科研产出
干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸（ABA）不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照（CK）、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理（CK+ABA）的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）编码基因、脯氨酸（Pro）合成关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）编码基因及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）编码基因的表达量显著增加，内源ABA含量、Pro含量和CAT、SOD、APX、POD活性显著提高，而干旱+ABA处理能更进一步增强上述基因的表达，使ABA含量、Pro含量及相关抗氧化酶活性的增幅更显著，从而提高干旱胁迫下甘蔗清除过量活性氧的能力，降低H2O2含量，提高甘蔗抗旱性。
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干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探讨甘蔗桂热2号（GR2）对干旱胁迫及外源脱落酸（ABA）的响应机制，以ROC22（抗旱性强）为对照（CK），采用自然干旱的方式，分析GR2在干旱胁迫不同天数时生理指标的变化特点。结果表明，GR2在干旱胁迫下叶片内源激素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量显著提高。与CK相比，GR2在胁迫前期（0～5d）可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅相对较大，丙二醛含量相对稳定，胁迫中期（7～9d）ABA、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅相对较大。外源ABA处理能增强GR2内源激素含量的积累能力，提高其抗氧化酶SOD、APX及过氧化物酶活性，有效缓解渗透物质的积累，使其含量处于较低水平。综合表明，GR2是一个抗旱性较强的品种，外源ABA能提高其抗旱能力。
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玉米种子萌发特性对不同浓度PEG-6000的响应
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同浓度聚乙二醇6000（PEG-6000）对玉米萌发特性的影响,为广西抗旱玉米新品种选育提供参考依据。【方法】以玉米品种桂单162为试验材料进行PEG-6000模拟干旱胁迫,测定分析其在不同浓度[0（对照,CK）、5%、10%、15%、20%、25%和30%]PEG-6000溶液处理下的发芽势、发芽率、萌发指数、胚根长、胚芽长、幼苗全长、胚根干重、胚芽干重和贮藏物质运转率等萌发指标。【结果】随着PEG-6000浓度的提高,玉米种子的发芽势、发芽率、萌发指数、胚根长、胚芽长、幼苗全长、胚根干重、胚芽干重和贮藏物质运转率均呈逐渐下降趋势。当PEG-6000浓度为25%时,上述各指标较CK分别极显著下降77.03%、68.24%、75.52%、73.04%、83.86%、77.51%、89.67%、92.64%和91.68%（P<0.01,下同）,与PEG-6000浓度为30%时的相应指标相比均无显著差异（P>0.05）,但与PEG-6000浓度为20%时相比除胚芽长外均显著（P<0.05）或极显著低于其他相应的指标。相关分析结果表明,PEG-6000浓度与种子发芽势、发芽率、萌发指数、胚根长、胚芽长、幼苗全长、胚根干重、胚芽干重和贮藏物质运转率均呈极显著负相关,相关系数分别为-0.985、-0.886、-0.971、-0.975、-0.980、-0.990、-0.978、-0.978和-0.979。【结论】不同浓度PEG-6000干旱胁迫对玉米种子发芽势、发芽率、萌发指数、胚根长、胚芽长、幼苗全长、胚芽干重、胚根干重和贮藏物质转运率等具有明显的抑制作用,提高PEG-6000浓度会延缓玉米种子发芽时间,降低发芽能力,限制其胚根和胚芽的生长发育,使种子的贮藏物质运转率降低。在玉米干旱胁迫研究中建议选用的PEG-6000浓度为15%或20%。
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干旱胁迫对甘蔗根系碳氮代谢的影响
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究甘蔗根系响应水分变化的碳氮代谢生理应答机理,为后续研究甘蔗的抗旱性和高产栽培研究提供参考.[方法]以新台糖22号为试验材料,在大棚中采用桶栽方式,模拟自然干旱胁迫过程,在处理开始后第0、1、3、5、7、9、11、15、19和25 d采样并测定土壤水含量及甘蔗根系的水含量、碳水化合物和氮同化产物含量及关键酶活性,分析各项指标干旱胁迫后的动态变化趋势.[结果]干旱胁迫下,甘蔗根系水含量逐渐降低,至干旱胁迫第25 d时,根系水含量降至19.42%,较第0 d(75.64%)时降低56.22%(绝对值).随着干旱胁迫时间的延长,氮代谢中脯氨酸和游离氨基酸含量随着干旱程度的加重而逐渐增加,于干旱处理第25 d时均达最高值,分别为85.69和20.08 mg/gFW,而硝酸还原酶活性变化呈前期降低、中期升高、后期又逐渐下降的波动变化趋势.碳代谢中的可溶性糖含量波动升高,干旱胁迫第19 d时达最高值(4.47 mg/gFW),干旱胁迫第25 d时出现回落;淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反,干旱胁迫第25 d时淀粉含量降至最低值(0.55 mg/gFW),但淀粉酶活性逐渐升至最高值[18.15 mg/(gFW·min)].[结论]干旱胁迫下甘蔗根系通过调节碳氮代谢关键酶活性、碳水化合物和氮同化物含量从而避免干旱对根系的伤害,保障甘蔗正常生长发育,但根系只能在一定时间范围内抵御干旱胁迫造成的伤害,因此需要在干旱初期阶段做好防范措施.
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甲基环丙稀对干旱胁迫苗期甘蔗叶绿素荧光参数的影响
《西南农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究甲基环丙稀(1-MCP)对干旱胁迫下甘蔗苗期叶绿素荧光参数的影响情况,为苗期甘蔗的干旱生理生化研究提供参考依据.[方法]在封闭空间,对5~8叶苗期甘蔗设置正常供水(处理1)、正常供水+ 1.0 mg/L 1-MCP熏蒸(处理2)、干旱胁迫(处理3)和干旱胁迫+ 1.0 mg/L 1-MCP熏蒸(处理4)处理,测定各处理甘蔗叶片的叶绿素含量和叶绿素荧光参数等指标,分析1-MCP对干旱胁迫苗期甘蔗叶绿素荧光参数的影响.[结果]在正常供水时,处理1和处理2甘蔗的叶绿素总含量均保持在较高水平,且相对稳定;在干旱胁迫时,处理3和处理4甘蔗的叶绿素总含量均明显低于处理1和处理2,且随着干旱胁迫时间的延长,处理4甘蔗的叶绿素总含量显著高于处理3(P <0.05,下同).在正常供水时,处理1和处理2甘蔗叶片的PSII光能转换效率(Fv/Fm)、PSII实际利用量子产量(Yield)、电子传递效率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和叶非光化学淬灭系数(qN)等叶绿素荧光参数较稳定,无显著差异(P>0.05);在干旱胁迫时,处理3和处理4甘蔗叶片的Fv/Fm、Yield、ETR和qP显著低于处理1和处理2,qN显著高于处理1和处理2,其中,在干旱胁迫的第3~5天,处理4甘蔗叶片的Fv/Fm、Yield、ETR和qP均显著高于处理3,qN显著低于处理3.[结论]用1.0 mg/L 1-MCP熏蒸受干旱胁迫的苗期甘蔗,能减缓其叶片叶绿素总含量、Fv/Fm、Yield、ETR和qP的下降速度,降低qN升幅,在短期内有利于缓解干旱对苗期甘蔗的伤害程度,可在苗期甘蔗干旱生理生化研究中参考应用.
关键词： 甘蔗 苗期 干旱胁迫 甲基环丙烯(1-MCP) 叶绿素荧光参数
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玉米灌浆期籽粒应答干旱胁迫的差异蛋白质组分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了揭示玉米灌浆期抗旱调节机制,从蛋白质水平分析玉米灌浆期籽粒应答干旱胁迫的差异表达蛋白的特征和功能进行研究。本研究以耐旱性弱玉米自交系‘掖478’和耐旱性强玉米自交系‘黄早四’为试验材料,采用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术,对干旱胁迫下差异表达蛋白进行比较研究。结果表明,2种玉米自交系在正常供水和干旱胁迫下共鉴定到蛋白4 273个,干旱胁迫相比正常供水处理,‘掖478’差异表达蛋白有63个,包括上调10个,下调53个‘;黄早四’差异表达蛋白有438个,包括上调200个,下调238个。对差异表达蛋白进行基因本论(GO)注释表明,蛋白参与较多的生物过程是细胞过程、代谢过程、单一生物过程和刺激应答;细胞组件类别中蛋白主要分布在细胞、细胞部分、细胞器和大分子复合物;分子功能类别蛋白主要具备催化活性、绑定和结构分子活性。对刺激应答和生物调控差异表达蛋白分析发现,蛋白酶水解抑制剂、抗氧化酶、脱水蛋白、脱落酸应答蛋白和类防御素等蛋白在耐旱性强玉米自交系中表达水平发生了显著改变,他们在玉米灌浆期籽粒响应干旱胁迫过程中发挥了重要作用。相比耐旱性弱玉米自交系,耐旱性强玉米自交系,体内更多蛋白发生了差异表达,它们的共同协作能更好地适应干旱胁迫。本研究结果为玉米抗旱分子育种提供了理论基础。
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甘蔗抗旱性及抗旱育种研究进展
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗(Saccharum officinarum)是主要的糖料作物,具有重大的经济价值.世界各国在甘蔗种植面积相对稳定的情况下,通过遗传改良来选育和推广优良甘蔗新品种是保持甘蔗生产可持续发展的重要科技手段.甘蔗生产面临许多制约因素,干旱是影响甘蔗生产的主要非生物胁迫之一,对甘蔗的生长发育有重大影响,选育高产高糖抗旱新品种是甘蔗育种的主要目标之一.甘蔗抗旱性是由多种机理共同起作用的复杂过程,为了更好地了解甘蔗抗旱机制和抗旱育种进展,本研究主要从甘蔗的形态特征(叶片和根系的形态结构特征)、生理生化指标(质膜透性,渗透调节,抗氧化酶活性)、甘蔗抗旱相关基因、甘蔗抗旱相关蛋白以及抗旱种质资源鉴定评价等方面对甘蔗抗旱生理基础及其分子机制研究进展进行概述,以及对甘蔗传统抗旱育种和现代分子抗旱育种(转基因育种,DNA甲基化育种)进行概述,以期为中国甘蔗抗旱研究与抗旱遗传育种提供一些思路.
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