狗蔷薇RcKN1基因的克隆及功能分析

Class-Ⅰ KNOX(KNOX1)基因是真核生物中高度保守的同源盒转录因子,在植物的器官和胚胎发生中起着重要作用。本研究从狗蔷薇(Rosa canina L.)的类原球茎中克隆出了其同源基因,通过对其编码的蛋白质序列比对和系统发育分析,认为其属于KNOX1 在狗蔷薇中的同源基因;该基因全长 1 509bp,其中编码区 1 185 bp,编码 395 个氨基酸,将其命名为 RcKN1 基因 (GenBank 登录号:JN998201)。RT-PCR分析表明,其在叶芽、花芽、类原球茎等幼嫩的器官中表达;进一步构建了组成型表达载体并导入烟草(Nicotiana tabacum L.)中分析其功能,转基因烟草出现了叶片浅裂、叶脉紊乱、叶片基部歪斜、叶片皱缩甚至类似于复叶的叶片等多种表型。研究结果表明,RcKN1 基因在植物发育中起着重要作用,是研究叶片发育机理和培育叶型奇特的花卉新品种有价值的目的基因。     

UV-B辐射对植物生长发育的影响及其应用价值

紫外线-B (UV-B)是影响植物生长发育的重要环境压力因子。UV-B辐射强度变化对植物生态系统造成的影响,已成为国内外研究热点。本文从UV-B辐射对植物形态发育、光合作用、次生代谢和抗氧化系统以及遗传物质的影响等方面,对国内外研究现状进行了简要述评。对UV-B辐照调节植物形态发育、改善植物品质、提高果实保鲜能力、增强植物抵抗生物胁迫能力和诱变育种的机制及其应用前景进行了深入探讨与展望。     

60Coγ辐照与NO复合处理对杂交石斛类原球茎生长和生物碱合成的影响

以杂交石斛类原球茎为材料,硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为NO的供体,研究了60Coγ辐照和SNP复合处理对石斛悬浮培养类原球茎的生长和生物碱合成的影响.结果表明,60Coγ和SNP单独或复合处理都能促进类原球茎生物碱的合成,且复合处理对石斛类原球茎生物碱的合成有一定的累加效应,但类原球茎生长减缓.适宜的复合处理组合为0.1mmol/L SNP+10Gy60Coγ辐照,此时类原球茎生物碱含量高达0.0676%,与各因素单独处理差异显著,单位培养基生物碱产量为对照组的6.35倍.NO抑制剂L-NAME和cPTIO均能抑制各处理组合对类原球茎生物碱合成的促进作用.复合处理影响类原球茎抗氧化酶POD、SOD、CAT活性,从而调控石斛类原球茎生长和生物碱合成.     

60Co γ辐照与NO复合处理对杂交石斛类原球茎生长和生物碱合成的影响

摘要：以杂交石斛类原球茎为材料,硝普钠（sodium nitroprusside, SNP）为NO的供体,研究了60Co γ辐照和ＳＮＰ复合处理对石斛悬浮培养类原球茎的生长和生物碱合成的影响。结果表明,60Co　γ和ＳＮＰ单独或复合处理都能促进类原球茎生物碱的合成,且复合处理对石斛类原球茎生物碱的合成有一定的累加效应, 但类原球茎生长减缓。适宜的复合处理组合为01mmol/L SNP+10Gy60Co γ辐照,此时类原球茎生物碱含量高达00676%,与各因素单独处理差异显著,单位培养基生物碱产量为对照组的635倍。NO抑制剂L NAME和cPTIO均能抑制各处理组合对类原球茎生物碱合成的促进作用。复合处理影响类原球茎抗氧化酶POD、SOD、CAT活性,从而调控石斛类原球茎生长和生物碱合成。     

低磷条件下植物根系形态反应及其调控机制

磷是植物必需营养元素之一,土壤中磷有效性低,限制作物生长发育。磷肥施用量逐年增加,但是磷矿资源面临耗竭。植物根系形态变化对于植物适应低磷胁迫,提高植物对土壤磷的吸收利用具有重要意义。本文从植物根系构型、根冠比、初生根、根毛、侧根等方面综述了植物适应低磷胁迫的根系形态变化特征。低磷条件下,植物根系构型发生改变,普遍抑制主根生长,刺激侧根发育起始与伸长,诱导根毛形成。同时,分析了转录因子、植物激素、蔗糖以及关键基因等对低磷条件下植物根系生长发育的生理与分子调控机制,低磷胁迫下转录因子ZAT6和MYB62参与调控初生根生长,BHLH32和PHR调控根毛形成发育,WRKY75对侧根发育有抑制作用。研究表明,在低磷条件下,赤霉素、细胞分裂素、生长素和乙烯对初生根发育起着调控作用,而根毛的生长发育与赤霉素、生长素和乙烯有关,侧根发育过程中生长素作用明显。一些基因如LPR1、LPR2、LPR3以及PDR2参与调控低磷胁迫下植物初生根的发育。低磷胁迫下光合产物蔗糖对植物根毛和侧根发育有影响。     

狗蔷薇类原球茎遗传转化体系的建立

在本实验室建立的狗蔷薇（Rosacanina）类原球茎（PLB）再生途径基础上,以类原球茎为转化受体,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens,GV3101菌株）介导法,通过评价类原球茎GUS基因瞬时表达率,采用正交试验设计优化狗蔷薇遗传转化条件,建立遗传转化体系。最佳转化条件为：用OD600值为0．6的农杆菌菌液侵染狗蔷薇类原球茎30min,然后在含有100μmol／L乙酰丁香酮的MS培养基上共培养2d,利用此优化的转化系统,经组织化学染色及PCR检测获得了转GUS基因阳性植株。     

植物SWEET蛋白的结构与分类及功能研究进展

植物SWEET蛋白是一类重要的转运蛋白,研究其生理生化功能,有助于分子辅助育种,缩短育种年限。本文基于文献资料,梳理归纳了近年来国内外的植物SWEET蛋白的结构、分类、转运底物和功能方面的相关研究进展,阐述表明SWEET蛋白是植物中广泛存在的一类糖转运体,既能转运单糖又能转运蔗糖,属于Mt N3家族。不同植物间的SWEET蛋白具有一定的保守性,根据亲缘关系SWEET家族可以分为四类。植物SWEET蛋白是位于膜系统上,参与糖分的跨膜转运,在植物生长发育及逆境胁迫中均有不同程度的调控作用,如调控花蜜的分泌、花粉的营养、灌浆期种子的发育、果实发育、植物抗逆性和抗病性等。然而不同植物的SWEET蛋白转运底物和调控功能不同,目前仅在拟南芥等少数植物中研究较为深入。     

NO对石斛类原球茎内源激素水平及生物碱积累的影响

以杂交石斛类原球茎为材料,硝普钠（SNP）为NO的供体,研究了SNP处理对石斛类原球茎的内源激素水平及生物碱积累的影响。结果表明,SNP处理促进了类原球茎生物碱的积累,处理组类原球茎的生物碱含量比对照提高了41.89%,但类原球茎生长受到一定的抑制; SNP处理刺激类原球茎内源激素水平升高,同时苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性显著增强,从而调控石斛类原球茎生物碱的积累;通径分析表明,多种内源激素通过相互作用调控石斛类原球茎生物碱的积累,水杨酸（SA）对生物碱含量的直接正效应排在首位。     

叠氮化钠诱变对离体蝴蝶兰类原球茎生理的影响

以2、4、6和8mmol/L的叠氮化钠浸泡6h处理蝴蝶兰类原球茎后进行组织培养,测定了处理组和对照的蝴蝶兰类原球茎中脯氨酸、丙二醛和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活力。结果表明,经叠氮化钠处理的类原球茎中的超氧化物歧化酶活力、脯氨酸和丙二醛含量均有上升,而过氧化氢酶活力与可溶性糖含量均有下降,并呈现浓度梯度效应。叠氮化钠诱变的半致死剂量介于4～8mmol/L之间,其中4mmol/L的叠氮化钠对蝴蝶兰类原球茎生理损伤较小,因此认为4mmol/L的叠氮化钠是诱变蝴蝶兰类原球茎较为合理的浓度。     

植物生长调节剂在植物体细胞胚发生中的应用

合理应用植物生长调节剂是成功诱导体细胞胚的决定因素,也是影响体细胞胚高频率发生的主要因素。本文从生长素类、细胞分裂素类、赤霉素、脱落酸以及各类植物生长调节剂间组合使用等几个方面综述了外源植物生长调节剂在体细胞胚发生中的应用进展,为植物体细胞胚的诱导提供了一定的参考价值。     

蝴蝶兰类圆球茎的化学诱变试验

用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(NaN3)对蝴蝶兰类圆球茎(PLB)作不同时间处理。结果显示:EMS和NaN3均可使部分PLB白化或褐化并逐渐致死。0.4%EMS接近PLB半致死剂量。PLB切片观察发现:用EMS和NaN3处理均可使细胞体积增大,细胞形状改变,细胞质浓缩。较高浓度NaN3处理的PLB细胞中出现晶体物质、双核、畸形核和核仁丢失等现象。较高浓度EMS处理的PLB细胞中出现微核、畸形核、多核、核破裂和核仁丢失等现象。同浓度的同种诱变剂随处理时间的增加材料的变异程度有增大趋势,但不很显著。EMS比NaN3的诱变处理效果好。0.5%EMS可作为创造蝴蝶兰PLB突变体的参考浓度。     

Ca^2＋、ABA预处理蝴蝶兰类原球茎的脱水保护系统比较及信号传导关系

CaCl2和ABA溶液及两者联合分别预处理蝴蝶兰类原球茎（PLB）后脱水,对比PLB脱水前后的成活率、脱水保护系统指标变化及Ca^2＋与ABA信号传导关系。结果表明,CaCl2和ABA溶液及两者联合预处理均能明显提高PLB脱水后的成活率。CaCl2和ABA溶液对可溶性糖、蔗糖、还原糖、SOD和总抗氧化能力有相同的效应趋势,对可溶性蛋白、热稳定蛋白含量及POD、CAT活性的作用趋势有所差异。ABA溶液提高PLB耐脱水性的能力被胞质Ca^2＋螯合剂BAPT～AM和钙调蛋白拮抗剂氯丙嗪所削弱,Ca^2＋预处理提高PLB耐脱水能力被ABA合成抑制剂环丙嘧啶醇削弱。在蝴蝶兰PLB的耐脱水性诱导中,Ca^2＋和ABA具有基本相同的生理生化基础,在信号传递中两者互相关联,CaCl2取代ABA用于提高PLB耐脱水性是可行的。     

不同脱水条件下蝴蝶兰类原球茎的失水程度与耐脱水性

为了解蝴蝶兰类原球茎(PLB)耐脱水性规律,本研究通过取一定数目、鲜重的PLB样品分别经不同相对湿度或时间脱水后进行相关测定,结果表明经相对湿度52%下脱水2d的PLB含水率13.31g/gdw(脱水重/鲜重比值40.62%)是质膜损伤和胁迫致死的临界含水率。虽然不同脱水条件使材料达到接近的含水率,但较高湿度脱水对PLB组织细胞伤害较小。相较于含水率指标,PLB脱水重/鲜重比值与相对电导率、成活率有良好的线性关系。进一步的研究表明PLB脱水处理前用水浸泡不能明显提高脱水后的PLB脱水重/鲜重比值,但能明显提高成活率。从实验结果我们可以得出,慢速脱水蝴蝶兰PLB可减轻脱水损伤,降低脱水损伤对PLB起始含水率的敏感性;采用PLB脱水重/鲜重比值替代含水率表示材料失水程度是可取的。     

浅论水土保持生态建设中的生态自然修复

在任何自然环境下都会有相应的植物来生存 ,逐步形成植物群落 ,并由低级向高级逐步演替 ;环境对生长的植物进行适应性选择 ,适应该环境条件的植物能够繁衍、演替 ,不适应的就被淘汰 ,这是生态自然修复的理论基础。水土保持林草植被建设就是一个人工植物群落的形成过程 ,必须注意生态自然修复与人工治理相结合 ,包括以下几个步骤 :一是裸地成因及类型分析 ,二是植物种的选择 ,三是适时加大人工干预力度 ,促进进展演替。     

天然植物提取物在果蔬保鲜中应用研究进展

农产品采后保鲜始终是关系到农业可持续发展的重要问题，采用天然植物提取物对果蔬进行保鲜可以减少化学合成杀菌剂对人类健康的不良影响，并有效防止植物病原菌的抗药性。能够应用到果蔬贮藏保鲜中的天然植物提取物主要是天然香辛料和部分中草药, 其提取物对果蔬贮藏保鲜过程中的主要病原菌具有较强的抑制作用。天然防腐保鲜剂的活性成分大多是挥发性精油，主要通过作用于微生物的细胞膜或者能量代谢途径达到抗菌效果。天然植物提取物在果蔬保鲜中的主要应用方式有浸蘸、熏蒸、喷洒或与保鲜纸及涂膜剂等载体相结合，但目前尚缺乏成熟的产业化应用技术。发展植物源果蔬保鲜剂的未来研究应集中于确定植物提取物的活性成分与构效关系，以及产业化应用的系统工程技术。     

植物精油在食品防霉保质中应用的研究进展

食品在保藏、运输过程中,极易受到微生物污染而引起腐败变质,亟需有效的抑菌防腐措施。植物精油作为天然抑菌剂,具有易挥发、可降解、低残留、低毒性、环境友好的特点,已成为食品行业研究开发的热点。本文综述了植物精油的来源和活性成分、抑制真菌生长、抑制真菌毒素产生及其在食品保藏中的应用现状,以期为进一步开发与利用植物精油作为天然抑菌剂和食品保鲜剂提供参考。     

Plant parasitic nematodes and spatio-temporal variation in natural vegetation

In this paper, the possible role of plant parasitic nematodes as a driving force of change in natural vegetation is analysed using the succession at coastal foredunes as a model. In pot trials, when grown in natural substrates from mature stands, seedlings of dominant foredune plants showed poor growth when compared to sterilised substrates. In natural substrates from preceding stages, growth reduction was far less, or even non-significant. Chemical soil treatment with nematicides resulted in enhanced growth of the seedlings. Inoculation of ectoparasitic nematodes reduced plant growth, but only at densities much higher than those occurring in control pots with unsterilised field soil. Identification at species level showed that endoparasitic nematodes are specifically associated with particular plant species. Therefore, it is hypothesised that the distribution of endoparasitic nematodes may be an important factor leading to the specific nature of soil pathogen complexes in coastal foredunes. We discuss the role of endoparasitic nematodes as possible key species in soil communities and compare the possible effects of specific vs. generalistic plant parasitic nematodes in soil communities on vegetation processes.     

黄土丘陵沟壑区退耕还林工程对植被恢复影响的研究--以陕西吴旗县为例

在对吴旗县乔木林、灌木林和草原群落野外调查的基础上，对其植被恢复及植被恢复与水土流失的关系进行了定量分析，结果表明，在吴旗县这样的自然地理条件下，通过退耕还林、封山禁牧，植被完全可以得到恢复，完全可以控制水土流失的发生。在自然恢复初期，植物群落将以草原地带性植被为主，并可以恢复到稳定阶段。三种植被群落在植物多样性方面差异并不大，草原群落的物种多样性和群落均匀度要略小于乔木林和灌木林群落。     

基于Sentinel-1雷达影像的玉米倒伏监测模型

在玉米发生倒伏灾害后,为定量监测区域尺度下的玉米倒伏程度,该研究以2017年8月8日因强风和强雨造成大面积玉米倒伏的小汤山国家精准农业研究示范基地作为研究区,提取倒伏前后Sentinel-1A雷达影像的多种强度信息,与实测倒伏样本关联分析,筛选出玉米倒伏前后最佳敏感后向散射系数。采用自然高与植株高的比值作为倒伏程度评价指标并构建比值公式,最终得到倒伏监测模型。结果表明,倒伏前后玉米植株高度的最优敏感后向散射系数分别为σVH和σVV+VH。32个建模点的实测差值结果与模拟差值结果的R~2为0.896(P0.01)。15个检验样本点和总样本点的倒伏程度分类准确度均达到100%。模型求解的自然高与植株高的比值与实测的比值总体相关性达到0.899。其中,中度倒伏类型的相关性最好,严重倒伏次之,轻度倒伏最差。该研究结果表明,在倒伏发生后,基于Sentinel-1A雷达后向散射系数构建的倒伏监测模型能在区域尺度下有效的实现玉米倒伏程度的分级监测。