[目的]探讨外源2,4-表油菜素内酯(2,4-EBR)缓解芸豆幼苗盐碱胁迫伤害的生理机制,为应用2,4-EBR缓解豆类植物盐碱胁迫提供依据.[方法]以盆栽'芸选2号'幼苗为材料,研究在100 mmol/L盐碱胁迫下,喷施0.1 mg/L 2,4-EBR和4.0 mg/L油菜素内酯抑制剂芸苔素唑(BRZ)对幼苗生长、光合气体交换参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响.[结果]盐碱胁迫下芸豆叶片卷缩枯萎,株高、叶面积、主根长、光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均显著下降(P＜0.05),脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量和胞间 CO2浓度(Ci)显著升高.喷施2,4-EBR处理能缓解盐碱胁迫造成的叶片枯萎和卷缩,植株生长状况逐渐转好,同时有效降低幼苗叶片REC、MDA和Ci,显著提高株高、叶面积、主根长、Pro、SS、Pn、Tr、Gs及SOD、POD、CAT和APX活性,但外源2,4-EBR诱导的这些芸豆抗盐碱效应在加入BRZ后受到逆转.[结论]外源2,4-EBR处理能够提高芸豆叶片抗氧化系统酶活性和渗透调节物质含量,减轻盐碱胁迫造成的膜脂过氧化伤害及对光合作用的非气孔限制,促进幼苗生长,增强抗盐碱能力.

为探究七叶一枝花的种子萌发生理机制,该文从种胚形态上对七叶一枝花种子萌发过程的时期进行了划分,并分析了不同时期种子内源激素含量及相关酶活性的变化规律.结果表明:(1)根据种胚形态可将种子萌发过程细分为 8 个时期,即种胚未萌动时期(S1 期)、心形胚时期(S2 期)、种胚膨大时期(S3 期)、胚根未突破种皮时期(S4 期)、子叶柄伸长和胚根突破种皮时期(S5 期)、下胚轴突破种皮时期(S6 期)、上胚轴伸长时期(S7 期)、胚根伸长时期(S8 期).(2)不同萌发时期种子的α-淀粉酶活性均明显高于β-淀粉酶.(3)超氧化物歧化酶(SOD)活性在S5 期最高,S1 期最低;过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随种子萌发进程总体呈上升趋势,可溶性蛋白含量随种子萌发进程先下降后升高.(4)吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)含量随种子萌发进程整体呈下降趋势;1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、茉莉酸(JA)、油菜素内酯(BRs)随种子萌发进程整体呈上升趋势;细胞分裂素类(CTKs)含量无显著变化;IAA/ABA和GA3/ABA随种子萌发进程呈先下降后上升趋势,而 CTKs/ABA 则不断升高.(5)ABA、IAA、GA3含量与胚率呈负相关,而ACC、JA、BRs、POD、CAT、β-淀粉酶活性与胚率呈正相关.综上认为,七叶一枝花在不同时期种子内源激素含量及相关酶活性各不相同,其中α-淀粉酶活性、POD活性可能与种胚胚根伸长有关,GA3可能影响种胚形成,而ABA则可能抑制种胚的生长发育.

MYB作为植物中最大的多功能转录因子(transcription factors,TFs)家族之一,在基因转录水平上广泛地参与调控植物生长发育、激素信号转导及逆境胁迫应答等过程.该类转录因子N端含有典型的MYB结构域,根据MYB结构域中R重复序列的数量分为不同的亚组;而C端结构域差异较大,因此功能上具有多样性.大量研究表明,在受到外界环境信号的激活后,MYB可单独或通过和其他蛋白互作后,与下游靶基因启动子区域的顺式作用元件MYBCORE和AC-box结合,参与调控下游胁迫应答相关基因的表达,从而调节植物对逆境胁迫的耐受性.另外,MYB也通过参与脱落酸(abscisic acid,ABA)、油菜素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)等信号通路的方式,对非生物胁迫以及生物胁迫做出应答反应.论文对植物MYB家族的结构与分类及其作用方式进行了归纳,重点对植物MYB参与调控响应盐、干旱、极端温度、营养亏缺、重金属以及病原菌等非生物和生物逆境胁迫的作用机制进行了综述,并对未来重点研究方向提出了展望,为今后农作物的抗逆性遗传改良和生物育种提供优异基因资源和理论支持.

[目的]为了探究草珊瑚[Sarcandra glabra(thunb)nakai]不同器官中内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控机制.[方法]通过代谢组学方法分析草珊瑚中内源激素和类胡萝卜素代谢物在不同器官间的差异分布情况,结合转录组学技术挖掘草珊瑚类胡萝卜素相关差异酶基因,进一步预测参与调控差异酶基因的转录因子及其激素相关顺式响应元件,从而分析内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控作用.[结果]吲哚-3-羧酸(indole-3-carboxylic acid)、反式茉莉酸[(-)-jasmonic acid]、二氢茉莉酮酸甲酯(ethyl dihydrojasmonate)、油菜素甾酮(castasterone)、油菜素内酯(brassinolide)等 7 种内源激素在叶中的含量更高,与角黄素(canthaxanthin)、海胆酮(echinenone)、新黄质(neoxanthin)和念珠藻黄素(nostoxanthin)等 8 种差异代谢物等富集部位一致;而脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素 4,5-甲氧基水杨酸(gibberellin 4,5-methoxysalicylic acid)、二氢茉莉酸(dihydrojasmonic acid)和 5,6-二羟基吲哚(5,6-dihydroxyindole)在根中的含量更高,与脱落酸醛(abscisic aldehyde)、4,4'-二聚戊烯(4,4'-aiapolycopenedial)、花药黄质(antheraxanthin)这 3 种差异代谢物富集部位一致;关键转录因子MYB106、SPL1、NAC015、ERF064、WRKY44、BHLH116 可通过响应AUX、SA、GA、ABA、Me_JA等植物激素的刺激,参与调控类胡萝卜素合成途径的DXS、VDE、ABA2、AOG、ZEP、CYP97C1、DWARF27、CRTISO、LCYB、PSY这 10 种代谢酶的表达.实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果表明,随机选取的 8 个差异基因表达趋势与转录组测序结果一致.[结论]筛选出草珊瑚叶和根与类胡萝卜素相关的 15 种差异内源激素与 11 种差异代谢物,预测了 6 种转录因子参与调控 10 种代谢酶.

[目的]土壤盐碱化严重影响着草料兼用牧草湖南稷子的正常生长发育和产量.探讨表油菜素内酯(EBR)对湖南稷子耐盐性的调控作用及其机制,可为其应用于牧草生产提供理论依据.[方法]以'宁稷1号'品种幼苗为材料,在筛选适宜盐胁迫浓度的基础上,设置对照、盐(150 mmol/L NaCl)和不同浓度(1,10,100 μg/L)EBR单独及复合处理,采用水培试验考察各处理幼苗生长、抗逆生理、光合作用、离子稳态、编码盐过敏(SOS)信号转导途径及抗氧化酶相关基因表达量的变化.[结果]与对照相比,单独盐胁迫幼苗生长(株高、根长、生物量等)受到抑制,叶片光合作用指标[叶绿素含量及PSⅡ实际光合速率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ最大光化学效率(Fv'/Fm')、电子转移速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)等]、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性降低,根系K+、Ca2+和Mg2+含量减少,而Na+含量增加,叶片活性氧(超氧阴离子、过氧化氢)含量、细胞膜透性(丙二醛含量、相对电导率)提高,叶片相关基因表达量显著下调.单独EBR处理对以上指标大多无显著影响.喷施不同浓度EBR均能有效缓解盐胁迫幼苗上述指标的不利变化,并以10 μg/L EBR处理效果最佳.[结论]叶面喷施EBR能上调盐胁迫下湖南稷子幼苗叶片SOS信号转导途径和抗氧化酶相关基因的表达量,增强抗氧化和渗透调节能力,维持根系离子稳态平衡,保护其光合作用和正常生长,提高其耐盐性.

为探究油菜素内酯(BRs)诱导提高植物的抗寒性是否受一氧化氮(NO)信号分子调控,以高山离子芥(Chorispora bungeana)悬浮细胞为材料,分别用24-表油菜素内酯(EBR)、NO供体SNP、NO清除剂PTIO、一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME、EBR+PTIO以及EBR+L-NAME进行处理,分析在低温胁迫下以上处理对细胞抗寒性、活性氧(ROS)水平以及抗氧化防御系统的影响.结果表明:(1)外源EBR处理可以缓解低温胁迫对悬浮细胞活力的抑制以及离子渗漏和膜脂过氧化程度的加剧,从而增强细胞对低温的抗逆能力.SNP处理对上述生理指标的影响与EBR类似.(2)在低温胁迫下,与EBR处理细胞相比,EBR+PTIO以及EBR+L-NAME处理会导致悬浮细胞活力下降,离子渗漏和膜脂过氧化程度显著升高,表明阻断NO信号会降低EBR诱导提高的抗寒性.(3)与仅受低温胁迫的细胞相比,外源EBR处理导致细胞NO含量和NOS活性进一步升高,而EBR诱导的NO积累可以被PTIO或L-NAME所抑制.(4)EBR、SNP处理均可以明显抑制低温胁迫下离子芥悬浮细胞过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和羟自由基(OH-)含量的升高,并显著增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及增加抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)的含量,从而缓解低温造成的氧化损伤,而PTIO、L-NAME会不同程度抑制低温胁迫下EBR的这些保护功能.综上所述,EBR通过激活离子芥悬浮细胞的NOS活性来促进细胞内源NO积累,从而提高其抗寒性.EBR处理可以抑制低温胁迫下ROS过量积累并增强细胞的抗氧化防御能力,这两个过程都受NO信号分子调控,从而缓解低温造成的氧化损伤,防止膜脂过氧化程度加剧,提高细胞对低温胁迫的抗逆性.因此,低温胁迫下,高山离子芥悬浮细胞NOS来源的NO是EBR信号转导的下游信号分子.

油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)是一种广泛分布于多种植物体内的激素.Brassinosteroid insensitive 1(BRI1)是BR信号通路的主要信号受体,在植物生长发育和胁迫应答中起着至关重要的作用.研究以番茄品种Micro-Tom(MT)和SlBRI1过表达株系(Atrd29A:SlBRI1)为试验材料,探讨低温对光合特性、叶绿素荧光参数以及抗寒基因的影响,旨在揭示Atrd29A启动子驱动SlBRI1基因对低温胁迫的响应规律.结果表明,(1)低温胁迫提高了 MT植株SlBRI1的表达量,而Atrd29A:SlBRI1植株SlBRI1表达量更高.低温胁迫5 d导致所有植株出现萎蔫,而且Atrd29A:SlBRI1植株萎蔫程度更轻,恢复得更好.(2)低温胁迫导致所有番茄幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(T,)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光能捕获效率(Fv'/Fm')和光化学荧光猝灭系数(qP)都较大幅度地下降;在低温胁迫第5天,SlBRI1过表达株系这些指标均显著性高于MT植株.同时,SlBRI1过表达株系的细胞间CO2浓度(Ci)显著低于MT.(3)同等条件下SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平显著上升,并且通过低温处理后的SlBRI1转基因植株中SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平均显著高于MT植株.表明Atrd29A诱导SlBRI1表达能够提高Sl-BRI1表达水平,缓解低温胁迫对植株光合作用和叶绿素荧光参数的影响,增强番茄植株抗寒能力.

为明确协同提高宽幅播种小麦产量和氮素利用率的表油菜素内酯喷施时期,研究了不同生育时期喷施表油菜素内酯对小麦产量和氮素吸收利用的影响.结果表明:与喷施清水对照相比,喷施表油菜素内酯可通过提高小麦穗粒数或(和)千粒重提高产量,通过促进地上部氮素积累提高氮素吸收效率,进而提高氮素利用率,但不同时期喷施效果存在差异.起身期+灌浆期、拔节期+灌浆期、起身期+拔节期+灌浆期、起身期+开花期+灌浆期喷施处理在所有处理中穗粒数和千粒重增幅最大,产量增幅最高(12.8%～14.0%);同时地上部氮素积累量增幅最大,氮素吸收效率增幅最高(16.4%～18.8%),从而氮素利用率增幅最高.综合施用成本等因素,生产上可采用起身期+灌浆期或拔节期+灌浆期 2 次间隔喷施模式,实现宽幅播种小麦高产高效栽培.

目的 通过对右美托咪定干预后老年患者术后早期认知功能相关代谢物测定,探讨右美托咪定保护术后早期认知功能的作用机理.方法 采用随机、单盲、安慰剂对照研究设计方案,选择2022年1-5月陆军特色医学中心关节外科收治关节炎并接受关节置换手术(含髋关节置换术和膝关节置换术)的老年患者48例,其中男性10例,女性38例,平均年龄71.38(65～89)岁.按2∶1比例随机分为右美托咪定组(DEX组)32例和对照组(CON组,以相同的方法等容等速持续泵注0.9％生理盐水)16例.分别在术前、后1天采用简易智力状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)对患者认知功能进行评估.使用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用(ultra-high performance liquid chromatography coupled with Q Exactive mass spectrometry,UHPLC-QE-MS)对患者血清样本进行代谢组学分析,筛选差异代谢物及其通路.结果 以术后MMSE评分低于术前≥2分判定为POCD,DEX组、CON组发生率分别6.25％、37.5％,2组差异有统计学意义(x2=5.419,P=0.02).代谢组学检测出70种差异代谢物,DEX组十二酸乙酯、前列腺素D2、硫酸吲哚氧基、表油菜素内酯、二酰基甘油(18∶4/15∶0/0∶0)、甘油三酯H等明显下调;L-异亮氨酸、正亮氨酸、甜菜碱、3,3,5-三碘-L-酪氨酸-β-D-葡萄糖醛酸苷、磷脂酰胆碱(22∶6/16∶1)、磷脂酰胆碱(22∶5/14∶0)、磷脂酰胆碱(18∶4/18∶1)、脑磷脂(20∶3/14∶1)、甘油磷酸胆碱、L-丝氨酸、γ-氨基丁酸等显著上调;涉及的主要通路有甘油磷脂代谢,氨酰-tRNA生物合成,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路等.结论 右美托咪定能通过参与脂质代谢、氨基酸代谢等多种生物途径,抑制炎症反应、减轻氧化应激、改善突触结构和功能、调控细胞能量代谢等来保护术后早期认知功能.

多花黄精种子发芽过程具有微根茎形成的特殊萌发现象,阐述微根茎形成过程中基因表达的变化有助于微根茎形态结构及其发育、种子生理等相关研究.本文通过高通量测序技术,对不同萌发状态的多花黄精种子进行转录组测序及生物信息分析.结果表明,微根茎形成时与胚根突破种皮共有显著性差异的Unigenes 17 907 条,在代谢过程、催化活性、蛋白质磷酸化等Terms中均有较高的差异表达;Pathway显著性富集表明,差异基因主要富集于植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、黄酮类生物合成等通路中,且富集到植物激素信号转导通路中的基因有大量表达,尤其是油菜素内酯通路基因表达上调.微根茎变绿前后共有显著性差异的Unigenes 26 833 条,主要富集在代谢过程、肽生物合成过程、催化活性等通路中;Pathway显著性富集表明,差异基因主要富集于核糖体、淀粉和蔗糖代谢、光合作用等通路中,在光合系统中几乎所有的关键酶均上调.该文明确了多花黄精种子微根茎的形成是系列基因复杂的调控网络,且油菜素内酯可能对微根茎的形成具有重要作用,微根茎变绿后即可进行光合作用,为微根茎形成的生理研究、生产上促进微根茎快速膨大、微根茎的开发利用等深入研究提供参考.