变化,以明确干旱胁迫下SA和内生真菌对多年生黑麦草的影响。结果表明,在干旱胁迫下,感染内生真菌的多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SS含量显著(P<0.05)高于未感染内生真菌的多年生黑麦草植株;一定浓度的 SA增加了多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SOD活性、Pro和SS含量,降低了MDA含量,且最适水杨酸浓度为0.25和0.50 mmol·L-1;内生真菌与SA互作显著(P<0.05)提高了多年生黑麦草SOD活性、POD活性和叶绿素含量。该结果说明内生真菌与SA都能提高多年生黑麦草的抗旱性,即内生真菌和SA通过提高寄主的渗透调节和活性氧清除系统进而提高了寄主的抗旱性。 相似文献
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外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应 总被引：1，自引：0，他引：1
探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H2O2)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H2O2和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H2O2和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。 相似文献
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bHLH家族是植物中第二大转录因子家族，对植物的生长发育、次生代谢和环境胁迫应答都起着重要的作用。本研究以神农香菊叶片cDNA为模板克隆了CibHLH1的全长序列，该基因全长738 bp，开放阅读框为630 bp。多序列比对分析及系统进化树结果表明，CibHLH1与菊花的CmbHLH1同源性最高。不同组织部位的荧光定量数据显示该基因在花中表达量最高，在根中表达量最低，亚细胞定位结果显示该基因定位在细胞核中。为进一步研究CibHLH1的功能，通过叶盘法将其转化烟草，发现过表达CibHLH1烟草叶片黄化，测定叶绿素含量发现，叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均显著降低。测定转基因烟草的光响应曲线及光合生理指标，结果表明过表达CibHLH1降低了烟草的最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点和水分利用率，但其蒸腾速率、气孔导度和光补偿点均增加。综上所述，CibHLH1能够通过降低光合色素的含量而影响植物的光合能力。 相似文献
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为探讨水杨酸(SA)对海滨雀稗耐寒性的影响,以海滨雀稗“白金”品种为材料,分析了外源水杨酸(1 mmol·L-1)预处理对适温(30 ℃/25 ℃,昼/夜),冷害(8 ℃/4 ℃)和冻害(2 ℃/-2 ℃)3种温度处理下海滨雀稗生长速率和草坪质量、叶片电导率(EL)和丙二醛(MDA)含量、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、脂肪酸含量及脂肪酸不饱和指数的影响。结果表明,在冷害和冻害下,草坪质量下降,叶片EL增大,MDA含量升高,叶片SOD、POD和CAT活性升高;而外源SA预处理显著缓解低温对海滨雀稗草坪质量的伤害,降低叶片EL和MDA含量,提高SOD、POD和CAT活性。低温下叶片不饱和脂肪酸含量升高,饱和脂肪酸含量下降,而外源SA预处理将进一步显著提高不饱和脂肪酸的含量和脂肪酸不饱和指数。因此,外源SA预处理显著提高冷害和冻害胁迫下海滨雀稗叶片的不饱和脂肪酸含量和不饱和指数,从而维持低温胁迫下细胞膜的稳定性,增强抗氧化能力,缓解低温对植株的伤害而提高耐寒能力。 相似文献
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为探讨浦绿对多年生黑麦草（Lolium perenne）耐热性的影响,以热敏感品种‘顶峰’（Pinnacle）为材料,研究了浦绿（1.95 mL·L-1）预处理对热胁迫下（35℃/30℃,昼/夜）多年生黑麦草的草层高度和草坪质量、叶片细胞膜稳定性、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和叶绿素（Chlorophyll,Chl）含量、叶绿素荧光参数和气体交换参数、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明,高温抑制了黑麦草的生长,显著降低了叶片Chl含量、草坪质量和叶片光合碳同化能力,提高了叶片电导率、MDA含量和抗氧化酶活性。浦绿预处理显著降低了黑麦草草层高度,提高了热胁迫下叶片Chl含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光化学猝灭系数、电子传递速率和PSⅡ实际光化学效率,降低了非光化学猝灭系数,增加了叶片抗氧化酶基因的表达和酶活性,降低了叶片气孔和非气孔限制,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,从而提高了黑麦草的耐高温能力。综上所述,浦绿可有效提高多年生黑麦草的耐热性,从而提高其坪用性能。 相似文献
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外源硒对镉胁迫下黑麦草生长和生理的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为明确外源硒对重金属镉胁迫下黑麦草（Lolium multiflorum）的影响,本研究以一年生黑麦草品种"杰威"（Lolium multiflorum ‘Jiewei’）为试验材料,分析了施加0.05、0.1和1.0 mg·L-1硒对镉胁迫（60 mg·L-1）下黑麦草株高、根长、电导率（Electrolyte leakage,EL）、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：60 mg·L-1镉胁迫下黑麦草株高和根长显著（P<0.05）降低,EL和MDA含量显著升高,同时超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性显著升高而过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性显著降低,谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）、锰超氧化物歧化酶（Manganese superoxide dismutase,MnSOD）基因表达量显著下调,而过氧化物体抗坏血酸过氧化物酶（Peroxisomal ascorbate peroxidase,pAPX）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）基因表达量则显著上升;施加外源硒后,镉胁迫得到缓解,在硒浓度为0.1 mg·L-1时,株高和根长缓解效果最明显,EL和MDA降低,SOD活性下降以及POD活性上升,抗氧化酶基因表达量也恢复至对照水平,表明施加适宜浓度外源硒可调节抗氧化能力,从而维持细胞膜稳定性和有效缓解镉胁迫对黑麦草的毒害现象,其中硒浓度为0.1 mg·L-1时效果最好。 相似文献
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外源NO对渗透胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和生理特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为生物体广布的一种生理活性物质,可调节植物一系列生理生化反应,增强其对逆境的抵抗能力;为此,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究外源NO对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:15%PEG-60000渗透胁迫下,0.1 mmol·L-1NO供体硝普钠(Sodium nitroprus-side,SNP)可显著减轻对幼苗生长的抑制;促进脯氨酸(Pro)的累积,延缓幼苗叶片的水分散失(P<0.05);可诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,减缓丙二醛(MDA)的积累,显著缓解因渗透胁迫诱导的细胞膜脂过氧化过程(P<0.05),增强其抗渗透胁迫能力,且随着胁迫程度的加剧效果越佳。0.5 mmol·L-1SNP处理对黑麦草幼苗生长影响不显著,促进保护酶活性及缓解氧化损伤的作用较0.1 mmol·L-1SNP处理显著减弱。外源NO诱导植物水分及抗氧化酶系活性的变化,是植物在渗透胁迫下维持正常生长的重要抗逆生理机制。 相似文献
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镉（Cd）是矿区重金属污染的主要元素之一，严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素（CTK）能够缓解镉对植物的毒害，但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10，该基因具有6个外显子，编码598个氨基酸。进化分析表明，LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子（B-ARRs）聚为一组，其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示，LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明，CTK（25 μmol·L-1 6-BA）和Cd（200 μmol·L-1 CdCl2）处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达；而在叶片中，LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后，根长和鲜重没有显著差异；而在含有Cd（180 μmol·L-1 CdCl2）的MS培养基中，过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上，LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。 相似文献
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苏打碱胁迫对多年生黑麦草的生理影响 总被引：5，自引：0，他引：5
为研究苏打碱胁迫对多年生黑麦草幼苗的生长和生理特性的影响,采用水培实验,用0.1 mol/L的Na2CO3 和NaHCO3 溶液配置pH=8.2、pH=9.1、pH=9.9、pH=10.9四个梯度的处理液,以去离子水pH=6.5作为对照,探讨pH值对黑麦草蒸腾速率、株高、根长、含水量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)活性的影响。结果表明,随着pH的升高,幼苗的株高、根长、含水量、相对蒸腾速率及叶绿素含量都显著下降,而根冠比呈先升后降的趋势。随着处理液的pH值从8.2递增至10.9,叶片中的MDA含量从对照的7.0 nmol/g FW逐步上升到30.0 nmol/g FW;而SOD活性先高后低,当pH=9.1时,最高含量为8.4 U/mg蛋白;CAT的活性则从对照的118.5 U/(min·g 蛋白)逐步递减至47.1 U/(min·g 蛋白);而POD活性呈现递增的趋势,当pH达到最高时,POD活性是对照的4倍多。 相似文献
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以白三叶为试验材料,对其进行不同浓度Cd2+(0, 100, 200, 300, 400, 500 μmol/L)胁迫7 d,结果表明,随Cd2+浓度增加,白三叶各营养器官Cd积累量随之升高,各器官对Cd的富集能力表现为:根>叶>茎;同时,富集在叶片部分的Cd对白三叶叶片产生了毒害作用,使叶肉细胞的细胞壁着色加深,栅栏组织细胞以及海绵组织细胞的形状、大小及细胞排列的疏密程度发生改变。Cd2+胁迫后,白三叶叶片叶绿素含量显著降低(P<0.05),叶片的MDA含量呈上升趋势,且与Cd2+浓度之间存在剂量效应关系;整个胁迫过程中,SOD,POD和CAT活性则呈先升高后降低的趋势。相关性分析结果表明,Chl a和Chl b含量与Cd2+浓度间呈极显著负相关;MDA含量与Cd2+浓度间呈极显著正相关;SOD,POD,CAT之间呈极显著正相关,三者发挥协同作用以抵抗逆境毒害,体现了白三叶对重金属Cd的适应性。 相似文献
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铅梯度胁迫对多年生黑麦草幼苗生理生化特性影响 总被引：5，自引：0，他引：5
本试验以盆栽黑麦草幼苗为材料,研究了不同的胁迫时间(7,14,21,28 d),不同的铅浓度(500,1 000,1 500 mg/L)对黑麦草的抗氧化酶(SOD、POD)、细胞膜(MDA、相对电导率)及渗透调节物质(SS、Pro)的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,黑麦草叶片中的SOD活性变化整体为先上升后下降,在低浓度(500和1 000 mg/L)和短时间(7和14 d)胁迫下SOD活性明显升高,之后快速降低。POD活性随着胁迫时间及铅浓度增加呈显著的下降趋势,在28 d时,1 500 mg/L浓度下,POD活性最低,为45.9 U/g。随着胁迫时间及铅浓度的增加,MDA含量及相对电导率整体呈上升趋势,且MDA含量与铅浓度呈线性正相关(r2>0.96)。可溶性糖(SS)含量变化复杂,在较高浓度及较长时间作用下趋于减少。脯氨酸(Pro)含量在较低铅浓度胁迫下会明显增加,但浓度过高超过黑麦草忍耐极限,就会有所下降。表明黑麦草在重金属铅胁迫中经历了一个忍耐和逐渐受损的过程。 相似文献
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为探究24-表油菜素内酯（EBR）对多年生黑麦草（Lolium perenne）幼苗盐胁迫下的缓解作用,以较耐盐品种‘爱神特’（Accent）和盐敏感品种‘夜影’（Evening Shade）为材料,研究施用外源EBR对NaCl胁迫下黑麦草幼苗的丙二醛（MDA）、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、过氧化氢（H2O2）及抗氧化酶等生理指标的影响。结果表明：盐胁迫下施用外源EBR能够显著降低幼苗的MDA含量,降低膜质过氧化水平,提高脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质的含量,减少H2O2的积累,增加抗氧化酶活性,可有效缓解盐胁迫对幼苗所造成的伤害,且2个品种对EBR处理的敏感程度以及在不同处理时间的表现存在差异,对盐敏感品种夜影的缓解效果更明显,且前期处理效果更佳。 相似文献