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STOP1介导多种逆境响应分子机制的研究进展

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植物生理学报 2023年第4期59卷 773-781页

作者：马哲宇高可可李桂新丁忠杰郑绍建浙江大学生命科学学院植物生理与生物化学国家重点实验室杭州310058 浙江大学农业与生物技术学院杭州310058

STOP1 (sensitive to proton rhizotoxicity 1)是一个在植物多种胁迫耐受机制中发挥重要调控作用的转录因子。酸性土壤条件下,STOP1能调控植物根系对质子和铝毒害的耐受性。在营养逆境下,STOP1参与调控植物根系对土壤磷和氮的利用效率... 详细信息

STOP1 (sensitive to proton rhizotoxicity 1)是一个在植物多种胁迫耐受机制中发挥重要调控作用的转录因子。酸性土壤条件下,STOP1能调控植物根系对质子和铝毒害的耐受性。在营养逆境下,STOP1参与调控植物根系对土壤磷和氮的利用效率。在土壤盐碱条件下,STOP1能赋予根系耐盐性;然而在水分胁迫下,STOP1则会抑制植物耐旱性。此外,STOP1通过调控地上部生理响应促进植物对缺氧胁迫的耐受能力。因此,探究STOP1调控不同胁迫下植物性状的分子机制,对于提高作物同时抗多种逆境能力具有重要意义。

关键词： STOP1 转录因子胁迫酸铝毒害营养盐胁迫干旱低氧

钙磷对紫花苜蓿根瘤菌体系酸铝胁迫的修复效应

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西南大学学报（自然科学版） 2013年第5期35卷 137-144页

作者：王晓锋罗珍刘晓燕朱丹张磊西南大学资源环境学院重庆400715

为初步探究钙、磷在酸铝胁迫之后对豆科植物及其根瘤菌共生结瘤的修复效应,本试验采用水培培养法,以紫花苜蓿和耐酸苜蓿根瘤菌91522为材料,探讨了钙磷对酸铝胁迫后苜蓿根瘤菌生长、存活及苜蓿结瘤、初生根伸长的影响.结果显示,5mmol/L C... 详细信息

为初步探究钙、磷在酸铝胁迫之后对豆科植物及其根瘤菌共生结瘤的修复效应,本试验采用水培培养法,以紫花苜蓿和耐酸苜蓿根瘤菌91522为材料,探讨了钙磷对酸铝胁迫后苜蓿根瘤菌生长、存活及苜蓿结瘤、初生根伸长的影响.结果显示,5mmol/L Ca2+能够显著提高酸铝胁迫下耐酸根瘤菌的生长和存活,4μmol/L P素在Ca2+的基础上进一步提高根瘤菌存活率.在钙、磷共同存在的条件下,苜蓿初生根的伸长量比酸铝胁迫对照提高了5～7倍;在铝毒害之后,通过补充Ca2+和P,苜蓿结瘤数、瘤鲜重、现瘤时间、农艺性状得到了显著的恢复;高浓度(10mmol/L)Ca2+对苜蓿根瘤菌生长有更好效果,但对苜蓿结瘤效果则不如5mmol/L Ca2+.初步认为,钙磷可以通过提高根瘤菌在酸性环境下的存活、苜蓿根系生长以及参与根瘤菌与豆科宿主识别过程来恢复酸铝毒害后的苜蓿-根瘤菌共生结瘤过程.

关键词：钙磷酸铝毒害苜蓿耐酸根瘤菌

大豆GmSTOP1s基因家族的克隆和功能研究

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大豆GmSTOP1s基因家族的克隆和功能研究

作者：彭文婷华南农业大学

学位级别：硕士

酸性土壤上低磷胁迫和酸铝毒害严重影响了植物的生长和发育。农业生产中主要通过施用磷肥和石灰来降低磷缺乏和酸铝毒害对作物生产的影响,但这种高投入的方式不适用可持续农业发展,且过量施用磷肥易导致环境的污染。因此研究作物适应低... 详细信息

酸性土壤上低磷胁迫和酸铝毒害严重影响了植物的生长和发育。农业生产中主要通过施用磷肥和石灰来降低磷缺乏和酸铝毒害对作物生产的影响,但这种高投入的方式不适用可持续农业发展,且过量施用磷肥易导致环境的污染。因此研究作物适应低磷胁迫和酸铝毒害的生理和分子机理,培育适应酸性土壤的作物品种显得尤为重要。转录因子STOP1在植物响应酸铝机制中起到重要作用。本研究以大豆为材料,通过同源克隆,获得3个大豆GmSTOP1s基因。对其转录激活活性、亚细胞定位以及表达模式等性质进行了分析。进一步在拟南芥stop1突变体和野生型中超量表达GmSTOP1s基因,初步分析其调控植物适应低磷胁迫和酸毒害的功能。主要结果如下:1、通过比对在大豆基因组中获得三个与拟南芥AtSTOP1高度同源的GmSTOP1基因,分别将其命名为GmSTOP1-1,GmSTOP1-2和GmSTOP1-3。这3个GmSTOP1蛋白均含有典型的C2H2型锌指结构域。亚细胞定位结果表明,3个GmSTOP1s均定位于细胞核。酵母单杂结果显示,虽然这3个GmSTOP1s都具有转录激活活性,但只有GmSTOP1-3可以与GmALMT1的启动子区域结合。2、基因的表达模式结果显示,铝处理均上调了大豆根尖3个GmSTOP1s基因的表达。而酸毒害对GmSTOP1-1和GmSTOP1-3的表达无明显影响,但在处理24小时后上调了GmSTOP1-2的表达水平。进一步分析了3个GmSTOP1s基因表达模式的自然变异及其与大豆酸敏感性的相关性。结果显示,虽然3个GmSTOP1s基因的表达水平在不同品种间存在着明显差异,但其表达水平与大豆的酸敏感性无显著相关性。3、营养元素的缺乏对这3个GmSTOP1s基因在植株不同部位的表达有不同程度的调控。其中,缺氮、缺磷和缺硫上调了这3个GmSTOP1s基因在叶片中的表达;缺钾仅上调了GmSTOP1-1和GmSTOP1-3在老叶的表达。缺铁和缺钙下调了这3个基因在新叶的表达,但对老叶中这3个基因的表达无明显影响。在根系,GmSTOP1-1的表达只在缺氮条件下稍有提高,缺硫则明显抑制了该基因的表达;GmSTOP1-2的表达在缺钙和缺铁条件下上调,在其他缺素处理中无明显变化;缺氮、磷和硫的处理增加了GmSTOP1-3的表达量,但缺铁降低了其表达水平。4、在拟南芥stop1突变体中回补表达GmSTOP1-1和GmSTOP1-2能够恢复突变体对酸的耐受性。在野生型拟南芥中超量表达GmSTOP1s均促进了高磷条件下转基因材料的生物量和根冠比。但在低磷条件下,仅超量表达GmSTOP1-3的转基因株系的根冠比明显提高。5、进一步对超量表达GmSTOP1-3的转基因拟南芥的根表面积,总根长、主根长和侧根长进行了分析。结果发现,超量表达GmSTOP1-3能够提高转基因株系的根表面积,总根长和侧根长,但对主根长度无明显影响。综上所述,本研究克隆了大豆GmSTOP1s转录因子家族的3个基因,对其亚细胞定位和表达模式等性质进行了分析,同时初步解析了其在植物适应酸铝胁迫和低磷胁迫中的功能,为培育适应酸性土壤的大豆品种提供理论基础和候选基因。

关键词：大豆低磷胁迫酸铝毒害 GmSTOP1s

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4种乡土树种幼苗对酸铝胁迫的响应差异分析

温带林业研究 2024年第2期7卷 45-51页

作者：钟锡锋广东全正园林绿化有限公司广东河源517000

【目的】酸铝毒害是南方人工林培育中常见的生产性问题。本文旨在探究乡土树种对酸铝胁迫的抗性差异,为人工林高效栽培提供参考。【方法】本试验以红锥、荷木、樟树、火力楠4种南方主要乡土造林树种为研究对象,在人工控制环境条件下,通... 详细信息

【目的】酸铝毒害是南方人工林培育中常见的生产性问题。本文旨在探究乡土树种对酸铝胁迫的抗性差异,为人工林高效栽培提供参考。【方法】本试验以红锥、荷木、樟树、火力楠4种南方主要乡土造林树种为研究对象,在人工控制环境条件下,通过水培法,分析了不同酸铝处理下,各树种幼苗生长生理方面的变化。【结果】在pH 5.0、无铝添加处理下,供试树种幼苗均遭受到了酸胁迫伤害,幼苗存活率下降,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)降低,蒸腾速率(Tr)、丙二醛(MDA)含量升高,POD、SOD活性增大。在pH 5.0+0.5~1.5 mmol·L^(-1)硫酸铝复合胁迫下,随着铝添加浓度增加,幼苗存活率减小,叶绿素含量、Pn、WUE、Ci降低,MDA含量增大,Gs先下降后上升,POD、SOD活性先增大后减小的趋势。通过主成分分析评价,在无铝添加的酸胁迫下,以荷木的抗性最强,其次为火力楠、樟树、红锥,而在酸铝复合胁迫下,供试4个树种的抗性表现为:火力楠>荷木>红锥>樟树。【结论】相较樟树、红锥,火力楠、荷木抗酸铝毒害能力较强。

关键词：乡土树种抗性选择酸铝毒害主成分分析适地适树

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茶多酚对酸铝敏感植物的影响

茶叶科学 1997年第S1期17卷 58-61页

作者：陆建良梁月荣浙江农业大学茶学系

研究了茶多酚（ＴＰ）对酸铝敏感作物生长和生理特性的影响。结果表明，在酸铝胁迫环境下，低剂量ＴＰ（２０μｇ／ｍｌ）处理可以缓解大麦、小麦的酸铝毒害。生理检测显示，ＴＰ处理后根系超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活力增强，过氧化物... 详细信息

研究了茶多酚（ＴＰ）对酸铝敏感作物生长和生理特性的影响。结果表明，在酸铝胁迫环境下，低剂量ＴＰ（２０μｇ／ｍｌ）处理可以缓解大麦、小麦的酸铝毒害。生理检测显示，ＴＰ处理后根系超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活力增强，过氧化物酶（ＰＯＤ）活力下降，脂质过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量降低。但高剂量ＴＰ（≥１５０μｇ／ｍｌ）对大麦、小麦的生长有抑制作用，根系中的ＭＤＡ含量明显增加。

关键词：大麦小麦酸铝毒害茶多酚