离子液体[C3mim]BF4对小白菜幼苗抗氧化特性的影响

为探讨离子液体1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([C₃mim]BF₄)对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,采用水培法检测不同浓度(0、100、200、300、400、500 mg·L^-1)[C₃mim]BF₄条件下小白菜幼苗的生长状况、活性氧水平、抗氧化酶活性及相关抗氧化酶基因表达。结果表明,浓度高于400 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄显著抑制种子萌发;500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄显著抑制幼苗生长。[C₃mim]BF₄处理使小白菜叶片活性氧$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$、H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量升高,且随着[C₃mim]BF₄浓度的增加均呈逐渐升高的趋势。[C₃mim]BF₄使小白菜叶片谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高;浓度≤300 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄对过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)生成有一定的促进作用,而浓度高于400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 APX活性,高于500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 CAT活性;100~500 mg·L^-1[C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,且各处理组的SOD活性均显著低于对照。400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理0~3 h,小白菜Gu/Zn-SOD和APX基因表达量升高,处理13 d时其SOD和APX基因表达量均显著低于对照;处理0~12 h时 CAT基因表达上调,处理24 h处理后CAT表达下调。本研究结果为揭示咪唑类离子液体毒性机理提供了理论依据。     

水生植物堆肥在太湖稻麦体系的适宜用量

【目的】 太湖流域水体及集约化水产养殖产生大量水生植物残体,制作堆肥是主要的利用途径。本文基于稻麦稳产与土壤培肥下,研究了水生植物堆肥农田适宜施用量,促进环太湖地区水体中植物残体的高效利用。 【方法】 2012—2016年连续4年在环太湖地区布置田间定位试验。以目前稻麦生长季尿素氮的常规施用量270和225 kg/hm2为基础,试验设7个处理,分别为:不施肥对照 (CK);施尿素氮 (U);施用水生植物堆肥,用量分别为尿素氮的1.0、1.5、2.0、2.5和3.0倍 (M_1.0、M_1.5、M_2.0、M_2.5和M_3.0)。测定了稻麦产量、氮磷钾吸收量、土壤养分及pH变化。 【结果】 试验第1年,M_1.0、M_1.5处理水稻产量与常规尿素处理相当,M_2.0、M_2.5和M_3.0水稻产量显著提高15.4%～28.6%。试验第2至第4年,堆肥各处理与尿素处理水稻产量均无显著差异。与水稻相比,水生植物堆肥施用量对小麦产量影响较大,试验第1年,小麦产量基本随着有机氮施用量升高呈增加趋势,各堆肥用量处理间差异显著;试验第2至第4年,M_2.5和M_3.0处理间小麦产量无显著差异,仍显著高于尿素处理。施用堆肥处理水稻、小麦植株吸氮量均低于常规尿素处理,但显著提高了磷、钾吸收量。连续8季施用有机肥后,与常规尿素处理相比,M_2.0～M_3.0处理土壤全氮显著提高了48.7%～89.9%,M_1.5～M_3.0处理土壤有机碳含量显著提高了42.1%～104.2%, M_1.0～M_3.0处理土壤有效磷含量显著提高了4.5～17.9倍,土壤速效钾含量显著提高了3.4～11.2倍。与不施肥处理相比,常规尿素处理土壤pH下降,而有机肥施用处理土壤pH提高0.66～1.31个单位,随施用量的增加而增加。稻麦产量与土壤碳氮及钾含量显著正相关。 【结论】 水生植物制备有机肥,不仅是太湖流域水生植物废弃物的有效出路,合理施用水生植物堆肥还可以提高稻、麦产量,增加土壤有机质含量,增加作物对磷钾的吸收,减缓土壤酸化程度,是太湖农作区经济和环境双赢的技术措施。综合考虑稻、麦产量与控制农田磷钾过量,水生植物堆肥施用量应控制在1.5倍于常规尿素氮的有机肥氮施用量较为合适。      

江苏省麦田猪殃殃对苯磺隆的抗性水平及靶标抗性机理研究

为了明确江苏省麦田猪殃殃对主导除草剂苯磺隆的敏感性差异及其抗性机制,采用整株生测法测定了采自江苏省小麦田的28个猪殃殃(Galium aparine L.)种群对苯磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮的敏感性,分析了代表性种群乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase, ALS)的离体活性及其基因位点突变状况。结果表明,28个种群中,23个种群对苯磺隆有2.18~17.10倍的相对抗性,18个种群对苄嘧磺隆产生了交互抗性,所有种群对氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮均敏感。LHQ-2和JYS-1种群的相对抗性倍数高于14,ALS酶离体活性达到敏感种群DHX-2的250倍以上,其第197位由脯氨酸突变为苏氨酸;WJQ-2种群的相对抗性倍数为10.39,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的41.45倍,其第376位由天冬氨酸突变为甘氨酸;RGS-1种群的相对抗性倍数为8.82,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的15.27倍,其第574位由色氨酸突变为亮氨酸。抗苯磺隆的猪殃殃种群比例呈现由苏南到苏北逐渐增加的趋势,苯磺隆和苄嘧磺隆间存在交互抗性,靶标酶ALS活性增强及其基因位点突变是抗性产生的主要原因。本研究结果为江苏省麦田猪殃殃的精准防控提供了理论依据和技术支撑。     

利于水稻氮素吸收的绿肥翻压量和施氮水平研究

【目的】 紫云英是我国南方稻区重要的冬季绿肥,具有固定碳素、改善土壤物理性状、提高土壤养分含量等效果,能为后茬水稻提供良好的生长环境。本研究为探明水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。 【方法】 在“紫云英–双季稻”耕作制度轮作土壤上,进行田间 4 × 4 双因素裂区试验。每小区收获的紫云英全部翻压为 100% 翻压,设不翻压、翻压 30%、60%、100% 4 个水平;每个翻压水平处理下,设置不施氮肥、施常规氮量 (N 150 kg/hm2) 的 30%、60% 和 100%,共 16 个处理。分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期取水稻植株样品,调查水稻氮素吸收利用特性。 【结果】 水稻群体干物积累量随生育进程处理间差异逐渐增大。抽穗期以 M_30% + N₀ 处理最高,M_60% + N_60% 处理次之,对照 (M₀ + N₀) 最低,此阶段是水稻群体物质积累量全生育期中差异最大的时期,最高的 M_30% + N₀ 处理较对照和其他处理平均高 79.02% 和 45.04%,此阶段的干物质积累量占总干物质积累量的比例为 23.19%～44.23%。分蘖期、灌浆期和成熟期干物积累量均以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,在成熟期 M_60% + N_60% 处理群体总干物质重为 13.14 t/hm2,较对照高 53.15%。不同生育期水稻植株含氮量和吸氮量处理间不同。孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮量均以 M_60% + N_60% 处理最高,较其他处理平均分别高 20.71%、14.84% 和 15.44%;分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量也以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,氮肥与冬种绿肥有显著协同效应。水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例存在明显差异。分蘖期前、孕穗至抽穗期和抽穗至成熟期均是紫云英翻压 60% + 施氮 60% 处理的吸收量高于其他处理,平均分别高 29.89%、79.46% 和 121.1%;而分蘖至孕穗期是 M_100% + N_100% 处理达到最大,较其他处理平均高 51.87%。 【结论】 综合来看,供试条件下,在 “紫云英–双季稻” 种植体系中,M_60% + N_60% 处理能够提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环,对于实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。      

晋麦47 EMS突变体库的构建及高代突变材料品质性状的初步分析

为加快小麦抗旱种质资源创制,推进抗旱品种的遗传改良工作,采用0.6%甲基磺酸乙酯(EMS)溶液处理晋麦47的种子,构建了包含12 272个单株的M₂突变体库,对各突变性状和突变率进行调查与分析。此外,对前期研究筛选出的50份M₇和M₈突变材料籽粒的硬度指数、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、稳定时间、最大拉伸阻力和拉伸面积共8个品质性状进行了分析。结果表明,M₂突变体库表型变异丰富,包括茎秆性状、育性、穗型、抗病性、叶性状、生育期和芒性状等32种突变类型,总突变率为30.24%;其中,育性、株高和穗型的突变率较高。50份突变材料的籽粒不仅产生了粒形、粒长、饱满度和粒色方面的形态突变,其品质性状也发生了不同程度的变异,其中稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力、沉降值的变异系数最高,硬度指数、蛋白质含量和湿面筋含量的变异系数中等,吸水率的变异系数最小;除吸水率外,其余性状均有一定比例的材料产生了正向变异。初步筛选出4份品质性状优良的突变材料,除硬度指数和吸水率外其余6个品质性状表现均优于野生型。本研究结果为小麦功能基因的发掘提供了宝贵的遗传材料,并为抗旱新品种的选育提供了新的研究思路。     

12C6+重离子束辐照玉米后代的生物学效应

为给玉米种质创新及品种改良创制优异的资源材料,采用不同剂量0(对照)、30、60、90、120 Gy 的¹²C⁶⁺重离子束辐照自育骨干玉米自交系LY8405干种子,并对各剂量辐照后代植株的生物学效应进行详细的对比分析。结果表明,随着辐照剂量的增加,自交系LY8405 M₁种子发芽率、株高、穗位高和花粉活力均低于对照组,相同剂量辐照的M₂生理损伤检测指标较M₁有较大程度的恢复,但仍显著低于对照组,而90和120 Gy剂量辐照后的M₁、M₂种子发芽率、株高和穗位高均与对照组表现出极显著差异;辐照剂量为30 Gy时,在M₂、M₃植株变异表型筛选中,创制出了多种农艺性状表型变异突变体,说明30 Gy是对自交系LY8405的生物学效应最为明显的辐照剂量,60 Gy影响效应次之,同时60 Gy是辐照半致死阈值;M₂和M₃突变类型包括植株矮化、穗位高度降低,叶片皱缩、叶色黄化、白化、花叶,穗型变大、变长,穗轴颜色由白变红,籽粒颜色由黄变为酒红色,粒型由马齿型变为硬粒型。生物学效应表明,30~40 Gy辐照剂量是0~120 Gy范围内重离子辐照选育玉米自交系LY8405的适宜剂量。本研究结果为不同玉米自交系创制新的种质资源提供了方法,更为玉米选育新品种提供了稳定的遗传材料。     

表达播娘蒿突变基因DsALS-108的抗苯磺隆甘蓝型油菜植株构建

利用化学杀雄剂如苯磺隆(tribenuron-methyl,TBM)除草剂诱导雄性不育,是甘蓝型油菜(Brassicanapus)杂种优势应用的主要途径之一.选育具有TBM除草剂抗性的甘蓝型油菜作为父本,有利于简化制种程序,降低制种成本,对提高甘蓝型油菜的产量和品质具有重要意义.乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)是合成支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)的关键酶.ALS抑制类除草剂以乙酰乳酸合成酶为靶标,通过抑制其活性阻碍支链氨基酸的合成,导致植株死亡.TBM属于一种磺酰脲类(sulfonylureas,SU) ALS抑制类除草剂.为了改良甘蓝型油菜抗除草剂的遗传特性,本研究首先从一个抗TBM除草剂的播娘蒿(Descurainia sophia)天然突变体(#108)中克隆了ALS基因(GenBank登录号:EU520490),命名为DsALS-108.和拟南芥(Arabidopsis thaliana)乙酰乳酸合成酶AtALS蛋白序列的比对结果显示,保守氨基酸位点脯氨酸197在突变型蛋白DsALS-108中替换为苏氨酸(即P197T).为了验证含有P197T突变的DsALS-108基因是否使植株产生TBM除草剂抗性的原因,构建表达载体PBI 121-DsALS-108,并通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将该载体转化拟南芥,共获得12个阳性转基因株系.喷洒浓度大于等于1.0× 10-4 g/L TBM后,野生型植株停止生长,趋于死亡,而拟南芥转化植株均能正常生长,说明表达突变基因DsA LS-108致使拟南芥植株抗TBM除草剂.在甘蓝型油菜转化中,以下胚轴为外植体,通过农杆菌介导法将载体pCAMBIA3301-DsALS-108导入甘蓝型油菜中,共获得23个阳性转基因株系.结果发现,DsALS-108的表达使甘蓝型油菜对苯磺隆的抗性提高至野生型致死浓度的3倍,即7.5×10-3g/L.而且,当用化学杀雄使用剂量(0.05 mg/L TBM)处理甘蓝型油菜转化植株后,其花粉育性正常,说明该转化植株可作为父本应用于化学诱导的雄性不育系统,进行杂交制种.本研究为利用化学诱导的雄性不育系统实现杂种优势提供新材料.     

水稻簇生穗基因OsCl-6的精细定位与候选基因分析

水稻(Oryza sativa)穗部性状的改良对水稻产量提高和品种提升具有重要意义。水稻簇生穗的研究有助于了解水稻的穗发育以及相应基因的调控方式。本研究通过构建籼稻(O.sativa ssp.indica)簇生穗材料内江P164和单粒稻9311的正交和反交群体,确定该性状为单基因不完全显性遗传。通过混合群体分离分析法和隐性群体分析法将该基因定位于第6染色体长臂标记ID441和ID020之间,区间内预测有23个基因。推测LOC_Os06g39650为候选基因,并对候选基因进行克隆,测序表明该基因(命名为:水稻簇生穗基因(O.sativa clustered spikelets gene-6,OsCl-6))CDS的第1 556的碱基发生了突变,由A突变为G,碱基的改变造成氨基酸序列发生突变,第519位的氨基酸由天冬酰胺(N)突变为丝氨酸(S),推测从而形成簇生穗性状,进一步对6个非簇生粳稻品种和7个非簇生籼稻品种进行测序分析,结果表明,OsCl-6基因可能是簇生穗基因短花梗(shortened pedicels)sped1-D的等位基因。本研究为阐明水稻穗簇生形成机理以及选育穗大、着粒密度高的水稻新品种提供了基因资源。     

CRISPR/Cas9系统构建的水稻OsPht基因突变体材料可用于养分转运评价

【目的】CRISPR/Cas9是细菌和古细菌为免受外来DNA片段侵袭形成的一种适应性免疫系统。CRISPR/Cas9已经被作为一种基因编辑的工具广泛应用到很多动物和植物的基因编辑。磷元素是植物生长过程中必需的营养元素,植物对磷的吸收主要由跨膜磷转运蛋白完成。本研究利用CRISPR/Cas9技术对Oryza Japonica Kitaake水稻中冰叶日中花磷转运蛋白McPht基因的同源体OsPht磷转运蛋白基因进行编辑,构建了McPht转运蛋白基因导入水稻OsPht缺失的突变体,初步验证了该突变体材料的功能。【方法】通过CRISPR/Cas9基因编辑手段,将水稻中与McPht蛋白同源性最高的磷转运蛋白基因进行编辑。首先将待编辑的基因片段连接到U3启动子驱动的pCXUN表达载体上,转化到农杆菌EHA105中,然后通过农杆菌转化到水稻幼胚,将获得的转化后再生T0代株系移栽到田间获得T1代种子,并将T1代株系进行盆栽培养,提取株系叶片基因组DNA用于PCR检测,所有株系PCR产物纯化后进行测序,依据序列变化判定目标基因的编辑位点,并对突变体进行生理指标测定。【结果】1) 基因编辑后的类型可分为两类,一类为目标编辑片段20个碱基中后6个碱基缺失,另一类为目标编辑片段20个碱基中后8个碱基缺失或突变。2) 编辑位点缺失6个碱基的株系占总突变株系的28.6%,编辑位点缺失8个碱基的株系占总突变株系的42.9%,GT碱基突变株系占总突变株系的28.6%。3) 水稻突变体的株高、鲜重、根系活力均小于野生型;根系扫描结果显示水稻突变体的根长、投影面积、表面积和侧根数均大于野生型;Cas-2的叶绿素和可溶性糖含量显著高于野生型,Cas-7的叶绿素和可溶性糖含量小于野生型,但差异不显著。【结论】CRISPR/Cas9基因编辑系统成功将水稻中McPht的同源体OsPht基因进行了编辑,所获得的水稻磷转运蛋白OsPht基因碱基缺失或突变不仅为所编辑基因的功能研究提供有效的科学依据,同时为冰叶日中花McPht磷转运蛋白基因导入OsPht基因功能缺失的水稻株系、验证其生理生化功能提供宝贵的评价材料支持。本研究表明基于CRISPR/Cas9介导的基因编辑系统在功能性评价植物养分转运蛋白基因方面是一条有效的途径。     

水稻窄叶突变体zy103突变基因鉴定

为通过叶形相关基因定位与克隆解析水稻叶形变异的分子机制,本研究以籼稻品种9311与粳稻品种豫粳6号的杂交F₇株系中发现的窄叶突变体zy103为试验材料,应用(zy103/9311)F₂、F₃分离群体对窄叶基因进行精细定位及候选基因预测。表型分析表明,突变体zy103出现全生育期叶片变窄微卷、株高及结实率降低、成熟种子弯曲变形等变异表型。遗传分析和基因定位结果表明,突变体zy103受1对隐性核基因控制,该基因被定位于第12号染色体195.4 kb的区间内,此区间内共预测了28个编码基因。对区间内与水稻叶形态建成相关的OsCSLD4(LOC_Os12g36890.1)基因进行测序,结果表明,突变体中OsCSLD4基因的编码区第2外显子第3 472~第3 479处有8个核苷酸(TGTGCCAC)缺失,造成移码突变,导致原编码蛋白第Ⅶ和第Ⅷ跨膜区保守功能结构域丢失,推测OsCSLD4是引起突变体zy103窄叶突变的目的基因。本研究结果为解析水稻窄叶形成的分子机理和水稻理想株型育种奠定了一定的理论基础。     

川东獐牙菜体外高效再生体系的建立

为了构建川东獐牙菜(Swertia davidii Franch.)高效稳定的再生体系,以川东獐牙菜带叶茎尖、带芽茎段和叶片为材料,在单因素试验的基础上,通过完全组合及L₉(3⁴)正交试验,探究不同激素对其离体培养的影响。结果表明,川东獐牙菜3种外植体中,叶片适宜作为间接器官发生材料,在MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.5 mg·L^-1 KT培养条件下,培养7 d便可见愈伤组织从切口处产生,培养30 d后即可分化出大量丛芽;不定芽在相同培养基中培养30 d后,增殖系数可达8.75。带芽茎段则适宜直接器官发生途径,其在MS +2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-1 NAA中培养7 d后,节上腋芽开始萌动,培养30 d后腋芽发生系数可达4.06;试管苗适宜的生根培养基为MS + NAA 0.05 mg·L^-1,培养30 d后即可获得再生植株,生根率为100%;生根苗经过炼苗,移栽30 d后成活率达90%以上。在川东獐牙菜的离体培养中,间接器官发生途径较直接器官发生途径效率更高。本研究通过叶愈伤组织-不定丛芽途径建立了川东獐牙菜高效再生体系,为保护其野生资源和种苗繁育提供了技术支撑,也为其遗传转化奠定了试验基础。     

谷子高效离体再生基因型和培养基的筛选

谷子离体再生和遗传转化困难,极大地限制了其作为模式植物在功能基因组学研究和品种遗传改良中的应用。为筛选高效离体再生的谷子基因型,选取90份国内外的谷子种质资源,利用其成熟胚作为外植体进行离体再生培养。结果表明,不同基因型谷子出愈率、芽分化率和再生率差异较大;不同基因型的谷子出愈率在17.67%~93.67%之间,芽分化率在0%~78.89%之间,再生率在0%~40.00%之间。从中筛选出3份高效离体再生种质资源,分别为Y41、Y176和Y145,其离体再生效率分别为40.00%、37.33%和36.00%。3份种质资源在CIM3培养基上的出愈率最高,且愈伤质量较好,CIM3培养基配方为4.43 g·L^-1MS + 30 g·L^-1蔗糖 + 4 g·L^-1phytagel + 2 mg·L^-12,4-D + 0.5 mg·L^-1KT。本研究结果为谷子离体再生和遗传转化,以及推动谷子作为C₄禾谷类模式植物的进程奠定了一定的理论基础。     

菲对蒿柳生理生化特性的影响

为研究菲对蒿柳生理生化的影响,以蒿柳扦插苗为试验材料,采用水培的方式,测定不同浓度(0.2、0.5、1.0和1.2 mg·L^-1)菲对蒿柳株高及生理的影响,并选取对植物生长有显著抑制作用的最低浓度(1.0 mg·L^-1)菲对蒿柳进行16 d的处理,测定其光合特性及渗透调节物质的变化。结果表明,高浓度菲处理显著抑制了蒿柳的株高和根系活力,使其电导率升高,膜透性增大。1.0 mg·L^-1菲胁迫下,蒿柳的光合作用受到抑制,光化学淬灭系数(qP)显著下降,光反应受到影响;气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci)下降、Rubisco活性降低,导致CO₂供应和同化减少,暗反应受到抑制。叶片的最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)无显著变化,说明PSⅡ利用光能的能力和潜在活性未受到影响。渗透调节物质中,脯氨酸和可溶性糖是植物抵御菲胁迫的重要调节物质。本研究结果为揭示多环芳烃(PAHs)对蒿柳产生的毒害机制及加强植物对环境的修复研究提供了依据。     

马来甜龙竹种胚培养增殖芽芽尖再生体系建立

为建立马来甜龙竹高效稳定的再生体系,本研究以马来甜龙竹种胚培养增殖芽的芽尖为试验材料,研究不同植物激素、有机添加物以及弱光处理对其再生体系建立的影响。结果表明,马来甜龙竹芽尖愈伤组织诱导较适宜培养基为添加0.5~1.0 mg·L^-1 NAA和3 mg·L^-1 2,4-D的MS培养基,致密颗粒状愈伤组织诱导率达61.7%;较适宜的分化培养基为添加1 mg·L^-1 6-BA、1 mg·L^-1 KT和0.25 mg·L^-1 NAA的MS培养基,10 μmol·m^-2·s^-1弱光处理6 d,分化率达46.67%,再生苗伸长生长良好;较适宜的生根培养基为添加3 mg·L^-1 IBA的1/2 MS培养基,生根率为55%,根较粗,其中部分根长有侧根。试管苗移植到混合基质中,成活率为83.33%。本研究初步建立了马来甜龙竹种胚培养增殖芽芽尖再生体系,为马来甜龙竹遗传转化体系的研究和应用奠定了基础。     

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。     

匍匐型地被菊再生及遗传转化体系的建立

为构建有效的地被菊再生和遗传转化体系,本研究以匍匐型地被菊雨花落英叶片为外植体,研究不同苗龄和激素配比对叶盘再生的影响;通过农杆菌介导法将外源基因导入野生型植株中,研究预培养、延迟培养、抗生素浓度等遗传转化条件对转化效率的影响。结果表明,雨花落英叶盘转基因最适再生条件为,以苗龄为30 d的组培苗幼嫩叶片为外植体,设置再生培养基配方为MS+6-BA 1.5 mg·L^-1+NAA 0.8 mg·L^-1,此时再生率高达91.11%,平均芽数为5.90;最优遗传转化组合为预培养2 d,侵染5 min,共培养2 d,延迟培养5 d,之后进行选择培养。羧苄青霉素在延迟培养阶段最适抑菌浓度为400 mg·L^-1;潮霉素叶盘筛选的最适选择压为8~10 mg·L^-1,生根筛选最适浓度为11 mg·L^-1;培养后期加入6-KT可以有效提高抗性芽的再生率;调节6-BA浓度为1.0 mg·L^-1,蔗糖浓度为40 g·L^-1,可以将得到的玻璃化苗转化为正常苗。分子鉴定结果表明,15株抗性苗中有10株阳性苗,阳性苗概率为67%;与野生型植株相比,9个株系的CmERF12基因均受到了明显的抑制表达。本研究建立了地被菊雨花落英再生和遗传转化体系,为进一步进行基因功能研究和遗传改良奠定了一定的理论基础。     

欧洲缬草不定根悬浮培养及其有效成分的测定

为高效生产欧洲缬草有效成分,通过分析培养基pH值、碳源、糖浓度、盐浓度、总氮(N)浓度、总磷(P)浓度等因素对其不定根悬浮培养生长的影响,确定欧洲缬草不定根悬浮培养的适宜条件,并测定在该培养条件下不定根的生长状况,同时比较正常不定根、褐化不定根、无菌苗根中缬草三酯、乙酰缬草三酯和缬草烯酸3种有效成分的含量。结果表明,欧洲缬草不定根的最佳培养条件为2倍大量元素浓度、48.46 mmol·L^-1总N浓度、1.5 mmol·L^-1总P浓度的RCM培养基,添加40 g·L^-1蔗糖、0.5 mg·L^-1 萘乙酸(NAA),pH值5.7,温度25±2℃,转速100 r·min^-1暗培养,28 d后收获。最佳培养条件下的欧洲缬草正常不定根中缬草三酯、乙酰缬草三酯、缬草烯酸的含量均最高,分别为7.222、0.355、4.016 mg·g^-1,褐化不定根中成分含量显著降低,无菌苗根中成分含量最低。本研究结果可为欧洲缬草不定根及其有效成分的规模化生产提供参考。     

锶对菠菜幼苗生长、光合和抗氧化酶活性的影响

为探究锶对植物生长生理的影响,以菠菜幼苗为试验材料,研究不同浓度(0、0.1、0.5和2.5 mmol·L^-1)锶处理对菠菜幼苗的叶片鲜重、叶片锶浓度、光合指标和抗氧化酶活性的影响。结果表明,0.1 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长和各项生理指标均未产生明显影响,叶片锶浓度在35 mg·kg^-1左右。0.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长表现为先促进后抑制;处理20 d后,抗氧化酶活性明显上升,丙二醛(MDA)、净光合速率(Pn)和叶片鲜重相较于对照组分别增加了24%和降低了15%、10%,叶片锶浓度达到318.33 mg·kg^-1。2.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理下,植株生长受到明显抑制,抗氧化酶系统的响应更为强烈,处理20 d后MDA增加了68%,Pn和叶片鲜重分别降低了30%和48%,叶片锶浓度达到857.51 mg·kg^-1。综上,低浓度锶处理对菠菜生长未产生明显影响,但随着锶处理浓度的增加和胁迫时间的延长,植物生长受到的胁迫作用加剧。本研究为明确锶对菠菜生长生理的调控机理提供了理论依据。     

盐胁迫下表油菜素内酯对沟叶结缕草愈伤组织生长和再生的影响

表油菜素内酯(EBL)在促进植物生长发育及提高植物抗逆性方面发挥着重要作用。本研究以沟叶结缕草[Zoysia matrella (L.) Merr.]胚性愈伤组织为材料,采用不同浓度NaCl进行盐胁迫处理,并在不同盐胁迫下加入不同浓度的EBL,分析EBL对沟叶结缕草愈伤组织生长和再生,以及愈伤组织和再生植株叶片中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧岐化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,当NaCl浓度≥0.6%时,沟叶结缕草愈伤组织生长受到抑制;当NaCl浓度≥0.4%时,沟叶结缕草愈伤组织再生受到抑制。在盐胁迫下,加入0.05 mg·L^-1EBL对愈伤组织生长的促进效果最显著,加入0.02 mg·L^-1EBL对愈伤组织再生的促进效果最显著。当NaCl浓度为0.6%时,经0.05 mg·L^-1 EBL处理,沟叶结缕草愈伤组织的直径增长率升高51.74%,鲜重增长率升高49.73%;当NaCl浓度为0.4%时,经0.02 mg·L^-1EBL处理,愈伤再生成苗数提高38.14%,根长≥5 mm数提高20.12%。本研究获得了耐盐性更强的沟叶结缕草植株,表明离体条件下添加EBL可有效缓解盐胁迫,促进沟叶结缕草愈伤组织的生长和再生。该研究结果为沟叶结缕草更广泛地应用于盐碱地改良提供了基础依据。