干旱条件下氮肥形态对烤烟叶片内源保护酶活性的影响

在轻度干旱时烤烟体内过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性以及根系脱氢酶活性均有所增强,这些生理生化变化都是烟草对干旱胁迫的适应性反应。随着干旱时间的延长和胁迫程度加剧,上述酶活性出现不同程度的降低。这时叶片细胞膜透性增大,丙二醛（MDA）大量积累,叶片生长停滞并出现可见旱害。氮肥形态不仅会对正常对正常生长的烟草产生不同影响,而且使在干旱胁迫下烟草的生长差异更加显著。NO3－N处理的烟株在干旱时,抗旱性得到提高,经测定,上述抗旱指标明显优于尿素（UREA）、NH4－N处理。在干旱胁迫下NO3－N处理能较长时间地保持内源保护酶和根系脱氢酶的活性,在严重干旱时烟时的细胞膜透性和MDA积累得到有效控制,叶片在干旱时的生长损失得到缓解。     

印度梨形孢对烟草抗旱性的影响

为探明印度梨形孢对烟草抗旱性的影响,采用聚乙二醇(PEG 6000)人工模拟干旱胁迫条件进行盆栽试验。在干旱胁迫下,测定了烟叶中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量、叶片相对电导率以及干旱相关基因的表达量。结果表明:印度梨形孢能定殖于烟草根部,并促进烟草地上部和地下部的生长。在干旱条件下,根部接种印度梨形孢的烟草缺水症状较轻,与未接种印度梨形孢的烟草相比,其烟叶中Pro含量显著升高,MDA含量和叶片相对电导率显著下降,干旱相关基因RD29A、ERD10A、RD26A、SDIR1、HAT、ERD1和DREB2A的表达量均明显上升。印度梨形孢提高烟草的抗旱能力,是通过降低烟草细胞生物膜的损伤程度、增强烟草的抗氧化防御能力、促进细胞渗透调节物质Pro的积累以及上调干旱胁迫相关基因的表达实现的。     

烤烟品系LY1306在PEG干旱胁迫下的生理响应及转录组学分析

[目的] 研究烤烟品系LY1306经不同时间干旱胁迫下的生理及基因转录表达的变化,以明确其烟叶应激响应基因表达组学特征。 [方法] 采用15% PEG-6000处理模拟干旱胁迫,分别测定干旱胁迫处理0 h、16 h、24 h后叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性和丙二醛、脯氨酸含量,并用转录组测序的方法对差异表达基因进行GO、KEGG分析。 [结果] LY1306烤烟叶片在15% PEG-6000处理下过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增加较快,脯氨酸含量迅速提高。差异基因GO分析表明盐胁迫响应、赤霉素响应等生物过程,以及细胞质核周区和转录因子活性等功能基因在16 h、24 h处理的样品中均表现为上调。KEGG代谢通路分析表明,LY1306烤烟叶片植物激素信号转导途径关键基因在干旱处理后16 h和24 h的处理中均表现为上调。 [结论] 烤烟LY1306品系在15% PEG干旱胁迫下过氧化物酶和超氧化物歧化酶为其抗旱生理表现的主要应激酶类,同时脯氨酸的积累也起到了积极的抗旱作用。赤霉素等植物激素信号转导途径及多种抗旱相关生物过程和代谢通路的基因表达水平上调,是LY1306烤烟品系抵御和适应干旱胁迫的主要途径。      

叶面喷施2,4-表油菜素内酯对烟草抗旱性的影响

为探讨外源2,4-表油菜素内酯（EBR）增强烟草幼苗抗旱能力的作用机理,以不同抗旱性烟草品种豫烟12号和豫烟10号为材料,采用水培法,研究干旱胁迫下叶面喷施外源EBR对烟草幼苗的影响。结果表明,干旱胁迫下,豫烟12号和豫烟10号幼苗生长受到抑制,叶片细胞活性氧和MDA含量增加,叶绿素遭到破坏,光合速率降低。喷施外源EBR能够显著促进干旱胁迫下烟草幼苗的生长和根系发育,叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性提高,O₂^-产生速率和MDA含量降低,同时增加了叶绿素的含量,提高了光合速率。与豫烟12号相比,干旱对豫烟10号的影响较大,而喷施外源EBR均能降低干旱对两品种幼苗的伤害。喷施外源EBR能够促进根系形态发育,提高抗氧化酶活性,降低活性氧积累和膜质过氧化水平,提高光合能力,增强烟草的抗旱能力。     

NtCycB2基因表达对烟草抗旱性的影响

NtCycB2参与调控烟草腺毛的发生与发育过程,并对多种非生物胁迫具有应答反应。为阐明NtCycB2表达对烟株耐旱性的影响,以敲除NtCycB2后的多腺毛株系ko(NtCycB2-ko)、NtCycB2过表达的少腺毛株系oe和烟草栽培品种K326为材料,使用不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)在试管中模拟干旱胁迫,同时在漂浮育苗盘中进行干旱胁迫处理,对烟草3个株系的抗旱性进行分析。结果表明,与K326相比,不同浓度PEG-6000处理的ko株系烟苗生长状况明显优于K326,气孔开度显著低于K326;在干旱胁迫下,ko株系烟苗的生物量和叶绿素含量(质量分数)显著高于K326,死细胞和活性氧含量较低,抗氧化酶中超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性以及脯氨酸(Pro)含量显著增加,丙二醛(MDA)含量显著降低,且离体叶片失水率显著低于K326;RT-PCR检测结果表明,NtPR1a、NtDREB2C和NtNCED5的表达量均极显著高于K326。而oe株系烟苗萎蔫严重,气孔开度较高;且oe株系死细胞和活性氧含量较高,生物量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性和Pro含量均显著低于K326,MDA含量和离体叶片失水率较高,NtPR1a、NtDREB2C和NtNCED5的表达量均极显著低于K326。因此,敲除NtCycB2基因后的ko株系烟苗能够通过一系列生理生化反应和提高抗旱相关基因的表达量来提高其抗旱性,而NtCycB2过表达则降低其抗旱性,表明NtCycB2不同基因表达水平对烟草抗旱性有重要调节作用。     

干旱胁迫对转BnDREB1-5烟草碳氮代谢和渗透调节物质的影响

在干旱胁迫后检测了转BnDREB1-5基因烟草碳氮代谢指标和渗透调节物质的变化。结果表明,干旱胁迫后转基因烟草碳代谢指标淀粉酶活性、转化酶活性和可溶性糖含量都明显升高,野生型烟草淀粉酶活性和可溶性糖含量稍微升高,转化酶活性反而降低;转基因烟草氮代谢指标硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质含量稍微下降,而野生型烟草两者都明显降低;转基因烟叶中有BADH活性,干旱胁迫后BADH活性升高,而野生型烟草中检测不到BADH活性;干旱胁迫后转基因烟叶中脯氨酸含量是野生型的1.08倍。因此,干旱胁迫后转基因烟草碳氮代谢、防御酶活性等方面明显优于野生型。     

保水剂对烤烟品种生长发育和生理特性的影响

为明确保水剂的保水效果及其对不同烤烟品种生长发育的生理调节机制,采用盆栽试验,以抗旱性强的豫烟6号和抗旱性弱的豫烟10号为材料,研究了中度干旱条件下不同种类保水剂对不同烤烟品种农艺性状、根系活力、叶片抗氧化酶活性、丙二醛含量和脯氨酸含量的影响。结果表明:1施用保水剂增加了烤烟的株高、茎围、有效叶片数和最大叶面积,提高了烟株根系活力,尤其是对豫烟10号的促进作用效果更显著;2施用保水剂降低了烤烟的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,但对两个烤烟品种的作用效果不同;3施用保水剂降低了烤烟的丙二醛含量,且对豫烟10号的促进作用效果更显著;4干旱条件下,施用保水剂降低了烤烟的脯氨酸含量,豫烟6号的脯氨酸含量降幅大于豫烟10号。因此,施用保水剂有利于提高豫烟10号对干旱胁迫的适应性,其中以改性淀粉、丙烯腈和丙烯酰胺为原料制备的含钾高分子吸水材料保水剂对烤烟生长发育和生理代谢的调控能力优于聚丙烯酸钠保水剂。     

茉莉酸甲酯诱导烟草抗斜纹夜蛾的作用

研究了不同浓度的茉莉酸甲酯(MeJA)对烟草过氧化物酶、多酚氧化酶、胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂的诱导作用及其时间效应,并对不同处理烟叶对斜纹夜蛾生长的影响进行了生物学测定。结果表明:烟草喷施不同浓度MeJA后,局部和系统叶片组织内系列氧化酶活性和蛋白酶抑制剂含量显著增加。斜纹夜蛾取食不同处理的烟株叶片后,其相对生长速率明显降低;2.4mmol/LMeJA的处理能诱导烟株产生最强的防卫应答,且能持续较长的时间。     

干旱胁迫下外源ALA对烤烟幼苗光合特性和抗氧化能力的影响

为进一步探究外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）对干旱胁迫下烟草幼苗抗旱能力的作用机理,以烤烟品种豫烟10号幼苗为试验材料,采用营养液培养的方法,研究叶面喷施不同浓度的（0~80 mg/L）外源ALA对干旱胁迫下烤烟幼苗烤烟光合特性和抗氧化能力的影响。结果表明干旱胁迫下烤烟叶片细胞活性氧和硫代巴比妥酸（TBARS）含量增加,叶绿体遭到破坏,光合速率降低,植物生长受到抑制。干旱胁迫下外源ALA能够显著降低烤烟叶片活性氧水平,提高抗氧化酶活性,以喷施20 mg/L ALA效果最为显著。其中与PEG处理相比,净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）分别提高96.19%、96.79%和132.43%,抗氧化物酶（SOD、POD、CAT、APX）活性分别提高49.05%,61.97%,64.17%和70.08%。喷施适宜浓度的外源ALA可有效提高烤烟叶片光合特性和抗氧化能力,缓解活性氧伤害,从而增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力。     

烟草幼苗对复合盐碱的生理响应

  目的  研究烟草幼苗在复合盐碱处理下的生理代谢变化。  方法  以n（NaCl）:n（Na₂SO₄）:n（NaHCO₃）=1:1:1的比例,设置5个质量浓度复合盐碱处理,测定各处理烟苗根系指标和叶片生理指标。  结果  1）随着复合盐碱浓度增加,烟苗总根长呈降低趋势,根表面积、根尖数和根活力都表现出先升后降趋势;2）低浓度短时间盐碱处理促进叶绿素积累,时间延长或浓度增加使叶绿素含量下降;3）随处理浓度升高和时间延长,叶片含水率下降,MDA含量和相对电导率升高,可溶性糖和脯氨酸含量先升后降;4）低浓度盐碱处理ABA含量变化不明显,ZR含量下降,高浓度盐碱处理时这两种激素含量均有升高趋势。  结论  0.3%复合盐碱、短期的复合盐碱处理可促进烟苗的生长,盐碱胁迫时间延长或浓度升高则会影响烟株正常生长发育。      

十个烤烟品种的抗旱性鉴定

通过人工控水的方法模拟干旱条件,对10个烤烟品种进行干旱处理,烟苗旺长期取样测定了生物量,相对含水量,渗透势,脯氨酸含量,MDA含量,电解质外渗等与抗旱性有关的生理生化指标。通过对各项指标进行综合分析,评价不同烤烟品种的抗旱性。结果显示相同的干旱胁迫下,各烤烟品种对干旱的敏感程度和忍耐力存在着明显差异。综合评定大黄金5210的抗旱性较好,中烟100的抗旱性较弱。      

干旱胁迫对烟草不同部位细胞程序化死亡的影响

为了解干旱胁迫对烟草不同部位细胞程序化死亡的影响，以中烟100（不耐旱）和农大202（耐旱）为材料，采用2.5% PEG-6000模拟干旱，分析了不同耐旱性材料表型差异，用DNA Ladder法、TUNEL法测定烟草不同部位细胞程序化死亡发生的时间及程度差异。结果表明：（1）干旱胁迫下，农大202和中烟100的生物量、根长、根直径均较对照下降，其中中烟100下降幅度更大且与对照达到极显著差异；（2）中烟100在干旱胁迫第3天，各部位均已发生PCD，但是不同部位对干旱胁迫的响应不同，叶片、侧根的PCD发生程度相近，根尖细胞发生程度明显高于叶片及侧根；（3）根据定位观察可知侧根皮层细胞以及远离叶脉的细胞较早发生PCD；（4）烟草的耐旱性越强，PCD发生较迟，发生程度也越弱。综上所述，干旱胁迫下烟草不同部位细胞发生PCD的时间和特征是有差异的，耐旱性不同的品种发生PCD的时间也是有差异的。     

干旱胁迫下烟草脯氨酸杂种优势及相关基因差异表达分析

为探讨干旱胁迫下烟草脯氨酸杂种优势的分子遗传基础,以抗旱性差异较大的7个烟草品种及其组配的10个杂交组合为材料,采用盆栽试验设置干旱胁迫处理,进行了烟草脯氨酸杂种优势及其相关基因差异表达分析。结果表明,干旱胁迫下烟草脯氨酸含量在胁迫早期持续增加,第14天后开始下降;杂交组合间脯氨酸含量性状杂种优势差异明显,中亲优势最高40.35、最低-51.66;强优势组合中脯氨酸合成关键酶基因P5CS和δ-OAT相对表达量明显高于弱优势组合,分别是弱优势组合的2.10倍、1.87倍;脯氨酸杂种优势与P5CS基因相对表达量在旺长期持续干旱7 d时存在显著正相关关系,与δ-OAT基因相对表达量在伸根期持续干旱14 d、旺长期持续干旱7 d和14 d呈显著或极显著的相关关系,相关系数分别为0.93、0.98和-0.96。结果显示,脯氨酸合成关键酶基因δ-OAT和P5CS的时序性上调或下调表达是相应时期烟草脯氨酸含量性状杂种优势形成的分子基础。     

旱涝急转对不同花生品种生理生化指标的影响

为探讨旱涝急转对花生生理生化的影响,以不同旱涝耐性的3个花生品种中花8号（抗旱）、豫花15（耐涝）和湘花2008（旱涝兼耐）为材料,进行不同梯度的先旱、后涝连续处理,比较不同花生品种的叶片相对含水量,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及丙二醛（MDA）含量的变化情况。结果表明,在旱、涝急转的胁迫过程中,干旱对叶片相对含水量的影响甚于湿涝。一定强度的旱或涝胁迫总体上均可使花生叶片的4种抗氧化酶POD、SOD、CAT、GR活性提高,随着胁迫的加深活性降低,复水后活性回落至对照水平,且旱甚于涝。MDA含量总体变化趋势是干旱胁迫下各品种花生叶片中MDA含量有所升高,并于复水解除干旱胁迫后恢复至对照水平;而湿涝处理阶段,MDA含量呈直线上升趋势,在胁迫解除后有所降低。中花8号、豫花15、湘花2008等3个花生品种具有显著不同的水分适应性,中花8号抗旱性更强而耐涝性较弱,豫花15抗旱性较弱而耐涝性强,湘花2008抗旱性中等而耐涝性更强,为水分广适性品种。     

干旱胁迫下烤烟叶片细胞壁expansin积累动态研究

利用电镜细胞化学的方法,对烟草进入旺长期正常生长条件和干旱胁迫下叶片细胞壁糖蛋白(expansin)的积累动态变化进行了观察。结果表明:(1)处理第16 d,正常生长条件下可以观察到糖蛋白紧紧附着在细胞壁两侧;干旱条件下只有少量糖蛋白附着于细胞壁两侧;(2)处理第28 d,正常生长条件下,附着在叶肉细胞壁的糖蛋白层继续增厚,且连成一片;干旱处理条件下叶肉细胞壁几乎没有糖蛋白附着,大部分已经脱落于细胞间隙;(3)处理第40 d,正常条件下叶片细胞壁表面附着的糖蛋白大量脱落,干旱条件下叶肉细胞壁基本没有糖蛋白附着;(4)与正常生长的烟株形态相比,干旱处理后烟株生长变慢,叶面积变小,株型紧凑,叶片不开展,表明细胞壁糖蛋白的积累与烟株生长、叶面积扩展有密切关系,同时在烟株初期的抗逆性中也起到一定的作用。     

聚乙二醇处理对烟草种子活力及幼苗抗冷性的影响

将烟草种子用聚乙二醇(PEG)浸种处理后播种发芽,幼苗培养至大十字期时进行低温处理。试验结果显示,低温使烟草幼苗叶片叶绿素含量与呼吸速率显著下降,增加了细胞膜透性和膜脂过氧化产物--丙二醛含量,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性也不断下降。PEG浸种处理后,可促进种子萌发,增强幼苗生长势,提高种子活力。PEG浸种的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性较对照均有所提高,并减少了种子在低温吸胀过程中电解质与有机物质的渗漏量及渗漏速率。表明用PEG处理能增强烟草幼苗的抗冷性。      

烟草赤星病胁迫对不同抗性品种光合特性和渗透调节的影响

以抗烟草赤星病品种净叶黄(JYH)和感病品种长脖黄(CBH)为材料,在盆栽试验条件下,研究不同烟草赤星病胁迫程度(轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫)对光合特性和渗透调节的影响。结果显示:⑴烟草赤星病胁迫导致2 个品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均呈下降趋势,且JYH 的降幅小于CBH。⑵ JYH、CBH 的净光合速率、气孔导度因烟草赤星病胁迫而降低。2 个品种的胞间CO₂ 浓度、气孔限制值变化具有明显差异,烟草赤星病胁迫导致CBH 的胞间CO₂ 浓度上升,气孔限制值则明显下降,这与JYH 在重度胁迫下的变化趋势一致。而JYH 的胞间CO₂ 浓度在轻度、中度胁迫降低,气孔限制值则呈上升趋势。⑶与CBH 相比,JYH 在烟草赤星病胁迫下具有较高的脯氨酸和可溶性总糖含量,较低的MDA 含量。研究结果表明,JYH 具有较强的光合作用和渗透物质调节能力,是对烟草赤星病胁迫具有较强抗性的生理基础。      

聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫对液体悬浮培养发状念珠蓝细菌生长及生理生化的影响

为了研究干旱对液体悬浮培养发状念珠蓝细菌细胞生长及生理生化的影响,用聚乙二醇(PEG)模拟干旱,将活化后菌种分别在培养基中PEG浓度为4％、8％和12％条件下培养,以不含聚乙二醇组作为对照,测定细胞生长速率、胞外多糖和脯氨酸含量及SOD活性的变化.结果表明随着聚乙二醇浓度的增大,细胞生长速率明显下降,SOD活性呈现先升高后降低的趋势;在聚乙二醇浓度在4％和8％培养条件下,胞外多糖和脯氨酸含量随干旱胁迫的增大而增加,在聚乙二醇浓度12％培养条件下,胞外多糖和脯氨酸含量先升高后下降.模拟干旱条件下,SOD为液体悬浮发状念珠蓝细菌提供快速的响应保护,而脯氨酸和胞外多糖为细胞提供较缓慢但更为持久的保护.