前期干旱锻炼对木薯根系内源激素及可溶性糖含量的影响

干旱胁迫前,对木薯进行前期干旱锻炼,胁迫期间测定干旱锻炼和未干旱锻炼木薯根系中内源激素(ABA、IAA、GA、ZR)及可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖)含量,根据其含量变化阐明前期干旱锻炼对木薯激素调节和渗透调节的影响.实验结果表明,经前期干旱锻炼的木薯再次受水分胁迫时,抗旱品种SC 124和KU50根系中内源ABA在短时期内大量积累,其积累速率与积累量均高于对照(未干旱锻炼);而体内与植物生长发育相关激素IAA、GA和ZR的变化与对照相比在短时间内含量急剧下降,下降幅度增大.内源激素的变化结果说明前期的干旱锻炼改变了木薯再次受胁迫时内源激素的响应速度,提升了其响应程度,使植物在生理、生化等各方面发生相应变化,以提高自身的抗旱力,从而减轻干旱造成的伤害.不抗旱品种SC8的根系激素变化趋势不同于其他品种,变化幅度也明显小于抗旱品种,进一步说明了激素调节对木薯适应干旱的重要性.干旱锻炼的木薯根系中葡萄糖、果糖、蔗糖含量在不同的干旱胁迫时期(除少数几个时间点外)均高于未干旱锻炼情况,前期干旱锻炼增加了可溶性糖的积累,提高了植株的抗旱性能.本研究为深入研究木薯的抗逆性和人为提高木薯抗旱性能提供理论基础.     

实时荧光定量PCR检测木薯海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）干旱胁迫下的表达

采用实时荧光定量PCR的方法测定木薯SC124和KU50两个品种在模拟干旱胁迫下海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）的转录水平变化。结果显示,与正常水分组相比：干旱处理2 h后,SC124根、茎、下部成熟叶和上部幼叶MeTPS1-3基因的表达量没有明显变化;而在KU50中,根部相对表达量上升了12倍,茎、下部成熟叶和上部幼叶没有明显变化。干旱处理24 h后,SC124根部相对表达量上升约30倍、茎部有微小的上升、下部成熟叶片却有小幅下降、上部幼叶部位上升约4倍;在KU50品种中,根部上升约14倍,茎部有微小的下调,下部成熟叶和上部幼叶表达量下调。木薯遭受干旱胁迫时,根部MeTPS1-3基因上调表达最明显,由此推测其在木薯抗干旱胁迫中起重要调控作用。     

运用新方法鉴定木薯抗旱相关miRNA表达差异

为更加灵敏、高效地发现新miRNA并改进其表达差异鉴定方法,对木薯（Manihot esculenta Crantz）SC124和KU50这2个品种进行了驯化和非驯化2种干旱处理方式,利用Multiplexed RT-PCR法对2个木薯品种的8个 miRNA 进行了表达差异研究。结果表明,8个miRNA具有明显的品种、组织和时序表达特异性,较为客观真实地反映了miRNA的表达模式对胁迫信号的响应。因此,Multiplexed RT-PCR法是一种快速、高效的分析miRNA表达差异的方法,在未来miRNA的研究中有着很好的应用前景。     

低温胁迫对木薯幼苗叶片转化酶及可溶性糖含量的影响

以华南124(SC124)、华南8号(SC8)和阿根廷7号(ARG7)3个木薯品种为材料,研究在持续低温胁迫下木薯幼苗叶片转化酶活性(SAI,NI)及可溶性糖含量的变化。结果表明:可溶性酸性转化酶(SAI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高;低温胁迫均能提高3个品种木薯中SAI酶的活性,但是在耐寒品种ARG7中表现为稳定提高。中性转化酶(NI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高,低温胁迫也能提高3个木薯品种中的NI酶活性,而NI酶活性均表现为短期提高。初步推断,SAI活性与木薯的抗寒存在一定的正相关。低温胁迫后3个木薯品种叶片蔗糖、还原糖和可溶性总糖的含量均升高,且抗寒品种ARG7叶片的还原糖、蔗糖和可溶性总糖含量极显著高于SC124和SC8。     

干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响

甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸(ABA)不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照(CK)、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理(CK+ABA)的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码...     

木薯干旱胁迫响应基因MeGSTU7自然变异分析

在2个木薯品种中检测MeGSTU7基因在不同干旱胁迫阶段的表达量变化，并克隆测序了60个木薯品种的基因区DNA序列，分析基因核苷酸多态性及其自然变异，并将核苷酸多态性与干旱胁迫表型关联分析，挖掘优等位变异。结果表明，干旱胁迫条件下，2个品种的MeGSTU7的表达量均上调。MeGSTU7基因区核苷酸变异丰富，共有23个SNP位点，A/G突变为主；外显子区总计10个同义突变，12个非同义突变；外显子区在品种资源群体中有4种主要单倍型，所有的单倍型分为两大类，分子进化分析表明，MeGSTU7的外显子区的两端受到很强的正选择作用；Q+K+MLM混合线性模型关联分析结果表明，1个Indel和2个SNP与干旱胁迫下地上部鲜重耐旱系数显著关联，并筛选得到了优等位变异。     

遮荫对木薯块根淀粉含量和品质的影响

以2个木薯主栽品种(SC124、SC8)为材料,自盛暑期开始遮荫(植后70 d至植后160 d),对植后160 d木薯块根进行淀粉含量及相关酶活性分析,结合扫描电镜观察遮荫处理与正常光照下木薯块根淀粉结构的变化,探讨弱光对木薯贮藏淀粉含量和品质的影响。结果表明,遮荫处理改变了木薯光合产物在"源"与"库"之间的分配,造成茎叶变长,茎干细弱,块根减重,根冠比显著降低。弱光显著影响淀粉含量及其组成,遮荫处理提高或显著提高了SC124和SC8块根直链淀粉含量,降低了2个品种块根的总淀粉含量和支链淀粉含量,以及支链淀粉与直支链淀粉的比率。遮荫处理后木薯块根AGPase活性均降低;GBSS活性增加(SC8)或无显著变化(SC124);而遮荫处理对SSS和SBE活性影响不一致。扫描电镜观察表明,遮荫处理形成许多直径较小的淀粉粒,影响淀粉充实程度而造成淀粉含量降低。     

重金属Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响

为了解重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用,以青稞幼苗为实验材料,采用水培方法研究了50 mg·L^-1 Pb²⁺、Cd²⁺胁迫对青稞幼苗叶片相对含水量（RWC）、丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,50 mg·L^-1 Pb²⁺ 胁迫下青稞幼苗的叶片相对含水量（RWC）变化不大,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫后期有所升高,超氧化物歧化酶（SOD）活性在前期升高比较明显,其后缓慢下降。50 mg·L^-1 Cd²⁺胁迫下青稞幼苗叶片RWC明显减少,MDA含量显著增加,脯氨酸含量先急剧升高后下降,POD、CAT活性随着胁迫时间的增加而显著增强,其中CAT活性在胁迫末期稍有下降,SOD活性先明显升高后下降。综合来看,青稞幼苗在受到相同浓度Pb²⁺、Cd²⁺胁迫时,对Pb²⁺的抵抗能力大于Cd²⁺。     

木薯抗旱相关miRNA表达差异分析

对2个木薯(Manihot esculenta Crantz)品种SC124和KU50进行驯化和非驯化干旱处理,利用实时荧光定量PCR技术(qPCR)取样2个部位的3个时间点,对5个miRNA进行表达差异研究。结果显示,5个miRNA具有不同的表达形式,miRNA 171 ab和398 b经过驯化后诱导(DH)条件下表达,miRNA 166 a在直接干旱处理(DNH)条件下的功能叶中有表达,而驯化后诱导条件下只在根中有表达;miRNA 390 b和399 e在2种干旱处理方式中都有表达,经过驯化后表达量也明显增加。通过对不同处理、部位和时间点上的表达情况分析,表明miRNA具有明显的品种特异性、组织特异性和时序性。     

盐胁迫下 4 个不同耐盐基因型水稻 Na+ 、K+ 积累效应

选取耐盐性较强的水稻株系‘Fl478’、‘JX99’、‘Pokkali’和盐敏感型品种‘IR29’,设置 6 个 NaCl 浓度梯度处理, 分别为 0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,采用桶栽土培的方法培育至孕穗期,研究盐胁迫对孕穗期水稻植株不同 器官 Na+ 、K+ 分配规律与积累的影响。结果表明：（1）盐胁迫下水稻株系不同器官 Na+ ,K+ 的积累效应存在差异,水稻 株系耐盐性的差异主要表现在根系,而叶鞘对 Na+ 、K+ 的吸收与分配的差异明显。（2）耐盐植株根系聚 Na+ 能力较强, 叶片、叶鞘积累较多的 K+ ,而感盐品种根系积累 K+ 和 Na+ 以缓解根系渗透胁迫,调节根系 Na+ /K+ 平衡稳态,保持水稻 正常的代谢活动。（3）叶鞘是水稻植株关键的 Na+ -K+ 调库,通过吸收和分配 Na+ 来调节根、叶、叶鞘 Na+ /K+ 平衡以提 高水稻耐盐性。（4）耐盐株系叶鞘向叶片选择运输 K+ 的能力、限 Na+ 运输能力强于盐敏感品种,叶鞘对 Na+ 、K+ 吸收 与分配运输能力的大小,决定水稻株系的耐盐性,具体表现耐盐品种叶鞘向吸收与运输 K+ 能力较强、根系限 Na+ 能力 显著高于感盐植株。（5）0.4%~0.5%盐浓度限制水稻叶鞘 Na+ -K+ 库吸收与分配能力,各组织中 Na+ /K+ 失衡,植株耐盐 性降低,受盐害程度加深。（6）盐胁迫促进水稻株系叶鞘向根系吸收较多 Na+ 和向叶片、根系输出 K+ ,却限制 Na+ 对 叶片的分配,保证根系保持较高的 K+ /Na+ ,耐盐幼嫩叶片积累较多的 K+ 以维持叶片组织保卫细胞渗透平衡,保证水稻 植株获得生活必需的光合原料,而盐敏感植株积累的 K+ 主要用于缓解组织渗透胁迫,以维持正常生命活动。     

钙对低温胁迫下木薯抗寒相关生理指标的影响

以华南8号木薯为试验材料,将生长一致的木薯幼苗用0、10、20、30、40、50 mmol/L等6个梯度的Ca2+进行处理后,对其进行4 ℃低温胁迫,测定抗寒相关生理指标。结果表明：在20 mmol/L外源Ca2+的作用下,木薯的各项抗寒生理指标较优,膜伤害率、膜脂过氧化产物MDA（丙二醛）含量降低,而保护酶SOD（超氧化物酶）和POD（过氧化物酶）、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量上升,幼苗抗寒性提升效果较明显。Ca2+浓度过高反而产生“毒害”作用,不利于其抗寒性增强。     

干旱胁迫下苎麻叶片萎蔫程度、相对含水量与ABA变化的品种间差异

在干旱胁迫下,苎麻叶片萎蔫程度加剧、相对含水量下降,ABA含量增加,与抗旱性较弱的品种相比,抗旱性强的品种叶片萎蔫程度较轻,相对含水量较高,ABA含量较低。     

施钾改善木薯农艺性状及淀粉组分

以2个木薯品种‘SC205’和‘SC124’为研究对象,设置不施钾（K₀,K₂O 0 kg/hm²）、低钾（K₅₀,K₂O 50 kg/hm²）、中钾（K₁₀₀,K₂O 100 kg/hm²）和高钾（K₂₀₀,K₂O 200 kg/hm²）4个施钾量处理,测定收获期木薯的农艺性状、鲜薯产量及其构成指标、可溶性糖组分含量、淀粉组分含量等指标。结果表明：（1）与不施钾相比,施钾量达100 kg/hm²以上时,能显著提高木薯株高、茎径、单条薯重;施钾量达50 kg/hm²以上时,能显著提高鲜薯产量,其中‘SC205’和‘SC124’的鲜薯产量增幅分别达59.2%~131.7%和51.4%~127.9%,在施钾量（K₂O）为100 kg/hm²时鲜薯产量达到最大值;（2）施钾量对不同组织可溶性糖组分含量及总淀粉含量、支链淀粉含量均有显著影响;品种与施钾量间交互作用对蔗糖含量具有显著影响,对其他可溶性糖组分及淀粉各组分均无显著影响（P>0.05）;（3）相关性分析表明,各组织的可溶性糖组分含量与块根淀粉组分含量间具有负的相关性,其中块根的可溶性糖组分与块根总淀粉含量具有显著或极显著的负相关,茎秆的葡萄糖和蔗糖含量与块根总淀粉含量具有显著负相关。综上所述,合理施钾促进了可溶性糖向淀粉的转化,进而有利于木薯鲜薯产量和品质的形成,对连作条件下木薯的提质增效具有重要的实践意义。     

耐铝大豆BX10铝胁迫下基因表达差异初步分析

以耐铝大豆种质BX10为材料,以0或50 μmol/L铝处理48h的根尖RNA为样品,反转录成cDNA第一链后,利用cDNA-RAPD技术研究铝处理下大豆基因表达差异的情况.结果表明:从72条随机引物中筛选出9条能产生稳定差异的引物,多态性比率为12.5％;9条随机引物共扩增得到19个差异表达的基因,其中,50μmol/L铝处理组中6个基因表达下调,2个基因不表达,10个基因表达上调,1个基因受铝诱导特异性表达.此结果可为进一步挖掘大豆抗铝基因提供候选靶标及耐铝机理的研究奠定一定的理论基础.     

玉米ZmGAPDH2基因的克隆及表达特性分析

研究通过同源比对查找GAPDH基因的保守区,运用逆转录PCR和同源克隆技术从玉米叶片中克隆出GAPDH2基因的全长cDNA序列。采用qRT-PCR分析两个玉米品种登海605和蠡玉35幼苗叶片中GAPDH2基因在非生物胁迫和ABA 处理下的表达特性,利用二维凝胶电泳（2-DE）和基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱法（MALDI-TOF）,对登海605和蠡玉35幼苗在干旱胁迫下叶片中的GAPDH蛋白表达水平进行分析。结果表明,ZmGAPDH2基因开放阅读框（ORF）全长1 014 bp,编码337个氨基酸。ZmGAPDH2蛋白分子量为36.53 kDa,属于亲水性蛋白。生物信息分析发现,玉米 ZmGAPDH2 蛋白和单子叶植物小米 GAPDH2 蛋白的亲缘关系最近,同源性高达94.66%。qRT-PCR分析表明,ZmGAPDH2在登海605和蠡玉35叶片中均能被ABA和PEG处理诱导表达,登海605在NaCl和蠡玉35幼苗在低温处理下其表达量均有所下降。干旱对登海605和蠡玉35幼苗叶片中ZmGAPDH2蛋白表达量也有影响。     

不同木薯种质资源主要矿物质元素差异性分析

为了解不同木薯种质资源矿物质元素含量,优选含量丰富的品种,为木薯的综合利用提供数据支撑,本文采用马弗炉法、原子吸收和原子荧光法分别对113份木薯种质资源灰分与矿物质元素含量进行测定,结果表明：矿物质元素Cr、Cu、Se含量均低于1 mg/kg（干重）,Ca、Fe、K、Mg、Mn、Na、Zn含量分别为66.39~1609.81 mg/kg、4.35~ 38.93 mg/kg、1954.56~8762.78 mg/kg、149.04~1143.73 mg/kg、4.48~37.40 mg/kg、36.80~530.40 mg/kg、6.35~24.83 mg/kg。利用概率分级法将113份木薯种质资源灰分及矿物质元素含量分为5级,即极高、高、中、低和极低,并推荐极高品系作为基础亲本材料。在相关性分析中,灰分与Fe、Mg、Na、Zn含量具有较为显著的相关性,Ca含量与K、Mn含量呈极显著正相关,Ca含量与Mg、Na含量呈极显著负相关,Fe含量与Mg、Na、Zn含量成极显著正相关,K含量与Mn含量呈极显著正相关,与Na含量呈极显著负相关,Mg含量与Na、Zn含量呈极显著正相关,Zn含量与Mn、Na含量呈极显著正相关。Zn与各矿物质元素的吸收有较强的相互促进作用,Fe含量与Mg、Na含量有较强的相互促进作用,Ca含量与K、Mn的吸收有较强的促进作用,而Ca、K、Mn与Fe、Mg、Na的吸收可能存在一定的拮抗作用。结合主成分分析、聚类分析对不同木薯种质资源矿物质元素含量进行综合评价,得到特征值大于1的主成分2个,累计方差贡献率达61.707%。聚类分析可将113个木薯种质资源分为3类,根据矿物质元素含量差异可将不同木薯品种分为Na、Mg、Zn、Fe含量较高和Mn、Ca、K、Zn含量较高两大类,主成分综合评价中‘274'‘50'‘571'‘521'‘417'等木薯种质资源得分较高。