干旱胁迫下外源褪黑素对小麦生长和光系统活性的影响

为了从光系统活性探讨褪黑素对干旱胁迫下小麦生长的调节作用,通过石英砂盆栽试验,设置对照（CK）、5 μmol·L^-1褪黑素处理、25 μmol·L^-1褪黑素处理、100 μmol·L^-1褪黑素处理、干旱胁迫处理、5 μmol·L^-1褪黑素+干旱胁迫处理、25 μmol·L^-1褪黑素+干旱胁迫处理及100 μmol·L^-1褪黑素+干旱胁迫处理,分析了根施褪黑素对干旱胁迫下小麦叶片生理和光合作用的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了小麦叶片的相对含水量、地上部生物量及光合效率,抑制了植株的生长,而干旱胁迫下25 μmol·L^-1褪黑素处理最为显著地增加了小麦叶片相对含水量、地上部生物量及叶绿素含量,并显著提高了小麦叶片的净光合速率、气孔导度、光系统Ⅱ（PS Ⅱ）的最大荧光、PS Ⅱ最大光化学效率、远红光适应下的最大P700改变量、光系统I（PSⅠ）的实际光能转换效率及PSⅠ供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量。相反,CO₂浓度和PSⅠ受体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量下降。蛋白免疫杂交分析表明,外源褪黑素处理可显著减少干旱胁迫下Lhca2蛋白含量的下降。由此表明,干旱胁迫下褪黑素可通过改变叶片的水分状况和提高叶片的光合能力来减轻干旱胁迫对小麦植株生长的抑制作用。     

外源褪黑素对铬（Cr6+）胁迫下小麦幼苗光合特性和养分吸收的影响

为明确褪黑素对铬（Cr⁶⁺）胁迫下小麦幼苗光合和养分吸收的调节作用,在水培条件下以豫麦51（铬敏感型）和扬麦16（耐铬型）为材料,分析了Cr⁶⁺胁迫下外源褪黑素预处理（100 μmmol·L_-1）后小麦幼苗光合和荧光参数及养分含量的变化。结果表明,Cr⁶⁺胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、气孔导度（G_s）和光系统 Ⅱ（PS Ⅱ）活性,导致光合速率（P_n）显著降低;Cr⁶⁺胁迫也显著减弱了根系对营养元素（N、P、K、Mg、Fe和Mn）的吸收和转运。外源褪黑素处理显著提高了Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗的P_n、G_s、叶绿素（a和b）含量、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、最大光化学效率（F_v/F_m）、光化学淬灭（qL）和电子传递能力（ETR）,增加了根系和叶片营养元素的含量。综合来看,外源褪黑素会促进Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗对养分的吸收与转运、气孔开放、CO₂传导、光能吸收和电子传递,从而缓解Cr⁶⁺对于小麦幼苗光合的抑制作用。     

盐胁迫下褪黑素对小麦种子萌发和幼苗生理特性的影响

盐碱地会严重影响小麦种子的萌发和幼苗的生长。为了探究褪黑素对盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响,研究了NaCl（100 mmol·L^-1）胁迫下不同浓度的褪黑素（5、50、100、150、250 μmol·L^-1）对小麦种子萌发、幼苗生长、光化学活性、叶绿素含量以及根细胞活力的影响。结果发现,100 μmol·L^-1褪黑素能够显著缓解NaCl胁迫对小麦种子萌发的抑制作用;100~150 μmol·L^-1褪黑素可明显改进盐胁迫下小麦幼苗的生长状况,显著缓解盐胁迫对PS （光系统）Ⅱ光化学活性的抑制和小麦幼根细胞死亡的发生;150 μmol·L^-1褪黑素显著促进了小麦叶片叶绿素合成。综合分析表明,施用外源褪黑素可有效缓解盐胁迫对小麦造成的萌发率、光化学活性、叶绿素含量下降、生长迟缓、根细胞死亡等不利影响,以100~150 μmol·L^-1褪黑素的缓解效果最为明显。     

壳寡糖对小麦早期生长生理的影响

为了阐明壳寡糖调节小麦早期生长发育的机理,以室内培养的方法研究了四种浓度的壳寡糖对小麦幼苗早期生长的影响,同时利用组化染色和分光光度计法分别检测了其对根尖和叶片中H₂O₂和O₂^-含量的影响。结果表明,1 μg·mL^-1壳寡糖可以显著促进小麦根和幼苗的生长,而10 μg·mL^-1壳寡糖则抑制其生长;壳寡糖对小麦幼苗叶片和根尖中的H₂O₂和O₂^-含量影响不同,在根尖中1 μg·mL^-1壳寡糖可以增加H₂O₂和O₂^-含量,10 μg·mL^-1壳寡糖可以增加H₂O₂含量而降低了O₂^-含量;在叶片中1 μg·mL^-1壳寡糖对H₂O₂和O₂^-无明显影响,10 μg·mL^-1壳寡糖可以降低H₂O₂含量而不改变O₂^-含量。壳寡糖对小麦幼苗叶片中的丙二醛和可溶性蛋白质含量影响不大。     

水分胁迫下玉米叶片光合的活性氧限制

玉米植株叶片在水分胁迫下,活性氧代谢平衡失调。随着胁迫强度的增加,O^-₂和H₂O₂大量产生,导致叶绿素氧化破坏。光合受抑在中度至重度胁迫时,非气孔因素中活性氧伤害起主导作用。抗旱杂交种抵御活性氧伤害的能力强于干旱敏感杂交种。     

60Co γ辐射小麦M3代种子和幼苗抗旱性的变异

为了探讨利用物理诱变技术创制小麦抗旱种质资源的可行性,采用⁶⁰Coγ射线辐射诱变小麦品种涡9722,用30%PEG6000溶液模拟干旱胁迫,对227个M₃代株行进行发芽试验和幼苗生长试验,测定发芽指标和幼苗的生长指标、生理指标。结果表明,发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、叶数、根数、主根长、根干重、地上部分干重、根冠比、根含水率、苗含水率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、叶绿素含量等15个指标在M₃代株行间差异极显著。以综合抗旱系数评价抗旱性,M₃群体株行抗旱性的变异倾向于正偏态分布,抗旱性低于亲本的株行占61.2％,高于亲本的株行占38.8％。以超过M₃群体株行综合抗旱系数均值±2×标准差筛选变异株行,有9个株行发生正向变异,其中株行176的综合抗旱性表现突出,抗旱萌发和抗旱生长的能力均较好。用类平均法对227个M₃代株行进行聚类,当遗传距离为1.59时,M₃代株行的抗旱性变异类型可分为6大类。     

高光、水分和盐胁迫下小麦光合特性和抗氧化酶系统的比较

为了解植物光合机构及抗氧化酶系统对高光、水分及盐胁迫的适应机制,比较分析了光强1 800 μmol·m^-2·s^-1、20% 聚乙二醇（PEG-6000）和0.3 mol·L^-1 NaCl处理下小麦叶绿素荧光以及抗氧化酶活性的变化。结果表明,与对照相比,高光胁迫、水分胁迫和盐胁迫下小麦叶片相对含水量、总蛋白含量以及叶绿素含量均下降,以水分胁迫效应最显著,盐胁迫次之。三种胁迫均显著降低了小麦叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSII最大光化学效率（F_v/F_m）及电子传递率（ETR）,而显著增加胞间CO₂浓度、非光化学淬灭（NPQ）、脯氨酸及可溶性糖含量,也以水分胁迫效应最显著。三种胁迫下小麦叶片内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫时间的延长呈现不同的变化趋势。其中,SOD活性在三种胁迫下均呈先升后降的趋势;POD活性在高光和水分胁迫下先升后降,而在盐胁迫下呈上升趋势;CAT活性在高光和盐胁迫下呈上升趋势,而在水分胁迫下呈下降趋势。以上结果表明,在三种环境胁迫中,水分胁迫给小麦带来的伤害最严重,盐胁迫次之,高光胁迫最轻。 此外,小麦抗氧化酶系统在高光胁迫、水分胁迫及盐胁迫下应答机制不同。     

外源MeJA对花后干旱胁迫下小麦光合特性的影响

为给外源茉莉酸甲酯(MeJA)在小麦抗旱栽培中的合理利用提供依据,以大面积推广的小麦品种周麦18为试验材料,用盆栽控水的方法模拟干旱胁迫,研究了外源MeJA对花后干旱胁迫下小麦光合特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了小麦旗叶叶绿素a、叶绿素b、叶黄素含量及气孔导度和蒸腾速率,提高了PSⅡ初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)及叶黄素循环组分(V+A+Z)含量和(A+Z)/(V+A+Z)值,导致光合速率（P_n）及PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）受到显著抑制,最终表现为叶片瞬时水分利用效率(WUE)和光能利用率(LUE)显著降低。干旱胁迫下喷施MeJA显著增加了叶黄素、β-胡萝卜素、(V+A+Z)含量及(A+Z)/(V+A+Z)值,从而使F_o和NPQ显著增大,缓解了干旱胁迫下强光对叶绿素产生的氧化破坏,而较低的叶绿素a/b也增强了小麦对弱光的利用效率。喷施MeJA能诱导叶片气孔适当关闭,减少了水分的散失,因而显著提高了灌浆中后期叶片P_n、F_v/F_o、F_v/F_m、Φ_PSⅡ,最终表现为WUE和LUE显著提高。这表明外源MeJA能增强小麦叶片光合系统在干旱胁迫下的稳定性,改善小麦光合作用。     

水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种光合及产量形成的影响

为了解水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种光合和产量的影响，以抗旱性不同的蒙燕1号和坝莜3号为材料，在拔节期和抽穗期采用防雨棚盆栽方式，测定分析了不同水分处理［重度胁迫（30%田间持水量（FWC））、中度胁迫（45%FWC），适度控水（60%FWC）和正常供水（CK，75%FWC）］下燕麦叶片叶绿素含量、气体交换速率、叶绿素荧光动力学参数、产量及其构成因素的差异。结果表明，两个燕麦品种叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量及叶绿素总含量、净光合速率、蒸腾速率、最大荧光、最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率、光化学猝灭系数均随着水分胁迫程度的加剧而下降，初始荧光与非光化学淬灭系数则呈上升趋势，且水分敏感品种坝莜3号的光合受抑制程度显著大于抗旱品种蒙燕1号。燕麦的光合特性和产量受水分胁迫影响的程度整体上表现为拔节期大于抽穗期。中度和重度水分胁迫下坝莜3号的每穗小穗数、千粒重均下降，而每穗秕粒数显著增加，减产13.9%～25.7%。蒙燕1号的产量在适度控水条件下未显著下降，且水分利用效率较高，而在中度和重度水分胁迫下每穗小穗数和穗粒数均显著降低，导致减产9.1%～23.5%，但其 F_v/F_m和叶绿素a/b值较高；在相同水分条件下蒙燕1号的产量显著高于坝莜3号。这说明在水分胁迫下抗旱性强的燕麦品种的光系统Ⅱ的损伤和光抑制较轻，光合同化能力较强，产量损失少。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

Analysis of nutritional components of eight famine foods of the Republic of Niger

In the western Sahel, indigenous plants become important staples when cereal harvests are inadequate to support populations inhabiting that region of Africa. The purpose of this study was to assess the nutrient content of several of these edible wild plants. The leaves of the following seven plant foods were analyzed: Ziziphus mauritiana, Cerathotheca sesamoides, Moringa oleifera, Leptadenia hastata, Hibiscus sabdarifa, Amaranthus viridi, and Adansonia digitata. The fatty acid, vitamin E, carotenoid, selected mineral and amino acid contents of these plant foods were determined. These same analyses were performed on the fruit of the Adansonia digitata. In quantitative and qualitative terms, Amaranthus viridis was found to be an excellent source of protein. Its amino acid composition compared favorably to that of a World Health Organization (WHO) protein standard. It also contained considerable amounts of the two fatty acids that are essential in humans (linoleic and -linolenic) and a number of minerals including iron, magnesium, calcium and zinc. The leaves of Hibiscus sabdarifa contained an appreciable quantity of protein the composition of which was comparable to the WHO standard. The mineral content of the leaves of this plant was also exceptionally high; noteworthy was its high zinc content. H. sabdarifa also contained significant quantities of the two essential fatty acids. Ziziphus mauritiana was an excellent source of the essential fatty acid linoleic acid and several of the metals including iron, calcium, magnesium and zinc. Its content of other essential nutrients, however, was rather low. In general, Adansonia digitata leaves were nutritionally superior to the fruit of the tree; however, the fruit did contain useful quantities of potassium, phosphorus, zinc and -linolenic acid. The Leptadenia hastata leaves were an especially good source of lutein and -carotene. These data should be useful to the people who inhabit the western Sahel in helping them devise healthy diets during times when cereal staples are in short supply.     

狗牙根诱变后代抗寒性评价

通过电解质外渗法和匍匐茎恢复试验对‘阳江’狗牙根及其12个通过形态鉴定选出的坪用价值高且花序密度低的诱变后代进行抗寒性鉴定。电解质外渗法结果表明:诱变后代间的抗寒性具有较大差异,其叶片半致死温度(LT₅₀)的变异范围为-7.6～-0.2℃(最低值与最大值相差7.4℃);参试材料抗寒性由强到弱依次为M18>M4>M26>M28> M22>阳江>M29>M31>M10>M37>M16>M1>M25,其中,有5个诱变后代抗寒性优于亲本,分别是M18、M4、M26、M28、M22。匍匐茎恢复实验结果表明:诱变后代M1、M22、M26、M31、M25在0℃和-5℃低温胁迫后的恢复生长率都高于亲本,恢复能力均优于亲本;M10、M37、M28在-5℃低温胁迫下,恢复生长能力低于亲本,抗寒性相对较弱,M16和M4在0℃和-5℃低温胁迫下,恢复生长率都低于亲本,抗寒性明显弱于亲本。综合2种方法鉴定结果显示:诱变后代M1、M25的恢复能力较强;M4、M28的叶片抗寒性较好,青绿期较长;M22、M18、M26的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较强;M29,M31的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力与亲本相似;M10、M16、M37的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较弱,整体抗寒性较弱。     

芦笋枯萎病病原鉴定

对造成福建省漳州市东山县的芦笋枯萎病病原菌进行分子鉴定,以期确定病原菌的属、种名,为防治该病害寻求理论依据。试验对分离纯化的病原菌核糖体DNA的ITS区进行测序,在Genbank中搜索其同源性并构建它们的系统发育树,结果表明：引起芦笋枯萎病的病原菌是镰刀属中的尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),且病原菌之间的同源性高达89%,遗传差异不显著。     

橡胶树丛枝病病原的抗血清制备与应用

以感染橡胶树丛枝病病原的长春花为材料,制备得到橡胶丛枝病病原菌抽提液,以抽提液为抗原免疫家兔,制备抗血清,经微量沉淀测定,抗血清效价为１：２０４８。应用橡胶丛枝病抗血清检测橡胶褐皮病,无症苗木检出率达３０％－３７％,可疑的褐皮病树检出率达８５．７％。     

蝉拟青霉疏水蛋白PChyd基因表达模式分析及敲除载体构建

为深入研究昆虫病原真菌蝉拟青霉疏水蛋白PChyd基因的功能,根据蝉拟青霉基因组信息克隆疏水蛋白PChyd基因,对该基因序列进行生物信息学分析,使用qRT-PCR技术对其在不同培养条件或阶段下的表达模式进行分析,并通过酶切酶连的方法构建了该基因的敲除载体。结果表明：PChyd基因的开放阅读框序列全长303 bp,编码100 aa,包含22 aa的信号肽序列和70 aa疏水蛋白功能区域。系统发育分析显示该基因与粗糙虫草菌亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示PChyd基因在PDA培养的菌丝体、诱导的附着胞、诱导的芽生孢子中表达量显著高于另外2个样品,其中芽生孢子表达量最高,暗示该基因在蝉拟青霉侵染初期和在昆虫血腔中定殖阶段可能具有重要作用。凝胶电泳结果表明,成功构建了该基因的敲除载体,扩增出含有上臂、HPH、下臂的3356 bp左右的片段。本研究为进一步探究蝉拟青霉疏水蛋白PChyd基因的致病机理、生防工程菌的改造奠定了基础。     

波罗蜜叶片突变体叶绿素含量测定和超微结构观察

波罗蜜（Artocarpus heterophyllus）是一种热带果树,至今对其突变体的研究少有报道。本研究以波罗蜜叶片为试验材料,探究其叶片出现白化和返绿现象的可能原因。（1）用分光光度计法、比色法测定波罗蜜叶片突变体和正常绿叶的叶绿素及叶绿素前体物质含量;（2）用叶绿素酶Elisa试剂盒测定叶绿素酶活性;（3）用透射电子显微镜对叶绿体的超微形态结构进行观察。研究结果表明：（1）不同叶色所产生的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、类胡萝卜素含量均存在显著差异;（2）波罗蜜叶片突变体和正常绿叶的叶绿素合成前体物质含量之间并没有出现显著性差异;（3）对波罗蜜叶片的叶绿素酶活性进行测定时,发现其活性出现显著差异,但对其叶绿素含量的差异性并没有产生较大影响;（4）观察波罗蜜叶片内叶绿体超微形态结构时,发现正常绿叶的叶绿体形态完好且数量较多,白化叶和返绿叶的叶绿体内部结构存在缺陷,其原因是叶绿体基粒构建阶段受阻;基于测定波罗蜜叶片中的叶绿素、叶绿素前体物质含量和叶绿素酶活性,并观察波罗蜜叶片内叶绿体的超微形态结构,对得到的数据结果进行比较分析。本研究推测是在叶绿素合成阶段,原脱植基叶绿素合成叶绿素时受阻及叶绿体发不良导致波罗蜜出现白化和返绿现象,为今后进一步综合研究波罗蜜突变体提供理论依据。     

玉米产量性状配合力遗传分析

通过对8个中晚熟玉米自交系产量性状进行双列杂交分析，表明各个自交系产量性状的一般配合力与特殊配合力存在显著差异，玉米杂交种F₁的产量构成受到一般配合力与特殊配合力的共同作用，用特殊配合力对F₁的作用大于一般配合力。特殊配合力高低与一般配合力无明显相关关系。因此在玉米杂交种组配与自交系改良工作中，既要兼顾双亲的一般配合力与特殊配合力，又要保持杂交优势利用模式与选系模式的种质关系。     

巴西橡胶树MADS-box基因家族6个成员的染色体物理定位

MADS-box基因家族广泛分布于真核生物中,巴西橡胶树的MADS-box基因家族主要参与花形态建成,对生殖生长起到重要的调节作用。目前,MADS-box基因家族的26个相关基因已被克隆分析,但它们在染色体上的具体位置还未确定。本研究以巴西橡胶树‘热研7-33-97’品种为材料,将MADS-box基因家族的6个成员（HbAGL8、HbAG15、HbAGL30、HbTT16、HbAP1和HbSVP1）定位在细胞核染色体上,通过双探针荧光原位杂交技术（FISH）对巴西橡胶树MADS-box基因家族的这6个成员在细胞核染色体上进行物理定位分析。结果表明：MADS-box基因家族的6个基因分别位于不同的染色体上,其中HbAGL15、HbAG8、HbAG30和HbSVP1基因定位在第4、5、7和8号染色体长臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距离是11.85、39.71、48.94和6.70;HbTT16和HbAP1基因定位在第1和13号染色体短臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距离是22.19和18.01。本研究结果揭示了巴西橡胶树MADS-box基因家族的6个成员在细胞核染色体上的实际位置,展现家族基因之间的分布特点和连锁遗传关系,不仅丰富了橡胶树分子细胞遗传学信息,也为橡胶树的分子辅助育种和比较基因组学研究提供了分子细胞遗传学的科学理论依据。     

Mechanism of action of insecticidal secondary metabolites of plant origin

Insect pest management is facing the economic and ecological challenge worldwide due to the human and environmental hazards caused by majority of the synthetic pesticide chemicals. Identification of novel effective insecticidal compounds is essential to combat increasing resistance rates. Botanicals containing active insecticidal phytochemicals appear to be promising to address some of these problems. Therefore, there is a continuous need to explore new active molecules with different mechanisms of action. Secondary metabolites present in plants apparently function as defense (toxic), which inhibits reproduction and other processes. The phytochemical biomolecules could be used for maximizing the effectiveness and specificity in future insecticide design with specific or multiple target sites, while ensuring the economic and ecological sustainability. In this article, the current state of knowledge on phytochemical sources and insecticidal activity, their mechanism of action in insects, resistance, and promising advances made in phytochemical research are reviewed.     

中耕方式对土壤理化特性及玉米生长发育影响研究Ⅰ.中耕方式对玉米生长发育的影响

2002～2003年在0～3次中耕条件下研究了中耕方式对玉米生长发育和产量形成的影响。结果表明,多次中耕增大了玉米倒伏率,降低了玉米最大叶面积指数、株高及各时期叶片叶绿素含量,对花粒期玉米净光合速率、气孔导度、蒸腾速率也产生一定的负面影响。少中耕有增产的趋势,并且可以降低生产成本、增加经济效益。