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以濒危荒漠植物斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)为对象,克隆脂质转运蛋白基因PdLTP3。运用Protparam、Multiple Sequence Alignment、MEGA、SignalP 4.1Server、TMHMM Server v.2.0、SOPMA、SWISS-MODEL等软件对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,并检测干旱胁迫下PdLTP3基因的诱导表达情况。结果表明:从斧翅沙芥cDNA中克隆到PdLTP3基因全长,开放阅读框编码116个氨基酸,预测分子量为11.7kD,理论等电点8.91,平均亲水性系数0.569,是一个疏水蛋白质;同源比对显示其编码的蛋白质与拟南芥AtLTP3相似度较高;PdLTP3蛋白N端1~23个氨基酸序列为信号肽序列;二级和三级结构显示PdLTP3蛋白主要由α螺旋和无规则卷曲组成;干旱胁迫下PdLTP3基因表达量逐渐升高,5h后表达量约为胁迫处理前的48.6倍,说明其可能参与了斧翅沙芥干旱胁迫耐受。 相似文献
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病程相关蛋白（PR）广泛参与植物对生物和非生物胁迫的应答。采用cDNA末端快速克隆技术,从东方百合（Lilium）杂交品种索邦中克隆了PR1基因,并命名为LhSorPR1。LhSorPR1基因cDNA全长870 bp,5’非翻译区和3’非翻译区的长度分别为47 bp和274 bp。该基因的开放阅读框为549 bp,编码182个氨基酸。成熟的LhSorPR1蛋白（不含信号肽）分子量为18.19 kDa,等电点为5.69。采用同源建模方式构建的LhSorPR1蛋白三维结构与其模板番茄PR1蛋白p14a具有较高的相似性,说明百合PR1蛋白在结构和功能上与其他植物中的PR1蛋白具有较强的保守性。构建pCold Ⅱ-LhSorPR1原核表达,经IPTG诱导后,目的蛋白在大肠杆菌中以包涵体形式成功表达。使用免疫印迹方法对表达的LhSorPR1重组蛋白进行了验证,并对带有His标签的重组蛋白成功进行了纯化。 相似文献
3.
《中国沙漠》2016,(2)
荒漠固沙植物羽毛针禾(Stipagrostis pennata)具特殊的根鞘结构,由植物、微生物、土壤共同参与形成。分析了沙土灭菌处理对羽毛针禾种子萌发、幼苗存活及根鞘初期形成过程的影响。结果表明:(1)灭菌沙土中,羽毛针禾种子萌发较慢,萌发率不超过25%,始终低于对照;而在土壤微生物的参与下,种子萌发率在种植19d后即可稳定在25%的水平。(2)灭菌处理下,羽毛针禾幼苗成活率5%;而土壤微生物参与下,幼苗成活率可高达36.54%。(3)幼苗种植40d左右,灭菌沙土中的幼株出现萎蔫枯黄、最后整株死亡的现象;而自然沙土中的幼苗株高是灭菌处理组的1.72倍,并且仍保持鲜绿色。(4)沙土灭菌处理后,幼株出现黑根现象,根毛失水萎蔫,沙粒粘附性变差。可见,土壤微生物在羽毛针禾种子萌发、幼苗存活、根鞘初期形成中均发挥重要作用,是促进固沙植物生长的潜在生物菌肥资源。 相似文献
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《中国沙漠》2016,(3)
羽毛针禾(Stipagrostis pennata)是古尔班通古特沙漠流动沙丘的先锋植物。野生羽毛针禾能够形成特殊的根鞘结构。作为浅根系植物对高温、缺水恶劣环境的特殊应答结构,根鞘对羽毛针禾忍耐干旱胁迫尤为重要。土壤微生物是影响根鞘形成和稳固程度的重要因素,基于前期对羽毛针禾根鞘微生物数量分布特征的分析结果,结合选择性培养基分离纯化、16SrDNA序列测序、Biolog-Eco技术更进一步地分析了可培养细菌多样性特征。结果表明:(1)基于Ribosomal Database Project(RDP)classifier分析,分离、纯化的17株菌可初步归为3门5纲5目8科8属,未见新属。其中,芽孢杆菌属(Bacillus)占绝对优势(23.53%)。(2)EzTaxon-e数据库中对各菌株序列进行进一步的blast同源性分析表明,17株菌可进一步归为13个OTUs,未见疑似新种(同源性均97%),其中芽孢杆菌属OTU比例仍然最高(23.08%)。(3)根鞘中的土壤细菌群落代谢活性、土壤细菌群落多样性指数(Shannon指数及McIntosh指数)、可培养细菌对糖类、氨基酸类等各类碳源的利用率均显著高于外围土壤。独特的微生物类群是影响根鞘形成的重要外部因素,其与根系分泌物的互动关系值得深入研究。 相似文献
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羽毛针禾(Stipagrostis pennata)是古尔班通古特沙漠流动沙丘的先锋禾草和优良固沙植物,本研究从形态结构、理化特性、生物学特性等方面对其复杂的根区生境进行了分析。结果表明:①野生羽毛针禾能够形成特殊的根鞘结构(即由土壤颗粒与根表分泌物及根毛、菌丝体相互胶结、缠绕形成的特殊结构),使根区环境相对稳定;②根鞘的存在可有效扩大根系与土壤的接触面积,有利于根系-土壤信息交流及水分和养分的交换,对植物忍耐干旱逆境胁迫尤为重要;③根鞘的形成明显改善了其所在微生境的土壤条件,根鞘含水量可达外围土壤的5倍,成为潜在的水库;根鞘的形成明显改善了养分尤其是氮素累积状况,其全氮含量显著高于外围土壤,速效氮、微生物量氮含量极显著(P<0.01),高于外围土壤;根鞘微生境呈碱性,pH值略低于外围土壤;④根鞘中碱性磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶等各类水解酶、氧化酶均极显著(P<0.01)高于根外围土壤,反映出根鞘微生物学过程较强、土壤肥力较高,可有效增加土壤有机碳氮的转化,促进根鞘微生境养分循环;⑤可培养微生物分析结果显示,细菌在根鞘微生境中占绝对优势(99.72%±0.09%);可培养微生物优势类群为芽胞杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、青霉属(Penicillium)。上述微生物具有固沙、固氮、解磷、产抗生素等生态潜能,有助于改善羽毛针禾根区营养吸收,促进植株生长。因此,作为对高温、缺水恶劣环境的一种应答结构,根鞘的形成促进了植物根土界面的信息交流及水分和养分的交换,有利于植物、土壤、微生物建立互惠互利的关系,对植物忍耐干旱逆境胁迫尤为重要。 相似文献
6.
《中国沙漠》2017,(4)
荒漠植物在自然生境中同时遭受多种环境因子的胁迫,但植物对多重胁迫因子的应答响应机理目前仍然未知。利用数字基因表达谱技术分析了荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)在干旱、UV-B辐射以及干旱和UV-B辐射共胁迫下基因在转录水平的表达响应。结果显示:胁迫处理的材料与对照材料相比,差异表达的基因有上调表达基因和下调表达基因,且不同胁迫中下调表达基因总数多于上调的。双重胁迫与单因子胁迫相比,差异表达基因数量明显增加,且上调表达基因的数量增多,单因子胁迫之间的表达谱比双重胁迫与单因子之间的更为相似。双重胁迫诱导了356个上调和248个下调的特异表达基因。从诱导基因的差异表达量来看,多数基因的差异表达量集中在2~5倍,同时也诱导了少数基因的高度表达(高于100倍)。差异表达基因的GO(Gene Ontology)功能富集显著性分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢通路分析表明,双重胁迫相比单因子胁迫,固碳作用等生物过程的表达显著性富集,且不同的代谢途径对不同的胁迫处理表现出不同程度的响应。这说明植物在基因转录水平对单因子胁迫和双重胁迫的响应机理在很大程度上存在差异。 相似文献
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以古尔班通古特沙漠南缘不同立地条件植物群落为研究对象,分析了该区不同立地条件植物群落的种类组成、优势种群及优势种群的生态位特征。结果表明:①不同立地条件的植物群落均为灌木-草本模式,优势种群为梭梭、白梭梭、白皮沙拐枣、羽毛针禾、骆驼刺、琵琶柴、狭果鹤虱、沙蓬、倒披针叶虫实;②由于不同立地条件环境因子差异,造成其植物群落的α多样性指数存在差异;③Whittacker指数与Cody指数显示不同立地条件植物群落β多样性随环境变化可分为两个梯度,第一梯度为垄顶、迎风坡与背风坡上部,第二梯度为平坦荒地、丘间平地与背风坡中、下部;④生态位宽度大的物种间生态位重叠大。在古尔班通古特沙漠南缘进行受损群落植被恢复与重建时,可在适宜的立地条件种植梭梭与羽毛针禾。 相似文献
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三种固沙植物对高温胁迫的生理响应及其抗热性研究 总被引：12，自引：4，他引：8
通过实验测定热胁迫过程中多枝柽柳、梭梭和头状沙拐枣三种植物叶或同化枝外部形态、相对含水量（RWC）、质膜透性、膜脂过氧化物（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖、过氧化物酶（POD）、超氧化物酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）含量的变化,研究三种植物对沙地高温逆境环境的生理适应机理。结果表明：随高温胁迫强度增加,三种植物叶片相对含水量下降,膜透性及膜脂过氧化作用增强,渗透调节物质积累,同时植物保护酶系统活性上升,但在变化趋势和幅度上有硅著差异。三种同沙植物中,多枝柽柳具有最强的耐热性,梭梭次之,头状沙拐枣最差。 相似文献
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采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术，选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮（BSC）为对象，分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征，研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明：真菌参与铁吸收和转运过程，古菌参与铁转运和贮存过程，细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上，BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感，BSC铁代谢微生物主要为变形菌门（Proteobacteria）。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro；调控原核生物铁转运过程的主要功能基因，为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe（Ⅱ）转运蛋白编码基因feoB，真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用；调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期，上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。 相似文献
12.
《中国沙漠》2015,(6)
砂引草(Messerschmidia sibirica)是一种耐盐、耐旱固沙地被植物,既能生长在海岸沙地并成为优势植物,也在内陆干旱沙地有分布。本文以科尔沁内陆沙地和烟台海岸沙地生长的砂引草为试验材料,研究了两沙地土壤化学特性、水温特性及在自然状况和沙埋胁迫条件下两沙地砂引草叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活力和渗透调节物含量的变化特征。结果表明:(1)海岸沙地土壤含盐量较内陆沙地高5倍,但土壤地表温度略低。(2)在自然和沙埋条件下,两沙地砂引草叶中MDA含量较低。(3)生活在内陆干旱高温沙地上的砂引草,在自然和沙埋处理中叶片平均脯氨酸和可溶性糖含量均高于海岸沙地砂引草,自然状况下,其叶片平均脯氨酸和可溶性糖含量分别较海岸沙地的高25%~50%和高3.5倍。(4)海岸沙地砂引草在自然和沙埋处理5d和10d中,其叶片平均超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活力均大于内陆沙地砂引草,且两者差异显著(p0.05),自然状况下海岸沙地砂引草叶片SOD、POD、CAT平均活力分别较内陆高14%、140%和118%。(4)两沙地砂引草对沙埋胁迫的生理响应类似,随着沙埋强度的增加砂引草沙上叶片MDA含量变化不大,SOD和CAT活力和脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降。研究表明,砂引草具有在不同环境下利用不同渗透调节剂维护水分代谢平衡、提高抗氧化酶活力抑制膜脂过氧化维持氧自由基代谢平衡的生理调控能力,该生理可塑性可能是其具有较宽生态幅的生理基础。 相似文献
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新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）渗透调节物质的季节变化与环境因子的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus(M.Pop.)Cheng f.)是中国温带荒漠仅有的2种常绿阔叶灌木之一.主要对新疆沙冬青叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸的季节变化与主要环境因子的关系进行了研究.通过相关分析和回归分析,结果显示:(1)可溶性糖与气温呈极显著负相关(P＜0.01),曲线拟合为三次曲线(R2=0.958 2,p＜0.01),在-3.8～23.8℃之间,可溶性糖对新疆沙冬青的低温适应性起渗透调节作用;(2)可溶性糖与光照呈极显著的负相关(P＜0.01),曲线拟合为三次曲线(R2=0.877 6,p＜0.01),在90.2～322.5μmol·m-2·s-1之间,随光照强度的降低而不断积累;(3)可溶性糖与空气相对湿度呈极显著正相关(P＜0.01),曲线拟合为二次曲线(R2=0.650 5,p＜0.05),随空气相对湿度的升高而不断积累;(4)可溶性蛋白与空气相对湿度呈显著正相关(P＜0.05),曲线拟合为三次曲线(R2=0.677 7,p＜0.05),在18.7～51.7%之间,随空气相对湿度的升高而不断积累;(5)游离脯氨酸与空气相对湿度呈显著正相关(P＜0.05),曲线拟合为双曲线(R2=0.565,p＜0.01),随空气相对湿度的升高而不断积累.以上结果表明,新疆沙冬青叶片内的渗透性调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量的变化受环境因子的影响呈波动性. 相似文献
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柽柳属植物抗旱性能研究及其应用潜力评价 总被引：46，自引：19，他引：27
柽柳属植物普遍具抗旱性能,以沙生柽柳为最强。作者从生物生态学特性、水分生理状况及抗水分胁迫的生理机制3方面系统地探讨了柽柳属植物抗旱机制。柽柳叶、营养枝及根、茎的解剖结构均表明,柽柳已形成了一系列适应于干旱环境的旱性器官。柽柳抗旱性能越强,则水势越低,持水力越强。当缓慢水分胁迫时,柽柳体内有脯氨酸、可溶性糖、K+、Na+的主动积累,共同参与渗透调节。对柽柳抗旱性能的应用潜力进行了评价,指出柽柳是优良防风固沙树种,其柽柳包的"年轮"对揭示当时的生态环境及荒漠环境演变有一定的指示作用。仅分布于流沙地区的沙生柽柳可作为沙漠中的"水源标记"。柽柳具优良的抗逆基因,通过基因工程克隆柽柳抗逆基因并转移到作物和牧草中,必将在维护生态安全、改造生态环境的同时,获得显著的经济效益。 相似文献
15.
在科尔沁不同类型沙地上选择了几种优势植物,通过自然脱水、高温处理过程中抗逆生理指标的测定和叶形态观测,研究了它们的抗逆方式和生理抗逆性差异与科尔沁沙地植被演潜规律的关系。结果表明,在自然脱水、高温处理中流动沙地上的沙米和欧亚旋覆花叶片迅速脱水死亡,而细胞内膜脂过氧化作用强烈引起细胞膜严重受损是其死亡的主要原因;半流动沙地上的差不嘎蒿在胁迫过程中叶变黄,但在复水后能恢复生长,这与其胁迫过程中游离脯氨酸含量增加维持叶渗透压减少水分过度丧失有关,半固定沙地芦苇在胁迫过程中叶干枯死亡,这与其细胞保护酶反应迟钝,积累的氧自由基引起膜脂过氧化作用伤害了膜系统有关;固定沙地上的狗尾草、白草在胁迫过程中萎蔫,复水后恢复生长,生理变化表现为保护酶对胁迫反应快,可溶性糖、游离脯氨酸含量增加,是一真正生理抗逆植物。在生境从流动沙地向固定沙地演变过程中,植物抗逆性在植被演替序列中起重要作用,其演替规律为:①从躲避干旱向生理抗旱发展,其中流动沙地上的沙米、欧亚旋覆花以种子形式躲避逆境,固定沙地的白草以生理抗旱为主;②从抗风沙型向抗旱性发展,如流动半流动沙地的差不嘎蒿具有抗沙埋、抗旱特性,固定沙地上的白草的抗沙埋性差,抗旱性较强;③生存方式从单一型向多元化发展,沙米主要以种子保存物种,白草则可通过种子和根茎上芽行营养繁殖保存生命;④从多重抗性向寡抗性发展,流动沙地的沙米抗风沙、抗高温、抗干旱,而固定沙地的白草只抗干旱。 相似文献
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沙蒿是中国西北半干旱地区主要的固沙植物,其根系分布影响包气带水分运移过程,准确的植被特征和根系密度分布对根系吸水模型的建立十分重要。采用整体挖掘法获取不同层位的根系和根际土壤含水量,引入冠级和龄级的概念对沙蒿根系分布特征进行研究。分析结果表明：沙蒿种群以低龄级沙蒿占优,其根系生物量随龄级呈'S’型增长;根系长度分布和均一化根系密度分布均符合对数正态分布,最大值出现在浅层土壤20 cm处;沙蒿生长不依赖于地下水,其根系主要利用包气带中的水分,持续干旱条件下,为满足蒸腾作用根系出现两种调节方式：（1）横向生长增加根系量,利用横向土壤剖面的水分。（2）浅层根区由于水分胁迫造成的吸水量减少由深部相对湿润的根区补偿。因此沙蒿根系吸水模型中的根系密度分布函数应为对数正态分布,且吸水过程不仅依赖于根系密度分布,同时受土壤水分的影响。 相似文献
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基于GIS的长江河口没冒沙动态演变及稳定性分析 总被引：2，自引：2，他引：0
根据该海区近百年来各个时期海图资料,运用Mapinfo软件分析没冒沙的形成及形成后的演变过程。结果表明:没冒沙的形成和发育经历了局部边滩冲刷、边滩沙嘴发育和沙脊形成三个阶段;无论是其横断面变化,还是平面变化,均反映了其沙头部位冲刷下移(但其移动距离不大);近半个世纪来,沙体中轴位置在稳定强劲的涨落潮流作用下呈现出西北-东南走向,位置基本不变,形态变化不大,其冲淤量在1959年后变化很小,0m沙体变化基本不变,-2m沙体略有冲刷,冲刷量为0.07×106m3/a,反映出没冒沙稳定性比较好。 相似文献
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采用RT—PCR扩增TGEVSCH株S基因5’端主要抗原位点编码区和全长N基因,将其插入真核表达载体pVAXl,构建单独与嵌合表达S、N基因的pVAX—S、pVAX—N、pVAX—S—N3种重组质粒。通过脂质体将重组质粒体外转染COS-7细胞,利用间接免疫荧光检测目的基因的表达情况。将6周龄NIH小鼠随机分为5组,分别于腿部肌肉注射重组质粒pVAX、pVAX—S、pVAXS-N、pVAX—S＋pVAX—N与pVAX—S＋pVAX,共免疫3次,间隔2周。通过间接EI。IsA以及流式细胞仪分别检测免疫小鼠血清中特异性TGEVIgG抗体和外周血T淋巴细胞亚群数量。结果显示,重组质粒构建正确且在COS-7细胞中得以表达;pVAX—S＋pVAX—N质粒混合免疫组与pVAX—s＋pVAx质粒混合免疫对照组相比,可有效提高免疫小鼠外周血T淋巴细胞亚群数量和血清中特异性抗体水平的增加,而pVAX—S-N免疫组与pVAX—S组比较,未能起到提高免疫小鼠血清中特异性抗体水平的和外周血T淋巴细胞亚群数量作用。以上结果表明S、N基因的联合应用可有效加强TGEV核酸疫苗的免疫效力,但这种增强作用与S、N基因联合应用的方式直接相关。 相似文献
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Polarella glacialis最早发现于南极固定冰和北冰洋水层,最近在温带海域也发现其相关基因。专抗甲藻的Rubisco、PCNA抗体在该藻细胞内各检测到~53 kDa和~55 kDa的特异性条带。对该藻的梯度温度培养实验显示,4℃生长的P. glacialis细胞密度为1.1×105 cells/ml时仍能继续增殖,一天中藻细胞内Rubisco的表达量基本保持恒定,PCNA的表达量峰值与%S峰值相对应,当温度迅速上升至15、20℃时,藻株处于胁迫状态,细胞密度迅速减少,正常的细胞周期被干扰,大多数细胞分裂活动不活跃或停止分裂,Rubisco、PCNA的表达量大幅减少甚至消失,昼夜表达特征改变,其中20℃对藻株的胁迫作用更加显著。15℃培养下的P. glacialis细胞密度并不立即减少,细胞周期与两种指示蛋白表达特征显示仍有部分细胞完成分裂。本研究为该藻的相关基因在温带水域的出现提供了可能的解释,并推测在相对长期渐进的极地增温过程中,P. glacialis可能继续存在。 相似文献