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红树植物功能性状对盐和铜胁迫的响应

生态学报 2024年第3期44卷 1284-1297页

作者：张晓婷王俊杰广西山口红树林生态国家级自然保护区管理中心北海536000 深圳大学生命与海洋科学学院深圳518060

目前,室内通过人工控制方式开展红树林对环境胁迫的响应研究,忽视了不同红树植物物种的生长习性,且以单一胁迫为主。通过野外生长与人工控制相结合方式,研究5个时期(2018.6—2020.8)盐和铜胁迫对3种红树植物(秋茄、拉关木和木榄)11种功... 详细信息

目前,室内通过人工控制方式开展红树林对环境胁迫的响应研究,忽视了不同红树植物物种的生长习性,且以单一胁迫为主。通过野外生长与人工控制相结合方式,研究5个时期(2018.6—2020.8)盐和铜胁迫对3种红树植物(秋茄、拉关木和木榄)11种功能性状的影响,使用单因素和双因素方差分析研究不同时期不同树种下盐和铜胁迫对叶片功能性状的影响,回答红树植物功能性状对盐和铜单一及复合胁迫响应的科学问题。结果表明,不同时期下,三种红树植物功能性状具有明显差异。随着时间增长,三种植物的碳含量和冠层高度均呈升高趋势,其他功能性状因物种不同而表现出不同趋势;与乡土红树植物(秋茄和木榄)相比,外来入侵物种(拉关木)具有更快的生长速度。不同时期下,拉关木比秋茄和木榄具有更好耐盐性,三个物种的植物生长发育对铜胁迫的响应均不敏感。大部分时期下,单一盐胁迫对拉关木的植物功能性状无显著影响(P胁迫对三个物种的绝大多数功能性状无显著影响。另外,盐-铜复合胁迫对秋茄叶片碳、磷、氮磷比及冠层高度有显著影响(P<0.05),对拉关木叶片碳、铜含量、冠层高度、比叶面积有显著影响(P<0.05),仅对木榄SPAD值有显著影响(P<0.05)。在红树林保护修复工作中,研究成果可为红树林退化原因和机理阐释、红树林生长监测评估、生境治理以及树种选择提供一定的理论依据。

关键词：红树林盐铜胁迫植物功能性状

连翘多胺氧化酶基因家族的鉴定及干旱和盐胁迫下的表达分析

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中草药 2024年第9期55卷 3077-3084页

作者：陈佳茜郭广洋谭新杰吕淑芳胥华伟原梦邓萍侯典云河南科技大学农学院河南洛阳471023 河南省药食兼用资源评价与创新利用工程研究中心河南洛阳471023

目的研究连翘多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)基因家族在盐和干旱胁迫下的响应特征。方法通过分析连翘转录组数据鉴定出5个连翘PAO基因家族成员,结合蛋白质理化性质和基序分析、蛋白质结构分析、系统进化分析、结构域等方式进行相关... 详细信息

目的研究连翘多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)基因家族在盐和干旱胁迫下的响应特征。方法通过分析连翘转录组数据鉴定出5个连翘PAO基因家族成员,结合蛋白质理化性质和基序分析、蛋白质结构分析、系统进化分析、结构域等方式进行相关性分析,并探究了盐和干旱胁迫下PAO基因的表达水平。结果连翘PAO基因家族氨基酸数介于235~541 aa,相对分子质量在26069~59328,等电点在5.27~5.86;不稳定系数为35.68~44.14,总平均亲水性皆为负值,推测连翘PAO家族蛋白均为不稳定型、酸性、亲水性蛋白,α-螺旋与无规则卷曲为蛋白主要二级结构形式。结论鉴定出的5个连翘PAO基因家族成员均具有特异性表达模式;在盐和干旱胁迫下5个连翘PAO基因家族成员的表达均受到诱导,可能参与连翘的盐胁迫及干旱胁迫响应调控,为深入探讨连翘PAO基因家族的功能奠定了基础。

关键词：连翘 PAO基因家族基因表达胁迫蛋白质结构分析

香蕉ADA1家族成员鉴定及其在生物和非生物胁迫下的表达分析

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生物工程学报 2024年第1期40卷 190-210页

作者：赵琪琪任纹慧朱慧菲吴秋桢张春渝许小琼罗彬彬黄玉吉陈裕坤林玉玲赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福建福州350002

Spt-Ada-Gcn5-乙酰转移酶(Spt-Ada-Gcn5-acetyltransferase,SAGA)是高度保守的辅助转录起始复合物,转录接头蛋白-激活的改变/缺失亚基1(alteration/deficiency in activation 1,ADA1),也称作组蛋白H2A功能互作因子1(histone H2A functional interactor 1,HFI1),它是SAGA核心模块中的一个亚基,在植物的生长发育和抗逆性方面发挥着重要的作用。为了解香蕉ADA1的分子特性,本研究基于香蕉基因组数据库,对香蕉ADA1基因家族成员进行鉴定,分析其基本理化性质、系统进化、选择压力、启动子顺式作用元件及生物与非生物胁迫下的表达等。结果显示,香蕉A、B及阿宽蕉基因组中分别有10、6、7个ADA1家族成员;成员均为不稳定的亲水性蛋白,均保守地含有SAGA-Tad1结构域,MaADA1和MbADA1均可与SAGA核心模块中的SAGA相关因子11(SAGA-associated factor 11,Sgf11)互作;系统发育显示香蕉ADA1基因家族成员可划分为3个亚族,进化过程中大多受纯化选择;香蕉ADA1基因家族成员的基因结构差异性较大;香蕉ADA1基因家族成员含有多个响应激素的作用元件;MaADA1-1可能对香蕉在低温胁迫下的抗性起着重要的作用,MaADA1均响应香蕉枯萎病菌胁迫。本研究表明,ADA1基因家族成员在香蕉中高度保守,并可能响应生物与非生物胁迫。

关键词：香蕉 Spt-Ada-Gcn5-乙酰转移酶激活的改变/缺失亚基1 全基因组鉴定胁迫

猪毛菜响应干旱胁迫的叶片结构、生理及转录组分析

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草业学报 2024年第1期33卷 75-88页

作者：谭炯锐查同刚张泽宇张晓霞滕红梅王玲丽赵莉丽王奥王馨珧运城学院生命科学系山西运城044000 北京林业大学水土保持学院北京100083 中建一局集团第三建筑有限公司北京100161 北京八达岭林场北京102112

为探究猪毛菜在表型、生理及分子层面对干旱胁迫的响应机制,采用控水法进行梯度干旱胁迫,对叶片进行解剖结构和生理指标测定及转录组测序。结果表明:干旱胁迫导致栅栏组织从致密变稀疏,晶簇先消失后增多;贮水组织厚度先增大后降低(P<0.0... 详细信息

为探究猪毛菜在表型、生理及分子层面对干旱胁迫的响应机制,采用控水法进行梯度干旱胁迫,对叶片进行解剖结构和生理指标测定及转录组测序。结果表明:干旱胁迫导致栅栏组织从致密变稀疏,晶簇先消失后增多;贮水组织厚度先增大后降低(P胁迫7、14和28 d的差异表达基因(DEGs)分别有103、1560和270个;基因本体(GO)富集分析表明各组合DEGs显著富集在蛋白质磷酸酶Ⅰ型复合体、膜的整体组件、氧化还原过程、氧化还原酶活性等条目中;京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明各组合DEGs同时显著富集在氧化磷酸化代谢、核糖体和光传导等通路中。非生物胁迫通路DEGs分析表明,热激蛋白基因、GPX2、POD、SOD、CPK19、CIPK9、MAP激酶基因、蛋白质降解通路基因、UXS1和F3H等参与对干旱胁迫的响应调节。研究结果可为进一步研究猪毛菜抗旱机制提供参考。

关键词：干旱区植物胁迫解剖结构生理特性分子调控

镉砷胁迫下玉米幼苗的生理响应和抗氧化系统特征

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 752-762页

作者：宋琳刘梦宇周航曾鹏廖柏寒辜娇峰中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004

为探究玉米幼苗在镉(Cd)和砷(As)胁迫下的生理性状、重金属累积和抗氧化系统特征,以具有Cd低累积特性的玉米DJ26为应试品种,开展水培试验。结果表明:在单一As胁迫下,玉米植株鲜质量和叶片总叶绿素含量分别显著下降76.0%和52.8%,而在单... 详细信息

为探究玉米幼苗在镉(Cd)和砷(As)胁迫下的生理性状、重金属累积和抗氧化系统特征,以具有Cd低累积特性的玉米DJ26为应试品种,开展水培试验。结果表明:在单一As胁迫下,玉米植株鲜质量和叶片总叶绿素含量分别显著下降76.0%和52.8%,而在单一Cd及低浓度Cd和As复合胁迫下,玉米的生长性状差异小,表现出一定耐受性。随培养液Cd浓度的增大,玉米各部位Cd含量增大,As的加入进一步使根系Cd含量增大14.1%~103.5%,但使茎叶Cd含量降低28.9%~72.6%;相比单一As胁迫,Cd的加入对茎叶As含量有增大效应,增大170.1%~198.8%,表明复合胁迫下As促进了Cd在根系中的累积并降低了Cd向地上部转运,Cd则促进了As向地上部的转运。复合胁迫下玉米具有较强的抗氧化调节能力,玉米根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随培养液中Cd浓度的增加呈现先增大后降低的趋势,而过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均显著高于单一Cd胁迫,在叶片中分别增大了366.0%~1409.8%和1372.7%~4366.7%,根系中分别增大了27.4%~702.2%和230.0%~1004.0%。复合胁迫下丙二醛(MDA)含量玉米叶片中增大而根系中降低,叶片受到Cd和As的显著毒害。研究表明,玉米幼苗对单一Cd及低浓度Cd和As复合胁迫具有耐受性,其根系对Cd和As具有较强富集能力和有限转运能力,具备在单一Cd或Cd和As复合污染严格管控区安全生产的潜力。

关键词：玉米镉砷胁迫生理性状抗氧化系统

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外源赤霉素和褪黑素对三种胁迫下白三叶种子萌发、幼苗生长及生理的影响

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草地学报 2024年第3期32卷 781-792页

作者：陈红许凌欣王梦琦陈祥伟王恩姮严俊鑫东北林业大学园林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

为探究外源赤霉素(GA)和褪黑素(MT)对盐、碱和干旱胁迫下白三叶(Trifolium repens)种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶的影响,本试验以白三叶‘瑞文德’为试验材料,设置不同浓度(5,10,20,50 mg·L^(-1))GA和(1,2,5,12 mg·L^(-1))MT的处理,... 详细信息

为探究外源赤霉素(GA)和褪黑素(MT)对盐、碱和干旱胁迫下白三叶(Trifolium repens)种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶的影响,本试验以白三叶‘瑞文德’为试验材料,设置不同浓度(5,10,20,50 mg·L^(-1))GA和(1,2,5,12 mg·L^(-1))MT的处理,测定了3种胁迫下种子萌发、幼苗生长及生理指标。GA和MT可有效缓解盐、碱和干旱胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的抑制作用,且随着外源物质浓度的升高,各指标呈先升后降的趋势。其中,20 mg·L^(-1)GA显著促进了盐胁迫下白三叶的种子萌发;5 mg·L^(-1)MT显著增加了干旱胁迫下白三叶的胚根长和鲜重;20 mg·L^(-1)GA显著提高了碱胁迫下白三叶的SOD、POD和CAT活性。通过隶属函数分析得出20 mg·L^(-1)GA浸种缓解盐和碱胁迫效果最佳,5 mg·L^(-1)MT浸种缓解干旱胁迫效果最佳。因此,在盐、碱和干旱胁迫条件下,使用20 mg·L^(-1)GA或5 mg·L^(-1)MT浸种能够显著促进白三叶种子萌发和幼苗生长。

关键词：白三叶外源物质胁迫种子萌发幼苗生长抗氧化酶活性

不同温度胁迫条件下太平洋牡蛎挥发性化合物的变化

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现代食品科技 2024年第2期40卷 265-272页

作者：孟楠郝丽莉王昕岑宋雨丛培旭徐杰李兆杰薛长湖中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266003 青岛大学营养与健康研究院山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266237

为探究温度胁迫后太平洋牡蛎挥发性成分的变化,该研究采用感官评定、气相色谱-离子迁移谱(Gas Chromatography-Ion Mobility Spectroscopy,GC-IMS)、气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)结合多元统计分析的方法,对不同温度胁迫条件(12、22、32℃)的太平洋牡蛎挥发性成分进行了检测,同时测定了其存活率以及脂肪酸含量的变化。结果显示,胁迫6 d后,低温12℃组的存活率达到97.90%,n-3型多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acid,PUFA)含量升高。感官评定、GC-IMS以及GC-MS结果显示辛醛等鱼腥味醛类成分含量下降,而呈紫罗兰气味的(E,Z)-2,6-壬二烯醛升至12.15%,提供了愉悦的气味。高温32℃胁迫后存活率降至26.00%,n-3 PUFA含量下降从46.07%下降至39.59%,同时饱和醛等腥味醛类含量显著上升,加重了太平洋牡蛎的腥味,导致牡蛎的品质严重下降。最后通过统计分析筛选6种关键成分:己醛、辛醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛以及3-辛酮。温度对太平洋牡蛎的存活率、n-3 PUFA含量及挥发性成分有较大影响,该研究为提升太平洋牡蛎品质提供了有益参考。

关键词：太平洋牡蛎温度胁迫存活率脂肪酸挥发性成分

基于GF-5高光谱数据的昆嵛山区域森林胁迫研究

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森林工程 2024年第1期40卷 55-63页

作者：黄宝华周利霞武娟山东交通学院交通土建工程学院济南250357 山东省数据开放创新应用实验室济南250357 山东星屹时空信息科技有限公司山东烟台264003 烟台市城市规划展示馆山东烟台213167 北京九五益品科技信息有限公司北京101100

为更好地分析森林植被胁迫的生理过程,建立有效的森林监测系统,使用GF-5号高光谱数据对昆嵛山区域植被应力进行遥感健康度估测,GF-5号高光谱数据能够使非破坏性监测叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量等叶片色素等重要指标反映植被健康成... 详细信息

为更好地分析森林植被胁迫的生理过程,建立有效的森林监测系统,使用GF-5号高光谱数据对昆嵛山区域植被应力进行遥感健康度估测,GF-5号高光谱数据能够使非破坏性监测叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量等叶片色素等重要指标反映植被健康成为可能,适用于当前研究区域的动态健康监测系统。结果显示,混交林健康度均值最高,其次为落叶阔叶林,常绿针叶林和落叶针叶林健康度均值相当;阳坡森林健康度均值最高,其次为半阴坡与半阳坡的森林健康度均值相当,阴坡森林健康度最低;植被健康度与土壤类型呈现一定相关性,与砂土呈现正相关,与粉砂土、黏土呈现负相关关系。研究表明使用与植被冠层中不同类型与胁迫有关的遥感指数来定量表示植被特殊状态、生物物理和生物化学特性,使森林资源的调查监测和管理得以实现。

关键词： GF-5高光谱昆嵛山森林健康度胁迫植被指数

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氨氮短期胁迫与恢复对克氏原螯虾的影响

水产科学 2024年第3期43卷 390-399页

作者：吴乐李嘉尧周文宗成永旭上海海洋大学农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级试验教学示范中心上海201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306 上海市农业科学院上海201403

为探究氨氮胁迫与恢复对克氏原螯虾抗氧化和免疫酶活性及组织结构的影响,将体质量(6.33±0.73)g的克氏原螯虾暴露于0、20、40、60、80 mg/L 5个氨氮质量浓度下,比较胁迫48 h时及恢复48 h后,各组肝胰腺、鳃和血清的抗氧化和免疫酶活性以... 详细信息

为探究氨氮胁迫与恢复对克氏原螯虾抗氧化和免疫酶活性及组织结构的影响,将体质量(6.33±0.73)g的克氏原螯虾暴露于0、20、40、60、80 mg/L 5个氨氮质量浓度下,比较胁迫48 h时及恢复48 h后,各组肝胰腺、鳃和血清的抗氧化和免疫酶活性以及各组肝胰腺和肌肉组织结构的变化。试验结果显示:氨氮对克氏原螯虾幼虾24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为359.37、238.09、196.34、162.00 mg/L,安全质量浓度为16.20 mg/L。胁迫48 h后,除20 mg/L试验组外,其余试验组肝胰腺的总超氧化物歧化酶活性较对照组显著增强,80 mg/L组鳃的总抗氧化能力显著降低、过氧化氢酶活性显著增强,80 mg/L组血清的总超氧化物歧化酶活性显著增强;恢复48 h后,60 mg/L组肝胰腺和鳃的丙二醛含量较对照组显著上升,80 mg/L组鳃的过氧化氢酶活性较对照组显著增强,60 mg/L组血清的总抗氧化能力较对照组显著上升,其他试验组酶活性均恢复至对照组水平。氨氮胁迫48 h,随着氨氮质量浓度的升高,肝胰腺管腔逐渐变形、转运泡增大,鳃的呼吸上皮细胞开始脱落、微血管腔受损;恢复48 h后,肝胰腺的组织结构基本恢复正常,40、60、80 mg/L组鳃局部呼吸上皮细胞脱落,微血管腔受损。试验结果表明,20 mg/L质量浓度的氨氮胁迫48 h即会对克氏原螯虾抗氧化和免疫酶及组织结构造成损伤,解除胁迫48 h后可得到修复。克氏原螯虾经40、60、80 mg/L质量浓度的氨氮胁迫48 h后恢复48 h,鳃仍处于应激状态。

关键词：克氏原螯虾氨氮胁迫恢复抗氧化酶免疫酶组织结构