深色有隔内生真菌提高宿主植物抗逆性的研究进展

深色有隔内生真菌(DSE)是植物根际重要的益生菌,与宿主植物互作形成共生体,对宿主植物具有促生抗逆作用.深色有隔内生真菌(DSE)提高植物的抗逆性包括提高植物对干旱以及重金属污染等逆境胁迫的抗性、诱导植物产生系统抗性、抵御病原菌生物胁迫等.对这些方面的研究进展进行探讨,以期为益生菌与宿主植物互作机制研究提供理论依据和参考.     

丛枝菌根真菌对西南岩溶地区干旱及干湿交替下金银花根系生长的影响

近年来我国西南岩溶地区干旱频发、干湿交替现象严重,植被生存环境恶劣,植被恢复困难,石漠化程度呈加剧之势。丛枝菌根真菌能与植物根系形成互惠共生关系,对植物生长发育及抗逆性有积极影响。研究表明,丛枝菌根真菌能够提高植物的抗旱性。然而,丛枝菌根真菌是否能够提高宿主植物对干湿交替等多变环境的耐受性,目前并没有见到相关报道。以西南岩溶地区适生植物金银花为研究对象,利用盆栽控制实验,采用3因素(接种、水分处理、干旱时间处理)随机区组设计,研究了接种丛枝菌根--摩西管柄囊霉对不同干旱及干湿交替条件下金银花根系形态参数及根系生物量的影响。结果表明:短时间的干旱促进了未接种真菌的金银花根系长度、根系表面积和根系体积等形态参数,根系生物量增加,且复水对植物有一定补偿作用;但长期干旱后植株根长、根表面积和根体积等所有根系形态参数均降低,根系生物量显著下降,即长期干旱对金银花的根系生长产生了严重的抑制作用,且复水补偿作用因干旱的严重抑制作用而丧失。短时间干旱降低了接种植株的根长、根表面积和根体积等根系生长参数,根系生物量不变;复水后接种植株仍然具有补偿生长作用,其原因可能与菌根泡囊结构有关。随着干旱处理时间的延长,接种植物的根系也受到伤害,复水补偿能力丧失。可见,菌根真菌促进了喀斯特干旱和干湿交替条件下金银花的根系生长,且在干旱条件下促进作用更加显著,但与干旱时间和干旱强度并没有交互作用。      

不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应

基于干旱对全球植物生物量分配影响的数据库,选择丛枝菌根(AM)、外生菌根(ECM)和二者兼生型菌根(AM+ECM)3种最常见的菌根类型,研究3种菌根类型植物应对干旱时各器官生物量分配的变化,采用一般线性模型模拟分析器官间的相对生长速率,探索不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应。结果表明：在干旱条件下,AM和AM+ECM植物根系生物量(M_R)的分配率分别增加了8.2%和7.6%,而ECM植物对M_R的分配则无显著变化;干旱导致AM植物茎生物量(M_S)分配率降低了7.7%,ECM和AM+ECM植物对M_S的分配则无显著变化;干旱使得AM+ECM植物和ECM植物叶生物量(M_L)的分配率分别下降了9.4%和6.5%,AM植物M_L则无显著变化;不同菌根类型植物遭受干旱时,AM和AM+ECM植物根、茎、叶的生物量积累速率依次降低,ECM植物茎、叶、根的生物量积累速率依次降低;不同菌根类型植物对干旱响应的策略不同,AM植物通过降低茎和生殖器官的生物量分配来提高对根的生物量...     

小麦根系构型及抗旱性研究进展

小麦是全球最重要的粮食作物之一,干旱是影响其生长发育最重要的非生物胁迫因子。根系作为作物获取水分和养分的重要器官,直接决定了作物对土壤水分的利用效率。近年来,越来越多的研究表明,根系构型在植物干旱胁迫响应中发挥了重要功能。本文综述了目前根系构型在调控小麦抗旱性方面的研究进展。首先概述了根向性生长,特别是根向重力性生长对植物根系结构的塑造作用,重点总结了目前挖掘到参与根系向重力性生长的相关基因及其分子调控机制,并阐述了根向性生长调控的根系构型是如何介导小麦对干旱胁迫的适应。除了根向性生长,根系的发育过程也参与了对植物根系构型的调控,并决定植物对干旱胁迫的适应能力,因此,本文进一步综述了在干旱胁迫条件下小麦如何通过调控根系发育来改变根系形态,包括增加根长、调控侧根数量和根毛密度等,来增强小麦对土壤水分的吸收和对干旱环境的适应;同时,系统总结了干旱胁迫条件下参与调控作物（尤其是小麦）根系发育的相关基因。此外,根系作为植物地下部分,其构型的解析一直是本领域研究难点,阻碍了对根系结构与植物耐旱性关系的进一步解析,因此,本文也归纳了目前可用于小麦根系二维结构和三维结构表型分析的技术。这些技术可测量...     

红麻肌醇加氧酶基因的分离及表达分析

干旱是限制植物生长分布和影响作物产量形成的重要非生物因素之一,在响应干旱胁迫过程中植物细胞壁发挥着重要的调节作用,肌醇加氧酶是植物细胞壁合成的前体物质UDP-葡萄糖醛酸合成中的关键酶。为研究该基因在红麻(Hibiscus cannabinus L.)抗旱和耐盐过程中的作用,通过红麻转录组数据库筛选到肌醇加氧酶(myo-inositol oxygenase)基因的核心片段,利用染色体步移技术获得肌醇加氧酶基因的c DNA全长,命名为Hc MIOX;生物信息学分析表明,Hc MIOX基因编码序列长948 bp,编码315个氨基酸,相对分子量为31.9 ku,等电点为4.75;RT-PCR分析表明,Hc MIOX基因在红麻根、茎、叶中均有表达,根中表达量最高,该研究结果对分析该基因功能和了解红麻抗旱的分子机制具有重要意义。     

7份喀麦隆水稻种质资源萌发期抗旱性综合鉴定

PEG-6000模拟干旱胁迫,对7份喀麦隆水稻种质资源的发芽势、发芽率、芽鞘长、芽长、根数目和根鲜重进行测定,加权隶属函数法进行萌发期抗旱性综合评价。结果表明:①和对照相比,干旱胁迫后参试品种的发芽势、发芽率、胚芽鞘长、芽长、根数目和根鲜重在品种间变化趋势不尽一致;②不同指标的抗旱系数间存在着不同程度地相关性;③中度和严重干旱下Nerica L3、Nerica L8和Africa 7表现出较好地抗旱性,可作为水稻抗旱育种的种质资源。     

干旱胁迫诱导苹果属植物新根发生PCD细胞的DAPI荧光染色分析

[目的]从细胞核的形态变化观察干旱是否诱导苹果属植物发生细胞程序性死亡,并且鉴定DAPI是否是观察细胞形态学的较好方法。[方法]以抗旱能力较强的八棱海棠和抗旱性较弱的平邑甜茶幼苗为试验材料,用20%聚乙二醇模拟干旱,对这2种幼苗根系进行处理,并对处理的新根经DAPI染色在紫外光下照射。[结果]经DAPI染色在紫外光（UV）照射下,正常新根细胞核发出均匀的蓝色荧光,而经干旱处理后新根的细胞出现染色质凝集、细胞核缩小、变形、解体、形成凋亡小体等细胞凋亡的形态学特征。[结论]在干旱诱导苹果属植物死亡过程中,有一个阶段存在明显的细胞程序性死亡过程,且DAPI荧光染色是观察细胞程序性死亡的较好方法。     

准噶尔盆地南缘2种禾本科植物根鞘土壤理化性质、微生物数量及土壤酶活性研究

选取准噶尔盆地南缘绿洲-沙漠过渡地带为试验区,研究2种禾本科植物根鞘土壤理化性质、微生物数量和土壤酶活性的变化及它们之间的相关性,旨在探讨根鞘对植物微生境的土壤性质、微生数量的影响,为该区的生态恢复提供一定的科学依据。结果表明:与根鞘外围土壤相比,根鞘土壤含水率、微生物数量及有机质、全氮、速效钾的含量提高了,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶等活性提高了,土壤p H值、电导率和速效磷的含量降低了。相关性分析表明,含水率和全氮是影响微生物数量的主要因素,蔗糖酶和脲酶与微生物数量、土壤理化因子之间均有不同程度的相关性。由此可见,根鞘可以有效改善土壤理化性质,增加微生物数量,降低土壤p H值和含盐量,并且能够显著提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶的活性,进一步证明了根鞘具有生态功能。     

环境胁迫对植物根系形态的影响

根是植物获取养分和水分的重要器官,易受环境因子(水分、温度、土壤、光照等)的影响,植物通过改变根系形态(根长、根面积、直径、组织结构及空间构型等)以适应环境胁迫。根系形态的改变也会反作用于根际土壤微环境,影响植物根系的生长和发育。植物根系形态的环境可塑性对于一些根类药材的品质形成而言具有重要意义。总结了环境胁迫因子对植物根系形态的影响及作用机制,为探究环境因子对植物根系的可塑性调控作用提供参考,对阐明特定生态区域根类中药材的品质形成具有一定指导意义。     

园林地被植物抗旱机制研究进展

干旱是环境胁迫主要因子之一,严重影响植物的分布与生长发育。本文综述了园林地被植物的根、叶等形态结构特征与抗旱性的关系,总结了干旱胁迫下植物自身的渗透调节、光合生理、膜透性、活性氧代谢对干旱胁迫的响应机理及抗旱分子生物学研究进展。     

植物响应干旱的生理机制研究进展

干旱是植物面临最主要的环境胁迫,植物长期在干旱环境下生存,形成了一系列抵御干旱逆境的生理机制。研究植物响应干旱的生理机制是当前抗旱研究中的热点。文章综述了植物适应干旱的类型,气孔调节、代谢调节、渗透调节、干旱信号传递等适应干旱的生理机制,并分析了其发展趋势。     

欧李根段嫁接樱桃试验

欧李（prunus humilis）是蔷薇科李属欧李亚属植物，小灌木，有主干，但大多数种类因主干很短几乎被忽略。主干基部能够分化出丛芽，从而形成密集的灌丛，枝细长。根系发达，多粗根，根皮厚，根皮半肉质化，根皮储藏营养功能突出。欧李因其特殊的构造和特性具有一定的耐干旱、耐瘠薄能力。甜樱桃是蔷薇科李属樱桃亚属植物。我们利用欧李嫁接甜樱桃，能够起到极度矮化效果，     

水稻干旱胁迫的small RNA转录组分析

small RNA在植物环境胁迫过程中起重要的调节作用。然而,参与干旱逆境响应复杂过程中的miRNAs及其调控机制仍有待于深入挖掘。对干旱胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶组织进行small RNA文库构建和转录组测序。所有样品共检测到403个miRNAs,其中已知miRNAs 352个,新预测miRNAs 51个。干旱处理后24 h的根、茎和叶中分别有37、35和56个差异表达miRNAs,而96 h的根、茎和叶中分别有35、62和65个差异表达miRNAs。15个miRNAs在干旱处理后两个时间点的根、茎和叶中均差异表达,其中,Osa-miR159f、Osa-miR164f、Osa-miR5082和Osa-miR5493受干旱诱导上调表达,是干旱响应中关键调控因子。预测到miRNAs靶基因4 537个,并进行了功能注释和富集分析。这些结果为鉴定干旱响应miRNAs并解析其参与抗旱的分子调控机理提供了理论和数据资源。     

玉米根系、根鞘性状与镉吸收的品种差异研究

采用云南主栽的12个玉米品种,开展盆栽试验,研究Cd污染土壤中玉米根系形态、根鞘性状与植株Cd累积特征及品种间的差异性。结果发现,不同品种玉米的生物量、根系形态、根鞘性状及植株Cd累积特征均存在显著差异,其中根长、根表面积、根体积、根尖数、分枝数差异较大,最大值分别为最小值的2.9、2.9、3.2、5.5、6.1倍,平均根系直径差异较小,最大值为最小值的1.48倍;根鞘质量、根鞘发育指数、根鞘土壤有效态Cd含量最大值分别为最小值的3.1、5.8、1.8倍,地上部、地下部Cd含量最大值分别为最小值的6.4、6.1倍,地上部、地下部Cd累积量最大值分别为最小值的6.5、4.0倍。相关性分析表明,根表面积和根体积与地上部Cd含量呈显著负相关,根尖数与地下部Cd含量呈极显著负相关;根鞘质量与地上部Cd含量呈极显著负相关,根鞘发育指数与地下部Cd含量呈极显著正相关。研究表明,根系形态和根鞘性状是导致不同品种玉米Cd吸收差异的重要因素。     

干旱胁迫对植物生长及其生理的影响

干旱是影响植物生长发育的因素之一。干旱影响植物的光合系统、用水效率、植物生物量等。矿质元素在植物生长过程中有重要作用,而干旱胁迫则是影响植物对必需的矿质元素的运输、吸收不利于植物生长的重要影响因素。     

霍奎耶羊驼皮肤毛囊兴盛期结构分析

为阐明羊驼绒毛生长发育提供组织学基础,同时也为毛用动物的遗传改良提供重要的理论依据,通过制作霍奎耶羊驼皮肤组织切片,在显微镜下观察其毛囊兴盛期结构,结果表明霍奎耶羊驼的毛囊结构同其他动物一样,由毛球、连接组织鞘、内根鞘、外根鞘和毛干几部分组成.兴盛期毛囊直径从上到下逐渐增大,末端膨大为毛球,呈一漏斗状,毛球内陷深入形成毛乳头.毛囊群中毛囊的数量较多,且由少量的结缔组织分为两小群.     

马铃薯根际土壤细菌群落结构及其对干旱胁迫的响应

为研究马铃薯根际土壤细菌的群落结构及其对干旱胁迫的响应,采用盆栽试验,以开花期马铃薯根际土壤为研究对象,提取其总DNA,通过Illumina Miseq对细菌 V3~V4区进行高通量测序,对干旱处理下马铃薯根际微生物的群落结构进行分析。结果表明,共鉴定有效序列1 263 889条,6 785个OTUs归属33个门、94个纲、267个目、462个科、919个属、1 930个种。与对照土壤相比,种植马铃薯后根际土壤中的变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）为优势菌门,其中放线菌门（Proteobacteria）的相对丰度显著增加。干旱处理提高了马铃薯根际土壤中变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度。PCoA（principal coordinates analysis）分析显示,种植马铃薯和干旱胁迫是造成土壤细菌群落结构变异的重要因素。PICRUSt（phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states）分析表明,干旱处理后根际土壤细菌的变化与马铃薯植株的生理代谢、信号转导、防御机制和基本生命活性等密切相关,对植物的生存和耐旱性具有重要意义,为通过改良土壤微生物环境来提高植物胁迫耐受性提供了重要参考。     

糜子芽期抗旱性指标鉴选与利用研究

在25%(W/V)PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,研究了不同糜子品种(系)芽期的芽长、芽鞘长、胚根长、根干重、芽干重等性状的变化,采用相关性分析法对糜子芽期抗旱性指标进行筛选。结果表明:相对发芽率、相对胚根长、相对芽干重、相对芽鞘长、相对芽长和相对根干重抗旱级别与抗旱总级别1呈极显著正相关;相对根长芽长比和相对根冠比与总级别1呈正相关,但不显著。相对发芽率、相对根长、相对芽干重、相对芽鞘长、相对芽长和相对根干重可作为糜子芽期抗旱性的鉴定指标。芽期抗旱性综合评价结果显示,宁糜13号、内糜5号、BM-1、固02-35、乌2-243和印度790050抗旱性较强。     

多效抗旱驱鼠剂的抗旱促长作用机理研究

以植物根际土壤微循环为基础,从土壤结构、酸碱度、矿化作用、酶活性、水分分布和水势等方面研究了多效抗旱驱鼠剂(RPA)的抗旱促长作用原理.结果表明:RPA的促长作用是通过各组分的协同作用实现的,高分子材料的吸水功能,调节了土壤中的水分分布,提高了植物根际土壤水分的含量,在根系周围形成一个小水库,为植物生长提供了充足的水分;RPA增强了植物根际土壤中水分子的能量,降低了水势,有利于植物根系的吸收,克服了干旱时高分子材料引起的水分反渗透现象.同时,对土壤pH值的微调节作用,提高了土壤酶的活性,促进了土壤养分的矿     

干旱胁迫下小麦抗旱能力与其根系特征间的关系

【目的】研究不同基因型小麦抗旱能力的遗传差异与其根系特征间的关系。【方法】采用-1.0MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,测定抗旱型小麦长武134和干旱敏感型品种郑引1号在干旱胁迫下根系的含水量、相对含水量、水分饱和亏、根体积、可溶性蛋白含量、膜透性等生理指标,比较2个品种的根系对干旱胁迫的生理学响应;并通过观察样品根系组织的石蜡切片,分析在受到胁迫后根系解剖结构的变化。【结果】与郑引1号相比,在受到干旱胁迫时,随着胁迫时间的延长,长武134根系的含水量、相对含水量、可溶性蛋白含量和根体积等指标下降更缓慢,水分饱和亏和膜透性上升缓慢,总体表现出更强的抗旱性。根系组织石蜡切片观察表明,长武134出现了根部导管直径减小以及根内皮层增厚等有利于植物适应干旱胁迫的现象,且这些变化较郑引1号更为明显。【结论】受干旱胁迫后,抗旱小麦根系的生理指标及形态结构的特征,是植物抗旱生理基础和形态基础的反映。