基于液质联用技术的坛紫菜甘油-3-磷酸胁迫响应分析

甘油-3-磷酸作为渗透压调节物红藻糖苷的合成前体物,参与藻类抗逆应答过程。为了解坛紫菜的抗逆机制,通过超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)建立甘油-3-磷酸的定量分析方法,分析非生物(温度、盐度和干出)胁迫下的甘油-3-磷酸响应规律。结果表明,温度胁迫1 h后,甘油-3-磷酸的含量快速变化,当温度高于23℃时,甘油-3-磷酸含量与胁迫温度成正比,而在12℃低温下,甘油-3-磷酸的含量反而下降;盐度胁迫促使甘油-3-磷酸的含量快速上升,且高盐胁迫下的变化显著高于低盐环境;而短时间1 h干出胁迫后的甘油-3-磷酸含量略有上升(1.19倍,与对照组相比),但随着干出时间继续延长,甘油-3-磷酸含量总体呈现下降趋势。温度、盐度和干出胁迫后的坛紫菜进行恢复培养后,甘油-3-磷酸含量均趋于对照组水平。综上可知,甘油-3-磷酸可快速响应环境胁迫,这为坛紫菜红藻糖苷抗逆机制的多层次研究奠定了基础。     

不同温度烘烤坛紫菜的体外模拟消化研究

为探究不同温度烘烤下坛紫菜的消化情况,本试验通过构建体外消化模型,对不同消化过程中坛紫菜的细胞形态进行观察并测定其营养物质含量和抗氧化活性,分析不同温度烘烤后坛紫菜在消化过程中的变化规律。结果表明,不同温度烘烤的坛紫菜经口胃肠连续消化后,细胞裂解有差异,其中180℃和200℃处理组的坛紫菜细胞裂解程度大。体外消化结果表明,坛紫菜的游离氨基酸含量释放主要集中在胃肠道中,可溶性糖及还原糖主要集中在胃消化过程中,抗氧化活性在胃消化过程中表现最强,其中180℃烘烤坛紫菜的营养物质释放量和抗氧化活性最佳,200℃处理组次之。本研究结果为提高坛紫菜的生物利用率以及评价其不同加工模式提供了一定的理论依据。     

高温胁迫后小白菜的补偿生长能力及防御机制

以小白菜品种“上海青”为研究对象,进行高温胁迫实验,设高温组（昼/夜温度为37℃/30℃）与对照组（25℃/18℃）,对小白菜高温胁迫3d、6d和9d后在25℃/18℃下的生长及恢复情况进行研究。结果表明：高温下小白菜生长受到显著抑制,胁迫3、6、9d后干物质相对增长率分别比对照下降32.68%、82.86%、100.00%。高温引起叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）下降,胞间CO2浓度（Ci）升高,丙二醛（MDA）含量升高,同时小白菜启动高温防御应答机制,保护酶活性上升,可溶性蛋白积累,叶绿素含量提高。胁迫解除后,3d及6d胁迫组Pn、Gs、Tr升高,Ci下降,MDA含量、可溶性蛋白与酶活性下降,处理组与对照差异逐渐减小。3d胁迫处理小白菜在恢复期的6～9d呈现超补偿生长,补偿指数为1.10。6d处理则一直呈现低补偿,9d胁迫处理小白菜均在恢复过程中死亡。因此,超过3d的高温胁迫将引起小白菜的不可逆损伤。灰色关联分析表明,Pn、Gs、可溶性蛋白、MDA、叶绿素含量对小白菜的补偿生长起到关键作用,是小白菜实现补偿生长的内在驱动机制。     

高温与不同空气湿度交互对设施番茄苗生长及衰老特性的影响

以番茄"金粉五号"(Jinfen 5)为试材,于2016年在南京信息工程大学农业气象试验站开展环境控制试验。试验设计高温与不同空气相对湿度的正交试验,高温3个水平设为35℃/18℃(昼温/夜温)、38℃/18℃、41℃/18℃,空气相对湿度3个水平设为50%(±5个百分点)、70%(±5个百分点)、90%(±5个百分点),处理天数为3、6、9d,以28℃/18℃、45%~55%为对照组(CK),测定不同处理下番茄幼苗生长指标、叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性。结果表明:在昼温35~41℃范围内,随着温度升高,番茄的株高、茎粗日生长量、SOD酶活性先增大后减小,而叶面积日生长量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、POD、CAT酶活性均降低,35℃、38℃处理下番茄苗长势与CK接近,41℃处理下番茄的株高、茎粗、叶面积日生长量、叶绿素a、叶绿素b含量分别比CK降低58%、49%、18%、13.2%和10.2%;相同气温条件下,70%空气相对湿度处理下株高、茎粗、叶面积、叶绿素a、叶绿素b含量、SOD与CAT活性等指标均明显高于50%和90%湿度处理;不同天数处理间各指标则无显著差异。研究结果说明在夏季温室高温(昼温35~41℃)环境中,70%空气相对湿度处理可有效缓解高温胁迫对番茄危害,而过低和过高空气相对湿度对高温胁迫的缓解作用不明显。由极差分析可知,高温是影响设施番茄苗生长及衰老特性的主要因子,空气相对湿度为次要因子;方差分析表明,高温与不同空气湿度的交互作用对设施番茄苗生长及衰老特性的影响极显著。     

汕头地区不同采收期坛紫菜营养成分分析与评价

为探讨不同采收期坛紫菜的营养和开发利用价值,本研究对不同采收期坛紫菜中的基本营养成分、氨基酸、脂肪酸和无机元素进行测定分析,并对其营养价值进行了评价。结果表明,坛紫菜蛋白质、总糖、粗纤维、灰分和脂肪含量随采收期的变化均存在显著差异(P<0.05)。坛紫菜中共检出17种氨基酸,其中末水紫菜氨基酸含量最高,为34.62 g·100g^-1,二水紫菜含量最低,为30.87 g·100g^-1。以氨基酸评分和化学评分为标准,蛋氨酸(Met)为各采收期坛紫菜的第一限制性氨基酸。不同采收期的坛紫菜共检出13~16种脂肪酸,均含有高比例的不饱和脂肪酸。不同采收期的坛紫菜均检出12种无机元素,包括Na、Mg、K、Ca 4种常量元素和Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Pb 8种微量元素。本研究结果为我国坛紫菜加工产业的持续、健康发展提供了一定的科学依据。     

灌浆初期不同时长高温胁迫对早稻叶片光合和荧光参数的影响

以江西早稻"五优157"为材料,于2012年3-7月在南京信息工程大学人工气候箱内进行灌浆初期3d、6d、9d的高温胁迫试验(35℃/28℃,昼/夜),并以适宜温度条件为对照(30℃/25℃,昼/夜),选择早稻上3叶(剑叶、倒1叶、倒2叶)测定其不同时长高温处理光响应曲线,于胁迫解除后第1、3、6、9和12d测定其光合速率和荧光参数,以探讨不同时长高温胁迫对早稻光合特性的影响。结果表明:(1)早稻上3叶叶绿素含量、净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际量子产量(ΔF/Fm')均随胁迫天数的增加而下降。(2)HT3d、HT6d、HT9d处理早稻上3叶的光能利用效率分别比对照降低47.29%、71.21%和79.72%。(3)水稻经过HT6d、HT9d处理后,经12d适宜温度环境下恢复,叶片最大光合速率仅为对照的63.28%和32.04%,而Fv/Fm仅为对照的86.64%和62.57%。研究表明高温(35℃/28℃)胁迫小于6d时,早稻可在适宜温度环境下逐渐恢复光合能力;而高温胁迫达到或超过6d,则会对早稻叶片光合系统造成严重伤害。     

高温对抽穗开花期至灌浆结实期水稻源库特性的影响

以超级杂交稻组合天优998为材料,通过人工气候箱模拟高温胁迫,于抽穗开花期至灌浆结实期的不同生育阶段(抽穗期、乳熟期、蜡熟期和黄熟期)分别对其进行不同程度(日最高气温分别为32、35、38、40和42℃,日较差为6℃)的高温处理,以研究高温对超级杂交稻源库特性的影响.结果表明,高温胁迫下,剑叶SOD酶和POD酶活性逐渐下降,MDA含量逐渐上升,光合活性降低,蜡熟期和黄熟期尤为严重.另外,高温胁迫导致水稻结实率下降,籽粒可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,其中以抽穗期籽粒以及乳熟期中下部籽粒的变幅最大.抽穗期和乳熟期剑叶显著受损的日最高温度为38℃,籽粒则为35℃;而35℃以上处理主要使蜡熟期和黄熟期剑叶光合能力显著降低,对籽粒影响不大.这表明抽穗期和乳熟期日最高温度38℃以上对水稻的源和库影响均较大,但在蜡熟期和黄熟期主要影响剑叶光合活性.     

高温和CO2浓度倍增对华北落叶松幼苗抗氧化酶及脂质过氧化的影响

在35℃高温和CO2浓度700μmol/mol的人工模拟复合处理下,研究了华北落叶松幼苗抗氧化酶活性及膜脂过氧化的变化。结果表明,高温胁迫下华北落叶松幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,而在CO2倍增和其与温度复合胁迫下上述酶活性增强;丙二醛(MDA)含量在高温胁迫下提高,在CO2倍增及与温度复合胁迫下降低。表明CO2倍增可以通过提高体内抗氧化酶活性,有效地提高华北落叶松幼苗对高温胁迫的防御能力。     

基于近红外光谱技术的坛紫菜产地溯源研究

基于不同产地坛紫菜营养和活性成分含量的差异,以福建和浙江西省坛紫菜为研究对象,应用近红外光谱技术,结合系统聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)、贝叶斯判别分析(BDA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)方法开展坛紫菜产地溯源.由于福建和浙江西省部分坛紫菜养殖海域接近,坛紫菜中各组分在光谱中的综合特征相似,HCA聚类不理想,PCA溯源正确率约为72.73%,BDA溯源正确率为75.26%,均需要进一步改善,而PLS-DA最优模型可以将两省坛紫菜完全正确溯源.将上述4种模型用于未知产地坛紫菜的溯源,除HCA预测结果不同外,其余模型预测结果一致,说明PCA、BDA和PLS-DA这3种模型的预测能力优良,也证实PLS-DA模型具有很好的稳健性,可用于坛紫菜产地溯源.     

小麦籽粒生长期热效应研究

试验研究小麦籽粒生长期热效应结果表明,小麦开花后热胁迫降低同化源供应,影响库性能,进而影响产量和品质。不同热胁迫形式和不同热胁迫时期对籽粒生长的影响不同。中等高温(25~32℃)下籽粒灌浆持续期缩短,籽粒重下降;极端高温(33~40℃)下籽粒灌浆速率的降低和籽粒灌浆持续期的缩短相伴发生,最终籽粒重明显降低。非叶器官具有较高的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)等C4途径酶活性,其光合耐热性高于叶片。籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)对高温胁迫极为敏感,该酶活性的降低是热胁迫下粒重下降的重要机制。发挥非叶器官C4光合活性,增强籽粒SSS耐热性是热胁迫下稳定粒重的重要途径。     

紫茎泽兰叶片提取物对4种杂草种子萌发及幼苗生长的抑制效应

为研究紫茎泽兰叶片提取物对杂草生长发育的抑制效应及作用机制,用纸卷发芽和盆栽试验等方法,研究了不同浓度梯度(200、400、600、800、1 000 mg·L^-1)的紫茎泽兰叶片提取物,对鬼针草、马齿苋、猪毛菜和鹅绒藤4种田间杂草种子萌发和幼苗生长的影响。发芽试验结果表明,杂草种子的萌发指标随提取物浓度增加而降低,当提取物浓度为600 mg·L^-1时,其发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均显著低于空白对照。盆栽试验结果表明,提取物对供试杂草幼苗根长和鲜重的抑制率均呈现鹅绒藤>猪毛菜>马齿苋>鬼针草的趋势。提取物处理诱导了杂草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,并提升抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸含量,同时,丙二醛(MDA)、超氧阴离子($O_2^{-}$)含量也明显升高。提取物对杂草的氧化胁迫作用,是导致种子萌发指标降低和幼苗生长受抑的内在机制。本研究结果为紫茎泽兰叶片提取物在农田杂草的防控应用提供了一定理论依据。     

2种雀稗属牧草对低磷胁迫的生长、生理应激响应

为比较宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)和巴哈雀稗(Paspalum notatum)适应低磷胁迫的能力,揭示其对低磷胁迫的形态及生理响应机理,试验以石英砂为基质,定期浇灌200 μmol·L^-1(常磷)、20 μmol·L^-1、 2 μmol·L^-1的Hoagland营养液模拟低磷胁迫处理,分别在磷处理10、20、30 d时测定供试材料的幼苗形态及生理特性。结果表明,低磷处理30 d时,2种雀稗属牧草地上部生物量、株高、叶面积、叶长呈降低趋势,根干重、根冠比、总根长、根尖数、根毛数量较常磷处理增加,超氧化物歧化酶(SOD)(除巴哈雀稗)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)活性较常磷处理显著增加(P<0.05),根部电导率、叶片电导率较常磷处理显著提高(P<0.05)。当磷水平降低至2 μmol·L^-1时,宽叶雀稗地上部生物量降幅最大,为41.67%,根冠比、SOD活性增幅最大,分别为86.36%、113.19%;巴哈雀稗叶长降幅最大,为90.43%,根冠比、根毛数量增幅最大,分别为108.47%和74.91%。综上,低磷胁迫抑制了2种雀稗属牧草地上部的生长,促进了地下部的生长,提高了保护酶活性,且宽叶雀稗的低磷适应能力高于巴哈雀稗。本研究为2种雀稗属牧草在低磷环境下的栽培提供了理论依据。     

石灰氮对早竹林土壤重金属污染潜在生态风险及竹笋健康风险的影响

为了解覆盖栽培与施用石灰氮对早竹林土壤重金属污染的潜在生态风险以及对早竹笋重金属健康风险的影响,选择浙江省德清县3个主要早竹笋产区作为试验点,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法检测了3种不同处理(不覆盖、覆盖和覆盖后施用石灰氮)下早竹林土壤和笋中的Cr、As、Hg、Ni、Cd和Pb等6种重金属的含量。结果表明,各试验点土壤中重金属含量排序均为Cr>Pb>Ni>As>Cd>Hg,覆盖栽培使土壤酸化,重金属富集,而覆盖栽培后施用石灰氮则可改善重金属的富集水平;覆盖栽培后笋中Cr、As、Hg、Ni、Cd、Pb 6种重金属含量最大值分别为0.23、0.06、0.006、0.65、0.04、0.10 mg·kg^-1, 均未超出标准森林食品质量安全通则(LY/T 1777-2008)和食品安全国家标准食品中污染物限量(GB 2762-2012)中的限值。覆盖栽培后施用石灰氮能够降低笋中重金属的积累,同时明显降低土壤重金属综合潜在生态危害指数,通过食用笋摄入6种重金属的健康危害指数(HI)均低于美国环保署(US EPA)推荐的最大可接受水平1.0,无明显健康风险。研究表明,施用石灰氮有助于缓解覆盖栽培所引起的重金属污染现象。本研究为石灰氮在林业生产上的应用提供了科学依据。     

三角褐指藻GPAT生物信息学及表达差异分析

三羧酸甘油酯(TAG)是植物细胞中油脂的主要储存形式,甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)是TAG生物合成过程中的第1个限速酶。为探明三角褐指藻油脂含量变化与GPAT基因表达量之间的关系,本研究利用转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了三角褐指藻GPAT的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析;通过RT- qPCR研究不同光照强度和温度下三角褐指藻GPAT的表达差异及总脂含量。结果表明,三角褐指藻GPAT的cDNA全长序列为1 743 bp,含有1个长度为1 305 bp的ORF,编码434个氨基酸,含有3个保守序列区。保守结构域分析表明, 三角褐指藻GPAT属于LPLATs超家族,且具有GPAT特征性的酰基结合位点。系统进化分析表明,三角褐指藻GPAT与大洋洲海链藻的亲缘关系最近。RT- qPCR结果显示,随着光照强度和温度的提高,三角褐指藻GPAT表达量均呈先上升后下降的趋势,且在25℃、37.5 μmol·m^-2·s^-1时达到最大值,与藻体内总脂含量变化趋势一致;此外,GPAT表达量与总脂含量随着温度的变化呈显著正相关(r=0.980, P<0.05),推测三角褐指藻GPAT可能是三角褐指藻脂类代谢途径的关键基因。本研究为今后利用基因工程手段提高植物体内油脂含量提供了优质的基因资源,同时为进一步揭示三角褐指藻脂类物质合成的分子调控机制奠定了一定的理论基础。     

褐藻糖胶对黄颡鱼幼鱼中脂肪酸的影响

为研究褐藻糖胶作为饲料添加剂对黄颡鱼幼鱼脂肪酸的影响,选取大小、体重相近的黄颡鱼幼鱼,随机分为对照组和试验组,对照组饲喂不添加褐藻糖胶的基础饲料,试验组饲喂添加0.1%褐藻糖胶的饲料,采用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)分析不同喂养时间(1、2、4、8周)下试验组和对照组黄颡鱼幼鱼脂肪酸含量的变化。结果表明,黄颡鱼幼鱼体内共检测出15个总脂肪酸(TFA)和17个游离脂肪酸(FFA)。方差分析结果表明,黄颡鱼幼鱼TFA中C18:1 (n-9)、C20:4(n-5)和C22:6 (n-3)具有交互作用,而大部分FFA间都存在交互作用。喂养时间对黄颡鱼幼鱼脂肪酸有显著影响(P<0.05),随着喂养时间的延长,游离的单不饱和脂肪酸(MUFA)含量呈先减少后增加趋势,而总MUFA含量呈先增加后减少趋势;黄颡鱼幼鱼游离脂肪酸和总脂肪酸中饱和脂肪酸(SFA)均呈先增加后减少趋势,而多不饱和脂肪酸(PUFA)呈先下降后升高趋势。0.1%褐藻糖胶对黄颡鱼幼鱼TFA中C18:1 (n-9)、C20:4(n-5)和C22:6 (n-3)含量影响显著(P<0.05),对FFA组分含量的影响均显著(P<0.05),试验组黄颡鱼幼鱼SFA含量高于对照组,MUFA含量低于对照组,PUFA在喂养第2周时高于对照组,喂养第8周时低于对照组。此外,黄颡鱼幼鱼C20:3(n-3)/C22:6(n-3)的比值小于0.4,且喂养0.1%褐藻糖胶第8周时,黄颡鱼幼鱼C22:6(n-3)和C20:4(n-5)含量明显高于对照组,说明褐藻糖胶有益于黄颡鱼产卵和孵化,有助于黄颡鱼幼鱼的发育生长。本研究结果为黄颡鱼的健康养殖提供了基础数据。     

氮元素对三角褐指藻岩藻黄素和油脂合成关键酶基因表达与代谢合成的影响

为阐明氮元素对微藻次生代谢积累和调控的影响,以三角褐指藻为试验材料,研究不同氮浓度[896(CK)、448、112、28和0 μmol·L^-1]处理对三角褐指藻细胞生长、岩藻黄素含量、油脂含量以及叶绿素a含量的影响,并对岩藻黄素-叶绿素蛋白复合体基因(FCPb)和酰基-酰基载体蛋白去饱和酶基因(FAB2)的表达进行实时荧光定量PCR分析。结果表明,氮限制极显著抑制了三角褐指藻细胞的生长和岩藻黄素的合成,但促进了油脂的合成。当氮浓度为112 μmol·L^-1时,三角褐指藻岩藻黄素含量最低(0.084 mg·g^-1DW),而油脂含量最高,较CK提高了1.36倍。叶绿素a与岩藻黄素含量变化趋势一致。相关性分析表明,氮限制条件下,三角褐指藻岩藻黄素含量与油脂含量显著相关(R²=0.998 8)。实时荧光定量PCR分析表明,氮限制抑制了三角褐指藻中FCPb的表达,促进了FAB2的表达。综上,氮限制通过调控三角褐指藻岩藻黄素、油脂生物合成途径相关基因的表达影响了岩藻黄素和油脂的积累。本研究为进一步探究岩藻黄素与脂类物质代谢合成的关联性提供了一定的理论参考。     

5种松针浸提液对白三叶草的化感作用

为探讨油松、华山松、雪松、白皮松和樟子松5种不同品种松针水浸提液和甲醇浸提液对白三叶草的化感作用,本研究采用培养皿生物测定法,研究了不同浓度松针浸提液对白三叶草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,松针浸提液对白三叶草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均表现出明显的抑制作用,且随着浸提液浓度升高抑制作用增强;对幼苗生长主要表现为抑制作用,对根长的抑制作用明显高于苗高,但对白三叶草幼苗干重的影响不显著。5种松针水浸提液对白三叶草的化感作用敏感趋势大体为:华山松>雪松>樟子松>白皮松>油松;5种松针甲醇浸提液对白三叶草的化感作用敏感趋势大体为:油松>雪松>华山松>樟子松>白皮松。由此可知,5种松针浸提液对白三叶草具有化感抑制作用,能够影响白三叶草正常生长,松树林下林草复合模式不适宜选择白三叶草。这将为人工林下牧草的选择以及制定适宜的林草复合模式提供理论依据。