外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca²⁺对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca²⁺对低强度酸雨（pH 4.5,SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0,SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO₃^-和NH₄⁺）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H⁺-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H⁺-ATPase磷酸化水平和活性增加（P<0.05）,促进ATP分解,增加供能,使NH₄⁺吸收增加（P<0.05）,但NH₄⁺仅在南粳9108根中过量积累（P<0.05）,引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO₃^-和NH₄⁺含量及其生长均未受影响（P>0.05）。SAR2处理下,两个品种水稻质膜H⁺-ATPase活性和NO₃^-、NH₄⁺吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制（P<0.05）,其中南粳9108降幅大于五优308。Ca²⁺+SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H⁺-ATPase磷酸化水平和活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长均与对照（叶喷去离子水处理）差异不显著（P>0.05）。Ca²⁺+SAR2处理下H⁺-ATPase活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05）,但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明,外源Ca²⁺可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H⁺-ATPase磷酸化水平,促进H⁺-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO₃^-和NH₄⁺吸收的抑制,维持根系生长。其中,外源Ca²⁺对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca²⁺对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响。本实验中,外源Ca²⁺对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca²⁺将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害。     

腐殖质生理活性及其与化学组成关系的研究进展

腐殖质（HS）是生物体外具备生物学活性的最稳定有机物形式之一。本文综述了HS的化学组成、结构特征和生理活性,依据HS化学组成、结构特征和生理活性的相互关系探讨了HS具有生理活性的内在机制。HS化学组成具有不确定性,超分子结构假设目前被普遍接受。HS通过促进根毛形成和侧根发育、激活质膜H⁺-ATP酶产生有利的电化学梯度以及自身酸性官能团的螯合作用等促进植物对矿质元素的吸收利用; HS具有类激素活性,植物根际促生细菌（PGPR）分泌物或HS自体组分吲哚-3-乙酸（IAA）能够激活细胞质膜H⁺-ATPase,HS还能够增加内源植物激素水平,促进植物生长发育; HS通过介导信使NO激活细胞质膜H⁺-ATPase,清除HS与细胞作用产生的活性氧（ROS）,HS通过NO和抗氧化酶调节细胞内ROS稳态,介导根系发育和形态结构。本文还着重探讨了HS生理活性与化学组成的相关性,其中官能团—COOH和—OH活性位点的作用、醌基的电子传递,以及HS亲水疏水平衡与HS生理活性密切相关。未来HS研究工作的重点在于深入研究HS分子结构、明确具备生理活性的“共性结构原件”、阐明HS诱导胞内信号传导通路之间的交叉反馈机制、揭示HS对细胞内物质和能量代谢相关基因表达的调节机制。     

pH胁迫对3种对虾存活率、离子转运酶和免疫酶活力的影响

比较研究了中国明对虾（Fenneropenaeus chinensis）、凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）和日本囊对虾（Marsupenaeus japonicus）在对照组（pH 8.2）、低pH胁迫组（pH 7.2）和高pH胁迫组（pH 9.2）养殖水体条件下的存活率、鳃离子转运酶（Na⁺-K⁺-ATPase）活力及血淋巴iNOS、PO、SOD、GSHPX、LSZ活性。结果表明：对照组3种对虾的存活率整个实验期间均为100％;低pH和高pH胁迫条件下,日本囊对虾存活率分别为96.7％和97.0％;凡纳滨对虾存活率分别为60.1％和54.6％,中国明对虾的存活率分别为58.6％和13.3％。对照组条件下,凡纳滨对虾鳃离子转运酶（Na⁺-K⁺-ATPase）活力最大,中国明对虾其次,日本囊对虾最小;在低和高pH胁迫条件下,中国明对虾鳃Na⁺-K⁺-ATPase活力变化幅度均比凡纳滨对虾大,日本囊对虾的变化幅度最小,并且3种对虾鳃Na⁺-K⁺-ATPase活力在高pH胁迫条件下变化幅度均较大。对照组条件下日本囊对虾和凡纳滨对虾血清中非特异性免疫酶活性均显著或极显著高于中国明对虾,且日本囊对虾的PO、SOD活力分别显著、极显著高于凡纳滨对虾;在低和高pH胁迫条件下,中国明对虾和凡纳滨对虾血清非特异性免疫酶的活力变化幅度均显著高于日本囊对虾。中国明对虾和凡纳滨对虾血清iNOS、SOD、GSHPX、LSZ活力在低pH条件下变化幅度较大,而PO活力在高pH条件下变化幅度较大。综合上述结果显示3种对虾相比,日本囊对虾对pH胁迫的耐受性较强,凡纳滨对虾次之,中国明对虾较弱。     

锌营养状况对向日葵生长介质pH值的影响(简报)

根际pH 值对植物的营养状况和生长状况有着决定性的影响。许多研究表明,缺铁双子叶植物和除禾本科植物以外的单子叶植物均可通过增加根系质子分泌量来酸化根际环境,从而提高根际铁的溶解度以适应缺铁的不良环境^[1]。缺磷植物也可通过酸化根际微区环境来改     

石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展¹⁵N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（9.16 mg·kg^-1·d^-1）均显著低于非根际土（P<0.05）;水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（16.86 mg·kg^-1·d^-1）与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH₄⁺-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH₄⁺-N固定速率为19.75 mg·kg^-1·d^-1,与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO₃^--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO₃^--N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。     

铝胁迫下不同耐铝性小麦根际pH值变化及其与耐铝性的关系

Al3+是植物铝毒害的主要形态,而其活性受环境pH值的影响,H+-ATPase通过调节根的质子分泌改变根际pH值。为探讨铝胁迫下根际pH值变化与小麦耐铝性的关系,以小麦品种ET8(耐铝型)、ES8(铝敏感型)为试验材料,采用溶液培养的方法对铝胁迫下根际pH值及根尖H+-ATPase活性变化进行了研究。结果表明,铝处理条件下,小麦根际pH值随培养时间的延长而升高;随培养液中铝浓度的增加,根际pH值上升幅度下降,相同铝浓度处理条件下ET8根际pH值显著高于ES8。根际pH值与根尖铝含量呈极显著负相关(R2=0.9321),与根相对伸长率呈极显著正相关(R2=0.8585),表明小麦通过提高根际pH值降低根尖铝含量,减轻铝毒害。根尖H+-ATPase活性随铝处理浓度升高而显著降低,100μmol·L-1Al处理24hET8和ES8根尖H+-ATPase活性分别为各自无铝处理的69.8%和60.0%,根尖H+-ATPase相对活性与根际pH值呈极显著负相关(R2=0.8319)。温度显著影响根的伸长,低温处理(9℃)根际pH值显著高于常温处理(25℃),而根尖铝含量却显著低于常温处理。表明小麦通过根尖H+-ATPas...     

蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤镉污染

为探究胶质芽孢杆菌对蜀葵修复土壤Cd污染能力的影响,采用盆栽试验,以蜀葵为供试植物,研究了25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌对蜀葵生物量、Cd积累量、根际土壤有效态Cd含量和根际土壤酶活性的影响。结果表明:25mg·kg^-1Cd胁迫下,施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可显著提高蜀葵根、茎生物量(P<0.05),总生物量相比单一Cd处理提高了33.6%~73.2%;施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌,蜀葵整株Cd积累量是单一Cd处理的1.64、2.89、1.69倍,蜀葵根际土壤有效态Cd含量分别上升4.8%、13.1%和8.5%。25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用胶质芽孢杆菌后,蜀葵根际土壤脲酶、蔗糖酶活性随施用浓度增加而升高,且处理间差异显著(P<0.05);脱氢酶活性在施用3 g·kg^-1和6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌下活性显著增强(P<0.05);多酚氧化酶活性随施用胶质芽孢杆菌浓度上升而持续减弱且变化显著(P<0.05)。研究表明,25 mg·kg^-1Cd处理下施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可有效提高蜀葵修复土壤Cd污染的能力,蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤Cd污染具有一定应用潜力。     

微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素(MCs)的适应机制,通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H~+-ATPase基因表达的影响。结果表明:胁迫7 d后,1μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力增加。10μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性增加,促进了矿质营养(Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和NO_3~-)的吸收。其中质膜H~+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs(100μg·L~(-1)和1000μg·L~(-1))组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性降低,阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收,此时质膜H~+-ATPase的基因表达呈下调趋势,且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后,10μg·L~(-1)MCs组根系活力、质膜H~+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100μg·L~(-1)MCs组各指标均优于胁迫期,而1000μg·L~(-1)MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明,MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H~+-ATPase活性的调控,且调控能力受MCs浓度限制。     

干旱胁迫下枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理生化调节

为探究干旱胁迫下不同枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理调节作用，通过对干旱与正常水分下玉米根部接种R9-1、R59、R60等3 种不同植物根际的枯草芽孢杆菌及R59+R60组合菌种，测定玉米苗期叶片的抗氧化酶活性、细胞渗透物质、细胞膜氧化产物、H₂O₂、内源激素、相对含水量等生理生化调节物质以及叶片的K、P、N含量。通过主成分分析与相关性分析发现接种枯草芽孢杆菌主要影响玉米苗期叶片的可溶性糖、脱落酸（ABA）、磷（P）含量、超氧化歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶（POD）活性、叶片游离脯氨酸（PRO）含量、叶片相对含水量，其中叶片相对含水量与其他生理表现因子呈显著的负相关关系。干旱胁迫下，接种枯草芽孢杆菌的玉米苗期叶片抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低。接种R9-1、R59降低H₂O₂与ABA含量，接种R60、R59+R60提高ABA含量，接种R59、R60、R59+R60降低吲哚乙酸含量。隶属函数综合分析枯草芽孢杆菌对玉米的调节作用排名为：正常情况下R60＞ R59＞R9-1＞R59+R60＞CK1；干旱胁迫下R60＞R59+R60＞R59＞R9-1＞CK2。综上所述，接种枯草芽孢杆菌玉米苗期叶片的生理表现为抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低，同时R59、R60、 R59+R60均有效提升玉米苗期叶片的相对含水量，说明接种枯草芽孢杆菌玉米苗期受干旱胁迫影响程度较小，所以接种枯草芽孢杆菌具有提升玉米苗期适应干旱胁迫的调节能力，从而保证自身的生长发育。     

盐胁迫下外源脯氨酸对油菜Na+/K+平衡、生长及抗氧化系统的影响

为探究盐胁迫下外源脯氨酸对油菜生长发育的调控机制，以甘蓝型油菜为试验材料，在150 mmol/L盐胁迫下设置5个外源脯氨酸水平（0、0.25、0.5、1和2 mmol/L），探究外源脯氨酸对盐胁迫下抗氧化系统、渗透物质和离子含量的影响。结果显示：盐胁迫显著抑制油菜的生长，较低浓度（0.25 mmol/L和0.5 mmol/L）外源脯氨酸均可促进油菜的生长，相比0.25 mmol/L 外源脯氨酸，施用0.5 mmol/L对油菜长势具有较好的促进作用，能够减少叶片Na⁺积累，提高K⁺含量，提高抗氧化酶的活性，并降低活性氧含量。另外，0.5 mmol/L外源脯氨酸还可以促进油菜叶片脯氨酸等渗透物质的积累。而施用较高浓度（1 mmol/L和2 mmol/L）外源脯氨酸不仅没有缓解盐胁迫，还对油菜叶片造成进一步的伤害。综上，盐胁迫会对油菜生长造成损伤，而施用适量外源脯氨酸能够激发抗氧化系统，有效缓解盐胁迫对油菜生长的抑制，提高油菜的耐盐性。     

拟南芥 AtNHX5基因启动子的克隆和组织定位分析

为了探明拟南芥内膜反向转运体 AtNHX5基因启动子（proNHX5）功能及基因的组织表达模式,从基因组中克隆 AtNHX5基因开放阅读框（ORF）上游侧翼调控区1 807 bp序列,发现该启动子具有典型启动子一般特征,不仅具有TATA-box、CAAT-box等核心元件,还含有与光响应、激素响应、逆境诱导响应和分生组织表达调控元件。构建 AtNHX5基因启动子与GUS的融合表达载体,通过农杆菌花序浸染法转化野生型拟南芥获得转基因植株。利用组织染色法鉴定转基因拟南芥的GUS表达模式,发现在子叶、下胚轴和花中有显著的GUS酶活性,成熟叶片和根中只有局部检测到GUS表达,在未成熟果荚中只有在果荚顶端和基部存在GUS酶活性,说明 AtNHX5基因启动子与GUS的融合表达载体成功构建且正常启动GUS基因表达,同时也表明, AtNHX5基因主要在这些部位表达,且表达具有时空特异性。     

NaCl胁迫对构树质膜H^＋-ATPase活性和表达的影响

以构树幼苗根组织和叶组织为实验材料,研究了NaCl胁迫对质膜H＋-ATPase活性和表达的影响。结果表明：盐胁迫促进了构树幼苗质膜H＋-ATPase活性的提高。随着NaCl处理浓度的升高,根中质膜H＋-ATPase的活性呈持续上升趋势,而叶片中表现为先升高后降低的趋势。激光共聚焦和Western blot分析结果显示：...     

紫花苜蓿对Cd胁迫的响应及品种差异研究进展

为利用紫花苜蓿对Cd污染土壤进行修复和综合利用提供理论基础。综述了紫花苜蓿对Cd胁迫的响应,包括:紫花苜蓿的生长对Cd的响应存在"低促高抑"现象;紫花苜蓿对Cd吸收的可能途径包括根表皮质膜的H+交换、Ca~(2+)和Mg~(2+)阳离子通道,根际环境和Cd元素在土壤中的有效态等因素会影响紫花苜蓿对Cd的吸收;在Cd由根部向地上部转运的过程中,随着土壤Cd含量的增加,更多的Cd被累积在紫花苜蓿的根部;紫花苜蓿应对土壤Cd胁迫的调控机理包括信号分子调控、抗氧化系统调控、生物巯基化合物对Cd的螯合、调节Cd的亚细胞分布和耐Cd基因的表达等多个方面。总结了紫花苜蓿对Cd胁迫响应的品种差异,主要表现在:种子萌发和幼苗生长;根瘤生长、植株形态和生物量;生理指标;对Cd的吸收与累积等方面。今后的研究工作可重点关注品种差异评判标准的建立、差异显著品种的系统筛选、在分子水平上的响应机理及品种差异机理的分析等方面。     

农杆菌介导马铃薯转化体系的优化及转基因马铃薯的耐盐性研究

通过农杆菌介导的方式将獐茅液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(AlNHX)表达在马铃薯中,并对影响马铃薯转化的几种因素(抗生素浓度、农杆菌菌液浓度、共培养时间等)进行优化。结果表明:最适农杆菌菌液浓度是OD600=0.6,最适侵染时间是5min,最适共培养时间是2d,马铃薯转化中最适头孢霉素浓度是400mg/L;经PCR检测确认的转基因马铃薯植株在含0.7%NaCl的培养基中可以生长,而野生型马铃薯无法在此培养基中正常生长。在盐胁迫条件下,转基因马铃薯的Na~+、K~+含量及K~+/Na~+的比值均高于野生型马铃薯。研究证实马铃薯植物的的耐盐性可以通过农杆菌转化导入獐茅液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因而得到提高。     

不均匀盐胁迫对紫花苜蓿生长特性的影响

【目的】土壤中的盐分通常存在不均匀分布的现象。已有的研究发现与均一盐胁迫环境相比,不均匀盐胁迫可以缓解盐分对植物的伤害。研究旨在了解植物对不均匀盐分胁迫的响应,作为对均匀盐分下植物生理的一个重要补充,为扩大盐碱地的利用和栽培管理措施提供参考依据。【方法】采用分根装置将紫花苜蓿（Medicago sativa）的根系分为两部分,设置无盐胁迫（0/0,各半根系所处环境NaCl浓度均为0）、半边根系环境NaCl浓度为0的不均匀盐胁迫系列（0/S：0/100、0/150、0/200和0/250）、半边根系NaCl浓度为50 mmol·L^-1的不均匀盐胁迫系列（50/S：50/100、50/150、50/200和50/250）以及两半根系环境NaCl浓度相同的均一盐胁迫系列（S/S：50/50、100/100、150/150、200/200和250/250）处理(“/”两边数值代表各半根系所处环境的盐胁迫状况,以NaCl浓度mmol·L^-1表示)。处理15 d后测定其植株生长速率、生物量、水分吸收、钠、钾离子浓度、丙二醛含量等指标,了解不同盐胁迫环境对紫花苜蓿生长的影响。【结果】盐胁迫抑制紫花苜蓿生长,植株生长速率、生物量、水分吸收下降,叶绿素含量降低,脯氨酸含量升高,膜质过氧化程度加大,叶片Na⁺浓度升高,K⁺浓度降低,表现为较低的K⁺/Na⁺。而不均匀盐胁迫0/S与50/S处理与均匀高盐处理S/S相比,植株生长速率和地上生物量分别增加了57.05%-369.34%和15.47%-42.57%,Na⁺浓度降低了15.85%-55.93%,缓解了Na⁺的毒害作用。且不均匀盐胁迫下70%-92%的水分吸收来自于无盐或低盐胁迫一侧根系,增加了整株植物的水分吸收。【结论】不均匀盐胁迫处理与均匀的高盐胁迫处理相比,增加了紫花苜蓿叶绿素含量,降低了膜质过氧化程度,通过调控Na⁺与K⁺的吸收维持叶片中相对较高的K⁺/Na⁺,并且无盐和低盐胁迫一侧根系表现出补偿性吸水和补偿性生长,进而促进了植物生长,增加了地上和地下生物量。在一定的浓度范围内,与均匀的高盐胁迫处理相比,不均匀盐胁迫环境下植株根系所处环境的盐分浓度差异越大其对盐害的缓解作用越显著。     

设施番茄连作障碍与土壤芽孢杆菌和假单胞菌及微生物群落的关系分析

以山东寿光及禹城地区不同连作年限(1~21年)的54个设施番茄土壤为研究对象,研究芽孢杆菌(Bacillus spp.)和假单胞菌(Pseudomonas spp.)及土壤微生物群落随连作年限的变化及其与土壤养分的关系,进而分析土壤中芽孢杆菌和假单胞菌与连作障碍之间的关系。结果表明:土壤细菌随着连作年限的持续增加而逐渐减少,连作年限少于6~10年时芽孢杆菌和假单胞菌的数量为增加趋势,连作6~10年后表现为减少趋势;PCR-DGGE(变性浓度梯度凝胶电泳)结果显示,作为土壤优势种群的芽孢杆菌及假单胞菌也在连作4~5年后减少,均与连作障碍发生(集中于5~10年)的时间基本吻合。土壤微生物生物量氮、碳随着连作年限呈增加趋势,符合指数增长模型(R2分别为0.30及0.20,P0.001)。由于设施番茄土壤肥料投入量大,土壤有机碳、C/N随着连作年限的增加而增加,呈显著正相关关系;土壤细菌数量与土壤C/N呈极显著负相关关系。通过对设施连作番茄土壤分析可知,连作番茄土壤中土壤细菌数量随连作年限呈减少趋势,芽孢杆菌及假单胞菌数量随着连作年限的变化与土壤连作障碍出现的时间基本吻合,可能是导致连作土壤微生物群落发生变化的原因。     

盐、碱胁迫条件下粳稻Na~+、K~+浓度的QTL分析

【目的】水稻栽培区土壤的盐、碱化日趋严重,植物体内Na+、K+浓度及Na+/K+是植物耐盐、碱性重要指标。在盐、碱胁迫条件下检测水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+的QTL位点,为水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以优质高产水稻品种东农425与耐盐、碱水稻品种长白10为亲本构建重组自交系(RIL)为作图群体,利用102对SSR标记构建遗传连锁图谱,该图谱覆盖水稻基因组约1 915.05 c M,标记间平均距离为18.77 c M;在140 mmol·L-1 Na Cl盐胁迫和0.15%Na2CO3碱胁迫处理条件下,对水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+等性状进行测定,利用SPSS v19.0对各性状进行相关分析,并采用QTL Ici Mapping v3.3的完备区间作图法(ICIM)进行QTL定位。【结果】盐、碱胁迫条件下,亲本及RIL群体地上部Na+、K+浓度均高于地下部Na+、K+浓度,各性状在RIL群体中基本符合正态分布,表现出典型的数量性状遗传特征,符合QTL定位要求。相关分析结果表明,盐、碱胁迫条件下,地上部Na+与K+及根部Na+与K+均呈极显著正相关,2种胁迫条件下的各性状相关性不显著。盐、碱胁迫条件下共检测到15个与Na+、K+浓度和Na+/K+相关的QTL,2种条件下所检测到的QTL位于不同染色体区域。在盐胁迫下共检测到5个QTL,包括1个与地上部K+浓度相关QTL,位于第8染色体的RM1308—RM281区间内,贡献率为6.83%;3个与根部Na+浓度相关QTL,位于第3和第8染色体上,其中q SRNC3-1贡献率最大,为16.41%;1个与根部K+浓度相关QTL,贡献率为3.52%;未检测到与地上部Na+浓度、Na+/K+及根部Na+/K+相关的QTL。在碱胁迫下共检测到10个QTL,包括1个与地上部Na+浓度相关的QTL,位于第2染色体的RM1347—RM48区间内,贡献率为14.41%;1个与地上部K+浓度相关QTL,位于第2染色体的RM1255—RM213区间内;3个与地上部Na+/K+相关QTL,分别位于第2、7、10染色体上,其中q ASNK2贡献率最大,为7.57%;1个与根部Na+浓度相关QTL,位于第3染色体的RM293—RM232区间内,贡献率为13.71%;2个与根部K+含量相关QTL,分别位于第1染色体的RM5—RM9和第2染色体的RM12865—RM12941区间内;2个与根部Na+/K+相关QTL,分别位于在第3和第4染色体上,其中q ARNK3贡献率较大,为10.48%。通过比较图谱发现,本研究中的大部分QTL与以往不同群体中影响耐盐、碱相关性状的QTL定位在同一或相邻的染色体区域,另外在碱胁迫下所检测到的q ASKC2和q ARKC2在前人研究中未见报道,可能存在新的耐碱性位点。【结论】在盐、碱胁迫条件下,Na+、K+的吸收和运输均是平行而独立的过程,且根部对Na+和K+的吸收与向地上部运输存在不同的遗传机制;盐、碱胁迫条件下,水稻Na+、K+浓度的遗传是相互独立的。     

过表达番茄Sly-miR397基因增强拟南芥的耐旱性

为研究番茄miRNA在非生物逆境胁迫下的表达模式和功能分析。利用Real-time PCR检测番茄miRNA397在非生物逆境(干旱、盐害、ABA)条件下的表达量变化,发现Sly-miR397响应这些逆境胁迫,尤其在干旱胁迫下表达最明显。故将Sly-miR397过表达载体转入拟南芥中,进行转基因功能验证。结果表明:与野生型相比,转基因拟南芥植株叶片相对含水量下降速率更缓慢,保水能力更好,且在干旱胁迫下,转基因植株的长势明显优于野生型,其最大光合效率、3种抗氧化酶活性SOD、POD、CAT均明显高于野生型,同时胁迫所产生的丙二醛含量明显低于野生型拟南芥。表明Sly-miR397能提高拟南芥对干旱胁迫的耐受性,在植物抗旱过程中起着重要作用。     

Effects of NaCl and Iso-Osmotic Polyethylene Glycol Stress on Na+/H+ Antiport Activity of Three Malus species with Different Salt Tolerance

Salt stress contains osmotic and ionic stress, while iso-osmotic polyethylene glycol (PEG) has only osmotic stress. This study aimed to compare the different effects on the activity of H+-ATPase, proton pump and Na+/H+ antiport in Malus seedlings between osmotic and ionic stress. Species of salt tolerant Malus zumi, middle salt tolerant Malus xiaojinensis and salt sensitive Malus baccata were used as experimental materials. Malus seedlings were treated with NaCl and iso-osmotic PEG stress. The activity of H⁺-ATPase, proton pump and Na⁺/H⁺ antiport of plasmolemma and tonoplast in Malus seedlings were obviously increased under salt stress, and those in salt-tolerant species increased more. Under the same NaCl concentration, the activity of H⁺-ATPase, proton pump and Na⁺/H⁺ antiport of plasmolemma and tonoplast in salt-tolerant species were all obviously higher than those in salt-sensitive one. Higher Na+/H+ antiport activity of plasmolemma and tonoplast in salt-tolerant species could help to extrude and compartmentalize sodium in roots under salt stress. The ascent rate of activity of H+-ATPase, proton pump and Na+/H⁺ antiport in Malus seedlings under the three salt concentration stress was all obviously higher than that under the iso-osmotic PEG stress. It indicated that the sodium ion effect had more stimulation on the activity of H+-ATPase, proton pump and Na+/H+ antiport in salt-tolerant species, and salt-tolerant species has higher capability of sodium extrusion and compartmentalization in roots and is therefore more salt tolerant.     

辽棉19号转化耐盐基因AlNHX1的研究

为提高辽宁棉花品种的耐盐性,利用农杆菌介导上胚轴外植体转化法,将来源于盐生植物獐茅的Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(AlNHX1)导入棉花辽棉19号中,分析影响棉花上胚轴外植体农杆菌转化的几个重要因素,建立并优化了该品种的转化体系,结果表明:1)农杆菌侵染的最佳时间为90s,共培养过程中乙酰丁香酮最适浓度为100 mg/L,筛选培养基中潮霉素最适浓度为30 mg/L,生根培养基中吲哚乙酸IBA的最适浓度为10mg/L;2)对转化植株进行PCR检测,表明耐盐基因AlNHX1已导入辽棉19号中;3)在盐胁迫下,转基因植株的电导率,渗透势都显著低于未转化植株。结果表明,通过筛选并优化转化体系,辽棉19号品种的耐盐性有较明显的提升,为沿海滩涂地区种植棉花提供了一定的参考。