缺铁胁迫对4种苹果砧木幼苗生理特性的影响

[目的]在供试的苹果砧木中筛选出铁高效基因型,以矫治钙质土壤上苹果的缺铁黄化症.[方法]通过溶液培养,研究4种苹果砧木幼苗在缺铁胁迫下的与铁代谢相关的根际pH值、根系Fe3+还原酶活性、叶绿素含量和叶片铁含量等若干生理生化指标.[结果]在缺铁胁迫下,4种苹果砧木幼苗的根际酸化能力从低到高依次为:平邑甜茶＜新疆野苹果＜八棱海棠＜黄太平.八棱海棠幼苗根系的Fe3+还原力最强,平邑甜茶和新疆野苹果次之,黄太平最弱.在缺铁胁迫下,黄太平叶片黄化程度最高,新疆野苹果和平邑甜茶次之,八棱海棠最低.营养液缺铁处理对八棱海棠叶片中有效铁含量的影响最小.[结论]在水培缺铁胁迫条件下,相对新疆野苹果、平邑甜茶和黄太平而言,八棱海棠表现出较强的抗缺铁特性,是一个较理想的铁高效苹果砧木基因型.     

不同苹果砧木在水分胁迫下的生理响应

为研究不同苹果砧木在水分胁迫下的生理响应,本试验利用水培方式比较各砧木实生苗在PEG6000胁迫前后其叶绿素含量、脯氨酸含量和丙二醛含量的变化。结果表明,水分胁迫情况下,9份苹果砧木叶片的叶绿素含量均呈下降趋势,毛山荆子109叶绿素含量下降幅度最大,达到51.66%,其它8份材料下降幅度相对较小,下降幅度在2.07%-15.08%;苹果砧木叶片的游离脯氨酸含量均增加,增加量在34.79 ug/g-788.96 ug/g之间,增幅12.00%-586.78%;丙二醛含量均大幅度上升,上升幅度达到17.14%-121.72%,由小到大依次为平邑甜茶<毛山荆子1012<湖北海棠<毛山荆子109<丽江山荆子<八棱海棠<花红<青砧2号<西府海棠     

两种苹果砧木根系水力结构及其PV曲线水分参数对干旱胁迫的响应

研究干旱胁迫对平邑甜茶(Malus hupehensis)和楸子(Malus prunifolia)根系水力结构及其PV曲线水分参数的影响。设定正常与干旱2种水分处理,对2种苹果砧木进行氯化汞-巯基乙醇处理和压力室-容积(PV)曲线测定试验,并利用高压流速仪(HPFM),测定平邑甜茶和楸子根系水力结构。结果表明:随着水分胁迫的加重,平邑甜茶和楸子的根系导水率、根系叶比导水率、根系茎比导水率出现减少趋势。在适宜水分和重度干旱条件下,平邑甜茶根系叶比导水率分别为楸子根系叶比导水率的95%和92%,平邑甜茶根系茎比导水率分别为楸子根系茎比导水率的52%和62%,楸子与平邑甜茶相比在根系茎比导水率和根系叶比导水率上出现增加趋势。干旱胁迫可能会导致水通道蛋白的活性受到抑制,致使其根系导水率出现降低,继而导致了地上部分气体交换受到影响。严重干旱时,楸子与平邑甜茶相比可能具有更大的水孔蛋白表达量来抵御干旱胁迫。在2种水分条件下,楸子的初始质壁分离时的渗透势(ψs^tlp)、饱和含水时的渗透势(ψs^sat)、初始质壁分离时的相对水含量(RWC^tlp)、初始质壁分离时的相对渗透水含量(ROWC^tlp)、组织细胞总体弹性模量(ε'')值与平邑甜茶相比较均处于较低水平,束缚水含量(Va)值处在较高水平。对PV曲线水分参数进行隶属函数综合评价得出的Δ值为楸子大于平邑甜茶,平邑甜茶和楸子之间b值差异不明显。在适宜水分和重度干旱条件下楸子所体现出的输水策略优于平邑甜茶。PV曲线水分参数同苹果砧木根系的水力结构一样能够随着植物所处的环境做出相应的调整。对于PV曲线水分参数研究发现,楸子在膨压保持方面与平邑甜茶相比,其抗旱性优于平邑甜茶。     

多胺含量及精胺和亚精胺对盐胁迫下平邑甜茶膜脂过氧化的影响

以一年生平邑甜茶幼苗为材料,在水培条件下研究了盐胁迫下平邑甜茶叶片内源游离态多胺、丙二醛（MDA）含量的变化以及外源多胺和多胺合成抑制剂对它们的影响。结果表明：盐胁迫下平邑甜茶叶片中MDA含量显著增加,精胺（Spm）和亚精胺（Spd）含量明显降低,腐胺（Put）含量显著增加,（Spd＋Spm）/Put显著降低,多胺总量...     

水分胁迫诱导平邑甜茶叶片衰老期间内肽酶与活性氧累积的关系

 在水分胁迫下,平邑甜茶叶片3种不同底物内肽酶活性的变化可分为缓升期和速升期,分别对应于叶绿素含量的缓降期和速降期。水分胁迫使平邑甜茶叶片SOD活性先升后降, ASA含量大幅度降低, O2-·、H2O2、1O2含量增高,膜脂过氧化产物 MDA含量大幅度增加,且 Chl、O2-·、H2O2、1O2、MDA上升和下降的幅度与内肽酶活性的降低均呈显著相关。表明水分胁迫下活性氧代谢失调而累积的活性氧(O2-·、H2O2、1O2)导致内肽酶活性大幅度上升。     

干旱胁迫对平邑甜茶不同生长时期氮素吸收利用的影响

为研究干旱胁迫对苹果砧木平邑甜茶不同生长时期N素吸收利用效率的影响,以1年生盆栽平邑甜茶为材料,设置干旱胁迫和对照2组处理,其中干旱胁迫是在施肥前对平邑甜茶提前2周控水,保持盆土45%～55%田间最大持水量;对照正常供水,保持盆土75%～85%田间最大持水量。以¹⁵N标记的尿素为N源,分别于4月10日、5月10日、7月10日和9月10日4个生长时期施1.0 g ¹⁵N标记的尿素,分析干旱胁迫对平邑甜茶4个生长时期的植株N含量、各器官肥料N的百分率(N_dff)、¹⁵N分配率、利用率以及N素转运代谢相关基因表达量的影响。结果表明：1)与对照相比,4个生长时期中,干旱胁迫均降低平邑甜茶植株N含量、各器官对N的吸收转运能力以及N素利用率,其中在7月生长期降低的最显著,植株N含量降低27.0%、根、茎、叶的N_dff值分别降低23%、35%、40%、N素利用率降低42%。2)干旱胁迫下平邑甜茶各器官氮素分配由地上部分向地下部分转移,优先供应植株生长中心。3)干旱胁迫下平邑甜茶根系对N素吸收...     

干旱胁迫对新疆野苹果及平邑甜茶生理生化特性的影响

 【目的】研究干旱胁迫能否诱导新疆野苹果和平邑甜茶发生细胞程序性死亡。【方法】采用20%聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱处理苹果属植物平邑甜茶（Malus hupehensis pamp Reld.）和新疆野苹果（M. sieversii (Ledeb) Roem.）。【结果】NBT染色结果表明，平邑甜茶叶片在处理1 d后开始有染色斑出现，4 d后叶片几乎被全部染色；新疆野苹果叶片在处理3 d后开始有染色斑出现，7 d后叶片几乎被全部染色。叶片萎蔫情况观察可以看出：平邑甜茶在处理3 d后开始萎蔫， 4 d后叶片干枯、整个植株死亡；新疆野苹果在处理6 d后开始萎蔫，7 d后整个植株死亡。两个苹果种的叶片相对电导率随处理时间的延长逐渐上升；平邑甜茶在处理3.5 d后相对电导率增幅明显加大，而新疆野苹果在处理6 d后才明显增大。平邑甜茶在处理后DNA和RNA含量就开始明显下降，而新疆野苹果下降速度缓慢。【结论】0.1% NBT染色、相对电导率测定、DNA含量和RNA含量测定等生理生化指标不仅可以作为鉴定苹果属植物在水分胁迫条件下发生细胞程序性死亡的指标，而且可以作为衡量苹果属植物抗旱性及衰老的参考指标。     

水分胁迫诱导平邑甜茶叶片衰老期间内肽酶活力的变化及其生化特性研究

 平邑甜茶叶片在水分胁迫下内肽酶活力的变化可分为低值缓降期和速升期 ,对应于叶绿素含量缓降期和速降期 ,用激活剂和抑制剂处理。结果表明 ,水分胁迫引起叶片老化过程中存在 3种以上的内肽酶 (巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶 ) ,而在蛋白质降解中起主要作用的是巯基蛋白酶。以牛血红蛋白、酪蛋白为底物时 ,最适 pH为 5 .2 ;以Rubisco为底物时 ,最适pH为 4 .8。这表明水分胁迫在平邑甜茶叶片衰老过程中起主要作用的是酸性蛋白水解酶 ;3种底物内肽酶的最适温度均为 4 5℃。另外 ,用不同浓度放线菌酮、激素、H2 O2 处理的试验表明 ,放线菌酮和BA可抑制内肽酶的活性 ,而ABA和H2 O2 可促进内肽酶活力的提高。     

水分胁迫下外源甜菜碱对桃叶片光合作用的影响

笔者研究了水分胁迫下叶面喷施甜菜碱对桃叶片光合作用的影响。结果表明,水分胁迫前期光合速率下降与气孔因素有关,后期光合速率下降与非气孔因素有关。对桃叶片喷施一定浓度的外源甜菜碱可以提高胁迫前期的净光合速率;这可能与甜菜碱处理提高SOD的活性,保持较低的超氧阴离子自由基生成速率和MDA含量,减轻干旱对树体伤害有关。     

一氧化氮对铜、镉胁迫下平邑甜茶幼苗活性氧代谢的影响

利用一氧化氮供体硝普纳（sodium nitroprusside,SNP）,研究了一氧化氮对铜、镉胁迫下平邑甜茶幼苗的活性氧代谢的影响。结果表明：在200μM的CuCl2或CdCl2处理下,25～200uM的SNP能够提高平邑甜茶幼苗根系和叶片的SOD,POD活性,降低根系和叶片的超氧阴离子（O-2）产生速率及丙二醛（MDA）含量,表明适当浓度的一氧化氮可以通过提高部分抗氧化酶活性来缓解铜、镉胁迫对平邑甜茶幼苗的伤害。     

平邑甜茶与M_7离体叶片不定芽再生的研究

以苹果砧木平邑甜茶(Malus hupehensisRehd)和M7(Malus pumila Var.ParadisiacaSchneid)的组培苗叶片为材料,研究了暗培养、接种方式和植物生长调节剂对叶片不定芽再生的影响。结果表明,适合二者叶片不定芽再生的最佳暗培养时间是14d。平邑甜茶叶片以远轴面向下接触培养基再生效果好,叶片接种方式对M7叶片不定芽再生无显著影响。适合平邑甜茶叶片不定芽再生的最佳培养基是MS+6-BA2.0mg/L+IBA0.1mg/L,再生率达93.3%。适合M7叶片不定芽再生的最佳培养基是MS+6-BA4.0mg/L+IBA0.3mg/L,再生率达96.7%。适合平邑甜茶新梢伸长的最佳培养基是MS+6-BA0.3mg/L+IBA0.03mg/L+GA30.5mg/L,适合M7新梢伸长的最佳培养基是MS+6-BA0.5 mg/L+IBA0.05mg/L+GA31.0mg/L。适合平邑甜茶生根的最佳培养基为1/2MS+IBA0.1mg/L,生根率为86.7%。适合M7生根的最佳培养基是1/2MS+IBA1.0mg/L,生根率为93.3%。     

平邑甜茶新根扩展蛋白基因MhEXP1的cDNA全序列克隆及表达

【目的】对平邑甜茶[Malus hupehensis（Pamp）Rehd. var pinyiensis Jiang]新根扩展蛋白基因进行克隆和表达分析,为揭示扩展蛋白在平邑甜茶根系生长发育中的功能打下基础。【方法】利用RT-PCR结合RACE技术克隆扩展蛋白同源基因,并通过Northern杂交研究其在不同器官中的表达情况及吲哚丁酸（IBA）的处理效应。【结果】成功地从平邑甜茶白色新根中获得了一个全长的扩展蛋白基因,命名为MhEXP1,GenBank登录号为DQ538346。MhEXP1 cDNA全长1 111 bp,含有771 bp的完整开放阅读框,编码257个氨基酸,预测分子量和等电点分别为27.8kD和8.9。序列分析表明,MhEXP1具有扩展蛋白的典型结构,即氨基酸序列N端有８个半胱氨酸残基,1个组氨酸（His-Phe-Asp,HFD）域,C末端存在4个保守的色氨酸残基。Northern杂交表明,该基因在平邑甜茶叶片中表达量很低,但在新根中大量表达并受IBA诱导,且随着IBA处理时间的延长表达量逐渐增加。【结论】成功地从平邑甜茶中克隆了一个全长的扩展蛋白基因MhEXP1,该基因在叶片中表达量很低但在新根中大量表达,并受IBA诱导;MhEXP1参与IBA调节的平邑甜茶根系生长发育。     

锌、铁对平邑甜茶磷、钾和钙分配的影响

 【目的】分析平邑甜茶锌铁浓度处理下磷、钾和钙的分配特性及相互关系,解释苹果树在锌铁处理下矿质元素间的平衡规律。【方法】以平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd）为试材,采用正交设计方案,通过溶液培养法培养幼苗,分析了不同锌铁供应水平下营养器官磷、钾和钙的浓度差异、转运系数及各元素之间的相关性。【结果】缺锌导致根中磷、钾和钙的浓度显著降低;茎和叶中钾浓度降低,磷和钙的浓度显著升高。高锌对磷、钾和钙在各器官中的浓度影响不显著。在铁处理中,高铁和低铁均使根系钙和磷的浓度降低,低铁使地上部的钙浓度升高。转运系数显示,低锌降低了钾向地上部的转运,高铁和低铁均降低钾向地上部的转运;提高铁处理浓度对磷向地上部转运具有显著的促进作用。相关性分析结果表明,根中锌浓度与磷、钾、钙呈极显著正相关性,磷和钙与锌在茎和叶中均呈负相关。【结论】低锌条件下,降低了钾向地上部的分配,促进磷和钙在地上部的累积;在根中磷、钾和钙的浓度降低。中锌和高锌处理下,提高铁的处理浓度,导致各器官钙浓度显著降低。     

缺锌苹果树有机酸与锌吸收分配的关系

【目的】研究缺锌大田富士苹果树、苹果幼树和苹果树常用砧木平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]幼苗有机酸与锌吸收分配的关系,探讨有机酸影响锌吸收分配的作用机理。【方法】采用盛果期苹果树大田栽培、两年生幼树砂培和平邑甜茶幼苗溶液培养法进行试验。【结果】萌芽期小叶病树根系R0-1.5、R1.5-3、R3-5和R5-15锌和有机酸浓度呈现高于正常树的趋势,盛花期二者的浓度呈现低于正常树的趋势,生理落果期小叶病树根系R0-1.5、R1.5-3、R3-5和R5-15锌浓度显著大于正常树。与正常树相比,有机酸浓度小叶病树R0-1.5和R1.5-3中下降,R3-5和R5-15呈现升高的趋势,小叶病树根系锌吸收利用和有机酸代谢运输节奏发生改变,大田和水培试验发现,苹果树根系有机酸的水平与锌水平有关。缺锌导致盆栽幼树吸收根有机酸含量的升高。与pZn2+10.7相比,水培平邑甜茶pZn2+11.3处理1d,根中锌浓度显著下降,根和茎中草酸和苹果酸的浓度升高了1.09-1.35倍,有机酸向根系的分配比例增加,根系锌吸收速率显著增加;处理20d,平邑甜茶植株中的锌浓度和有机酸浓度及叶中有机酸的分配比例均显著下降。【结论】缺锌改变了苹果根系锌吸收和有机酸的代谢运输节奏,促进了有机酸向地下部的分配,有机酸在促进锌吸收分配方面起重要作用。     

平邑甜茶叶片光合速率及叶绿素荧光参数对氯化镉处理的响应

 【目的】研究氯化镉处理对平邑甜茶叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)活性、光合速率影响及其相互关系,为进一步揭示镉伤害机理提供理论依据。【方法】平邑甜茶在含不同浓度氯化镉1/2 Hoagland营养液中培养30 d后,测定其叶片光合速率(Pn)、气孔导度、胞间CO2浓度和荧光参数等,分析氯化镉处理后这些参数间的关系。【结果】在氯化镉处理下,平邑甜茶叶片光合速率和气孔导度显著降低,胞间CO2浓度增加,300 μs时的叶绿素荧光强度(Fk)提高,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm,φPo)、用于电子传递的量子产额(φEo)、光化学性能指数(PIABS)以及有活性的反应中心的密度(RC/CS)明显下降,并且这些参数的变化幅度随着氯化镉浓度的增加而提高;通径分析显示,300 μs时的相对可变荧光强度(VK)及其可变荧光Fv占(J相的荧光强度Fj-O相的荧光强度Fo)振幅的比例(WK)对Pn的直接作用高于其它荧光参数。【结论】氯化镉使平邑甜茶叶片PSⅡ供体侧、受体侧和反应中心受到显著伤害,从而降低了PSⅡ活性和光合速率;在氯化镉处理下,VK和WK对Pn的直接作用比较大。     

根皮苷对平邑甜茶根系TCA循环酶的影响

【目的】研究平邑甜茶根系TCA循环对根皮苷的响应,为深入探讨根皮苷等酚酸类物质在苹果连作障碍中造成的伤害机理提供参考。【方法】以根皮苷和根皮苷﹢KMnO4(两者摩尔浓度比4﹕1)处理盆栽平邑甜茶植株,测定根系呼吸速率、TCA循环相关的9种酶活性、根皮苷的含量。【结果】4 mmol•L-1根皮苷处理抑制了根系基础呼吸速率,显著抑制了柠檬酸合酶(CS)、顺乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶 (ICDH)、琥珀酸硫激酶(SCS)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸酶(FUM)、苹果酸脱氢酶(MDH)的活性。根皮苷﹢KMnO4处理显著提高了CS、顺乌头酸酶、MDH活性,分别是对照的3.79倍、1.27倍、1.11倍;也不同程度地提高了SCS、ICDH、SDH和FUM活性。4 mmol•L-1根皮苷处理显著提高了α-酮戊二酸脱氢酶系(α-KGDH)和丙酮酸脱氢酶系(PDH)的活性,而根皮苷﹢KMnO4处理明显降低了α-KGDH和PDH的活性但仍明显高于对照水平。根皮苷﹢KMnO4处理土壤中根皮苷的含量显著低于根皮苷处理。【结论】4 mmol•L-1根皮苷抑制平邑甜茶根系呼吸速率,降低根系TCA循环7种酶活性,1 mmol•L-1 KMnO4能缓解上述不利影响。     

干旱对苹果属植物叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究干旱对苹果属植物砧木荧光参数的影响。[方法]以1年生抗旱能力较强的八棱海棠和抗旱性较弱的平邑甜茶实生幼苗为试验材料,采用营养液水培法培养幼苗,用20%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,对这2种幼苗根系进行处理。[结果]在干旱胁迫下,2个苹果属植物品种叶绿素荧光动力学曲线发生了明显变化,随着干旱胁迫时间的延长,八棱海棠和平邑甜茶的Yield、ETR、Fv/Fm、qP均下降,且随着水分胁迫的加强,降低越明显,F0上升,qN先上升后下降,但八棱海棠F0上升幅度比平邑甜茶小,而qN上升幅度比平邑甜茶大,说明八棱海棠PSⅡ抵御干旱的能力比平邑甜茶强。[结论]干旱胁迫不仅直接引发苹果属植物光合结构的变化,而且也影响光合电子的传递。     

部分湖北海棠种质的鉴定及亲缘关系分析

用17对SSR引物对来自鄂西地区的兴山、房县、竹溪、宣恩、鹤峰、建始以及山东临沂等地33份湖北海棠种质和2个苹果属近缘种进行了种质鉴定和亲缘关系分析.在33份湖北海棠中共扩增出121个等位基因,平均每个位点7.12个,平均多态性比率为98.3%;除GD15、GD162和Z71981外的14对引物中任意一对均可区分所有供试材料,在17个SSR位点上共检出供试33份湖北海棠试材分属6个基因型,表明湖北海棠种下存在较高的遗传多样性.此外,倍性检测结果表明所有供试材料均为三倍体基因型.     

平邑甜茶非共生血红蛋白基因GLB1的克隆、表达及转化研究

根据GenBank上苹果GLB1基因的EST序列设计引物,利用PCR技术克隆到平邑甜茶GLB1同源基因MhGLB1（GenBank注册号：GQ423619）,该基因包含一个477bp的开放阅读框,编码158个氨基酸,分子量为17．8ku。成功构建了35S：：MhGLB1正义表达载体,并对“S以12粉”番茄进行农杆菌介导的遗传转化。荧光定量PCR结果显示,MhGLB1在根、茎、叶中均有所表达,但在根中的表达量最高;NO3-和SNP处理能够诱导根中MhGLB1的表达。