好心坏丫头
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不同盐处理对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响： 利用溶液培养方法研究了Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl 4种盐在阴离子浓度为14、56、98、140、182 mmol/L 5个水平下对黄瓜幼苗生理特性的影响。结果表明:随着阴离子浓度的升高,4种盐处理均使黄瓜幼苗的生长受到抑制,质膜透性增大,脯氨酸含量增加,不同盐对保护酶系活性的影响有差异; 3种含硝酸盐类的阳离子的影响大小依次为:钠盐>钾盐>钙盐;在相同水平的Na+离子条件下,NaNO3处理对黄瓜幼苗生长的影响大于NaCl处理。 在设施蔬菜栽培过程中,由于特殊的栽培、灌溉、施肥以及环境条件,形成了一种人为条件的特殊土壤,使土壤表层盐分聚集,引起土壤次生盐渍化,影响蔬菜的正常生长。目前土壤次生盐渍化已成为国内外设施栽培中普遍存在的问题。有研究表明,设施栽培条件下产生的次生盐渍化土壤的盐分组成特点和滨海盐土、内陆盐土不同,阴离子以NO-3为主,约占阴离子总量的67%~76%,阳离子则以Ca2+为主。而一般研究盐害的作用机理多利用高浓度NaCl对作物胁迫,主要是由于NaCl影响植物对必需营养元素的吸收、分配,引起植株水分亏缺及破坏质膜的结构和功能等[4-6]。而设施蔬菜栽培过程中使用的氮肥多为Ca(NO3)2或KNO3。为此,本研究主要探讨在NO-3积累的同时,其阳离子的作用及其与NaCl胁迫在生理特性等方面的差异。1 材料与方法1·1 材料培养试验于2005年3~12月在山东农业大学玻璃温室进行。供试黄瓜品种为“新泰密刺”。按常规方法浸种催芽,挑选发芽整齐的种子播于装有洗净沙子的营养钵中(8cm×8cm),子叶展平后用营养液浇灌,待幼苗长至四叶一心时,选取生长一致的健壮幼苗转移至盛有10L营养液的聚氯乙烯水培盆(50cm×40cm)中,每盆定植两行,共10株。处理前营养液中大量元素参照山崎配方略加修改,微量元素参照Arnon配方,营养液中NO-3的浓度为14 mmol/L,pH值用H2SO4调节,保持在5·5~6·5之间。1·2 试验处理试验营养液阴离子浓度设5个水平,分别为14、56、98、140和182 mmol/L,即在常规营养液NO-3浓度14 mmol/L[Ca(NO3)2∶KNO3=1∶2](对照)的基础上,分别用Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl四种盐配制的处理营养液,使其阴离子浓度调至56、98、140和182 mmol/L,对照为常规营养液培养,共17个处理,重复3次。移栽缓苗3 d后开始处理,为防止高浓度盐刺激,阴离子浓度每天递增最终浓度的1/4,当达到处理浓度时,重新更换一次处理营养液,处理1周后采样测定相关指标。1·3 测定项目和方法电导率用电导率仪(ORION conductivity TDS me-ter,日本)测定;酶活性用pH 7·8的磷酸缓冲液(0·05 mol/L)提取酶液,SOD活性用NBT还原法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性的测定参照Chance的方法, MDA含量用硫代巴比妥酸法测定,脯氨酸用磺基水杨酸法测定,其均用UV-160A分光光度计进行测定。2 结果与分析2·1 对黄瓜幼苗生长的影响2·1·1 对黄瓜幼苗干重的影响 黄瓜幼苗地上部干重随着阴离子浓度的增加均有降低的趋势,其中NaNO3处理下降明显,KNO3处理次之,NaCl处理的黄瓜幼苗地上部干重在Cl-浓度增加初期下降的幅度与Ca(NO3)2处理的相同,但在高浓度处理时,下降明显,并且比KNO3处理的下降幅度还大。在3种NO-3-N肥中,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗地上部干重的影响则是钠盐>钾盐>钙盐,其中NaNO3处理下降的幅度高达40·70%。黄瓜根系干重随着阴离子浓度的增加,根系干重先增大,而后再下降。在KNO3处理区,NO-3浓度增至56 mmol/L时,根系干重最大,随后开始下降,NaNO3和Ca(NO3)2处理区则在阴离子浓度增至98mmol/L时根系干重达最大,随后则下降;而NaCl处理区虽根系干重随阴离子浓度升高而增加,直至98mmol/L又开始下降,但仍稍高于对照1·06%。根干重下降明显的是NaNO3处理区;其次是KNO3和Ca(NO3)2处理区,下降幅度分别为36·25%,14·48%和9·82%。在3种NO-3-N肥中,高浓度对根干重的影响同样是钠盐>钾盐>钙盐。NaCl处理有助于黄瓜幼苗干重的增加。2·1·2 对黄瓜幼苗株高和茎粗的影响 黄瓜幼苗的株高和茎粗随阴离子浓度的增加,各处理均呈下降趋势,对株高的影响是NaNO3和KNO3处理明显大于NaCl和Ca(NO3)2处理。而对茎粗的影响则是KNO3处理和NaCl处理比较接近。在相同的NO-3阴离子条件下,黄瓜幼苗的株高在NaNO3处理区下降最快,其次是KNO3处理区。Ca(NO3)2处理区下降较慢。而在相同的Na+离子条件下,NaNO3处理分别使株高和茎粗降低,为对照的56·92%和17·72%;NaCl处理也分别降低,但只为对照的45·98%和11·66%,可见,NaNO3处理对株高和茎粗的影响远大于NaCl处理。2·2 对黄瓜幼苗叶片保护酶系活性的影响黄瓜幼苗叶片中SOD活性均随阴离子浓度的升高而升高。其中NaNO3处理区SOD活性最高,KNO3次之,Ca(NO3)2处理的SOD活性升幅最小,分别高出对照的3·75、3·61、2·44、和1·51倍。说明在阴离子均为NO-3时,对SOD活性的影响为钠盐>钾盐>钙盐。在低浓度范围内,POD活性均随处理浓度的升高而增大,且NaNO3处理区升幅最大,为12·6%; KNO3次之,Ca(NO3)2处理升幅仅为4·5%;当NO-3浓度达到140 mmol/L时,随着胁迫强度增加,NaNO3和KNO3处理的黄瓜幼苗的POD活性下降,但Ca(NO3)2处理的POD活性继续升高。说明Ca2+可能对盐胁迫有一定的缓解作用。Ca(NO3)2和NaCl处理使幼苗叶片CAT活性升高,而KNO3和NaNO3处理使CAT活性先升高,在处理浓度超过98 mmol/L活性降低。而同为钠盐,对SOD活性的影响则是NaNO3>NaCl。总之,从各处理保护酶活性的变化可以看出,在相同的阴离子处理水平上 ,NaNO3处理对保护酶系活性影响最大,对黄瓜幼苗生长的胁迫也最大,KNO3处理次之,Ca(NO3)2处理较小。而同为钠盐对保护酶系活性的影响为NaNO3 >NaCl。2·3 对黄瓜幼苗叶片质膜过氧化水平和细胞质膜透性的影响黄瓜幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量均随阴离子浓度的升高而增加,在阴离子浓度达到182 mmol/L时,Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl等4种盐处理的黄瓜幼苗叶片MDA含量依次增加为对照的24·4%、38·7%、46·9%和25·7%,说明不同盐处理均加剧了膜质过氧化水平。黄瓜质膜透性也随着处理浓度的升高而增大,增幅分别为26·84%、98·91%,115·01%和94·02%。NaNO3处理对黄瓜质膜透性的影响最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理影响最小,说明在3种NO-3-N肥中,对质膜的破坏作用钠盐>钾盐>钙盐。2·4 对黄瓜幼苗脯氨酸含量的影响植株受盐胁迫时,细胞质会积累一些可溶性物质降低渗透势,提高植物的耐盐性。脯氨酸是一种重要的渗透调节物质和抗氧化物质。黄瓜幼苗脯氨酸含量随着阴离子浓度的升高,黄瓜幼苗叶片和根系中积累的脯氨酸含量均不同程度提高。其中NaNO3处理提高的幅度大且明显,分别提高16倍和69%, NaCl处理的次之,Ca(NO3)2处理的升高幅度最小,分别为99·77%和5·04%。在3种NO-3-N肥中,随NO-3浓度的增加,阳离子对黄瓜幼苗脯氨酸积累的影响为钠盐>钾盐>钙盐。根系中脯氨酸提高的幅度低于叶片,说明盐胁迫对叶片的影响程度大于根系。3 讨论各种离子胁迫对不同植物的毒害程度有所差异,不同种类离子对同一植物的毒害程度随离子浓度的改变而变化。盐胁迫不仅使植物整体生长变慢甚至死亡,还影响到质膜的组分、透性、运输、离子外渗等变化,导致细胞膜的正常功能受损,使细胞代谢和生理功能受到不同程度的破坏。本试验研究表明,不同盐处理均对黄瓜幼苗植株的生长产生抑制。从3种NO-3-N盐比较看,在阴离子浓度等量的情况下,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗生长的影响大小依次是钠盐>钾盐>钙盐。这可能是作物的生长对K+和Ca2+需求较多,只有在较高浓度时才产生毒害;本试验设计中为了确保阴离子等量,Ca(NO3)2处理中Ca2+的浓度较其他处理的阳离子少50%;在阴离子等量的条件下3种硝态氮肥对黄瓜幼苗生长的胁迫方式和机制有所不同。盐对植物的毒害首先表现为对细胞膜的破坏作用,引起质膜过氧化,膜透性增加。MDA含量和相对电导率大小可反映质膜受伤害的程度。本试验结果表明,4种盐在阴离子浓度大于56 mmol/L的处理均导致过氧化产物MDA含量增加,质膜透性增大。在阴离子NO-3浓度相同的条件下,NaNO3处理对质膜的破坏程度最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理破坏程度最小,说明质膜结构破坏的另一个主要原因可能是由于Na+的过度积累影响了K+和Ca2+的吸收,从而影响质膜结构。在植物遭遇逆境胁迫时,植物自身保护酶活性增加,以此来清除体内产生的大量自由基,维护膜系统的完整性,以减轻对植物的伤害。不同离子胁迫时,对膜起保护作用的酶类活性变化也不完全相同。本研究表明,一定浓度范围内,不同盐分胁迫均可诱导黄瓜幼苗叶片保护酶系活性,其中3种硝酸盐对SOD活性影响程度依次为钠盐>钾盐>钙盐,两种钠盐的影响程度依次为NaNO3>NaCl。而在低浓度范围内,对POD活性的影响与SOD活性变化相似,而当NO-3浓度继续升高时,对POD活性的影响则为NaCl
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中国土壤的盐化与碱化成分复杂且程度各不相同， 植物在长期进化过程中，从分子、细胞、生理生化水平等各个层面，形成了相应的机制来应对盐碱的胁迫，使其能够适应不同环境 。关于植物应对盐碱胁迫的内部调控机制的研究一直以来也是生物研究的热点内容， 对胁迫的信号传递和应答过程的深入了解将有助于提高作物的逆境适应能力 ，实现农业的可持续发展，并保障日益增长的世界人口的粮食安全。下面总计了5篇案例，覆盖了林木、草类植物、作物、药用植物等物种。
英文标题 ：PagWOX11/12a activates PagCYP736A12 gene that facilitates salt tolerance in poplar 发表期刊 ：Plant Biotechnol J. 影响因子 ： 发表时间 ：2021/7/21 合作单位 ：中国林业科学研究院
主要结果 ： WUSCHEL related homeobox (WOX)转录因子WOX11和WOX12调控不定根和逆境响应。其在盐胁迫耐受的生理和分子调控机制仍有待进一步研究。本文研究了84K杨树(Populus alba P. glandulosa)中PagWOX11/12a在盐胁迫中的作用及其调控机制。盐胁迫强烈诱导了根系中PagWOX11/12a的生长。在杨树中过表达PagWOX11/12a可以增强其耐盐性，可以通过促进与生长相关的生物量来证明。相比之下，盐处理PagWOX11/12a的优势抑制植株的生物量增长下降。在盐胁迫条件下，过表达的PagWOX11/12a植株比未转基因的84K植株表现出更高的活性氧(ROS)清除能力和更低的过氧化氢(H2O2)积累能力，而抑制基因表现出相反的表型。
此外，PagWOX11/12a直接结合到PagCYP736A12的启动子区，调控PagCYP736A12的表达。在过表达PagWOX11/12a的杨树中，激活的PagCYP736A12可以增强活性氧清除能力，从而降低盐胁迫下根系中H2O2的含量。这些结果支持了PagWOX11/12a在杨树盐胁迫驯化中的重要作用，表明PagWOX11/12a通过直接调控杨树中PagCYP736A12的表达，调节活性氧清除，从而增强了杨树的耐盐性。
英文标题 ：Elucidating the Molecular Mechanisms by which Seed-Borne Endophytic Fungi, Epichloë gansuensis, Increases the Tolerance of Achnatherum inebrians to NaCl Stress 发表期刊 ：Int. J. Mol. Sci. 影响因子 ： 发表时间 ：2021/12/7 合作单位 ：兰州大学
主要结果 ： 甘肃内生真菌增强了醉马草的耐盐性，增加了其生物量。然而，甘肃内生真菌提高寄主草耐盐性的分子机制尚不清楚。作者首先利用PacBio测序研究了醉马草的全长转录组信息。本研究共获得了738,588个全长非嵌合序列、36,105个转录本序列和27,202个完整的CDSs。共鉴定出了3558个转录因子(TFs)、15945个简单序列重复序列和963个长非编码rna。
结果表明，在NaCl浓度为0 mM和200 mM时，甘肃内生真菌在E+和E植物叶片中分别有2464和1817个基因表达差异。此外，NaCl胁迫对E+和E植株叶片中差异基因的调控量分别为4919个和502个。甘肃内生真菌差异表达了与光合作用、植物激素信号转导、氨基酸代谢、类黄酮合成过程和WRKY转录因子相关的转录本；
重要的是，在NaCl胁迫下，甘肃内生真菌上调了寄主草的生物学过程(油菜素内酯合成、氧化还原、细胞钙离子稳态、胡萝卜素合成、蛋白酶体泛素依赖蛋白分解代谢和原花青素合成)，表明寄主草对NaCl胁迫的适应能力增强。
综上所述，本研究揭示了甘肃内生真菌提高寄主耐盐性的分子机制，为利用内生菌培育耐盐牧草分子育种提供了理论依据。
英文标题 ：Comparative Transcriptome Analysis Reveals the Mechanisms Underlying Differences in Salt Tolerance Between indica and japonica Rice at Seedling Stage 发表期刊 ：Front Plant Sci. 影响因子 ： 发表时间 ：2021/10/27 合作单位 ：武汉大学
主要结果 ： 筛选和培育耐盐性较强的水稻品种是应对全球盐胁迫导致的水稻减产的有效途径。然而， 品种间 特别是 亚种间 耐盐性差异的分子机制尚不清楚。本研究对 耐盐型 水稻RPY geng和 敏感型 水稻洛恢9号（Chao 2R）在盐胁迫下的转录组进行了比较分析。
盐胁迫下，Chao 2R和RPY geng的差异表达基因分别为7208和3874个。其中，两种基因型共表达的DEGs有2714个，而在Chao 2R和RPY geng中特异性表达的差异基因分别有4494和1190个。GO分析结果为两种基因型的耐盐性差异提供了更合理的解释。在盐胁迫下，Chao 2R正常生命过程基因的表达受到了严重影响，而RPY geng调控了多个胁迫相关基因的表达以适应相同强度的盐胁迫，如次生代谢过程、氧化还原过程等。此外， 基于MapMan注释和转录因子鉴定，还发现了与RPY geng特异性差异基因集耐盐性相关的重要通路和转录因子(TF)。
通过Meta-QTLs定位和同源分析 ，在15个QTL中筛选出18个盐胁迫相关候选基因。本次研究结果不仅为水稻亚种耐盐性的差异提供了新的见解，而且还为增强水稻的耐盐性的基因编辑提供了关键的靶基因。
英文标题 ：Comparative Transcriptome Analysis of Two Contrasting Chinese Cabbage (Brassica rapa L.) Genotypes Reveals That Ion Homeostasis Is a Crucial Biological Pathway Involved in the Rapid Adaptive Response to Salt Stress 发表期刊 ：Front Plant Sci. 影响因子 ： 发表时间 ：2021/6/14 合作单位 ：山东农业大学
主要结果 ： 盐是影响植物产量和品质的最重要的限制因素。 不同品种的大白菜具有不同的耐盐性，但对其耐盐机制的研究较少 。本研究通过对 39个大白菜品种 的发芽袋试验，确定100 mmol /L NaCl为最适处理浓度，综合比较分析，鲜重相对值和叶片电解质渗漏量相对值是鉴定大白菜耐盐性的方便指标。研究结果表明，在盐胁迫条件下， 耐盐植物青花45 和 盐敏感植物碧雨春花 均能实现渗透调节、离子稳态和光合作用。
并且比较了两个品种的转录组动态。共鉴定出2,859个差异表达基因，其中青花45差异表达基因数量明显少于碧雨春花。VDAC促进Ca2+的释放，间接促进Na+通过SOS2途径向液泡转运。阳离子/H(+)逆向转运蛋白17和V-H + - ATP酶促进Na+和H+的交换，维持Na+在液泡内，从而减轻盐胁迫对植物的伤害。半乳糖醇合成酶和可溶性蛋白合成的增加有助于缓解盐引起的渗透胁迫，共同调控植物的Na+含量和叶绿素的生物合成，使植物适应盐胁迫。
英文标题 ：The transcriptome of saline-alkaline resistant industrial hemp (Cannabis sativa L.) exposed to NaHCO3 stress 发表期刊 ：Industrial Crops and Products 影响因子 ： 发表时间 ：2021/10/15 合作单位 ：黑龙江八一农垦大学
主要结果 ： 本文报道了工业大麻NaHCO3胁迫下的基因表达谱。在这项研究中，RNA-seq被用来研究基因表达分析的工业大麻根暴露于100毫米NaHCO3(以0、 1、6和12 h为不同时长)。
结果表明，植物激素信号转导与合成、苯丙素生物合成、淀粉、蔗糖、氮、氨基酸等代谢途径可能与工业大麻在NaHCO3胁迫下的响应有关。
此外，通过加权基因共表达网络分析确定了16个模块，其中6个模块与NaHCO3胁迫显著相关。这六个模块基本上富集在与内吞作用、淀粉和蔗糖代谢、氮代谢和苯丙素生物合成相关的通路中。关键通路的枢纽基因与GTP结合蛋白、谷氨酸合成酶、海藻糖磷酸、糖基转移酶和木质素合成相关。
本研究结果揭示了工业大麻对NaHCO3胁迫响应的分子机制。
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孙国荣，皮名济，阎秀峰，玉米幼苗冷害中硝酸还原酶和乙醇酸氧化酶活性的变化，哈尔滨师范大学自然科学学报，1987，(3):72-76孙国荣，刘文芳，肖翌华，杂交水稻灌浆期光合生理特性的研究，武汉植物学研究，1990，8(4):341-47肖翌华，孙国荣，刘文芳，硝酸还原酶活性与水稻杂种优势预测和优势杂种筛选，水稻育种技术基础研究论文集，1991，中国科学技术出版社，261-267.孙国荣，朱 鹏，肖翌华，刘文芳，杂交水稻幼苗叶绿素和蛋白质及其他性状的相关分析，湖北农业科学，1991(8):6-9.孙国荣，俎桂芹，万清林等，水稻灌浆期杂种优势的生理基础研究，哈尔滨师范大学自然科学学报，1991，7(生物专辑):254-261.孙国荣，朱 鹏，肖翌华，刘文芳，杂交水稻硝酸还原酶活性和NO3- 含量的昼夜变化规律，武汉大学学报(自然科学版)，1992(1)：91-97孙国荣，朱 鹏，肖翌华，刘文芳，杂交水稻生长发育过程中硝酸还原酶活性与产量性状的关系，武汉植物学研究，1992，10(2):187-192.孙国荣，阎秀峰，李景信等，Na2CO3 对几种牧草苗期乙醇酸氧化酶和硝酸还原酶活性的影响，植物研究，1992，12(生态.地理专刊)：19-23孙国荣，阎秀峰，李景信等，Na2 CO3对羊草和星星草呼吸代谢的影响，植物研究，1992，12(生态.地理专刊):19-23孙国荣，朱 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