非生物胁迫下植物水通道蛋白的应答与调控

【目的】水分不仅是细胞中各类生命物质合成的必需底物,而且也参与植物体内的养分代谢和渗透平衡的调节。植物中水分的跨膜转运主要是由水通道蛋白(AQPs)所介导的,因此,无论是在植物整体水平还是细胞水平上,水分的吸收以及跨细胞膜系统的转运对于植物的生长发育都是至关重要的。近年来,水通道蛋白作为调节水分的吸收与转运的关键,已成为植物营养与分子生物学特别关注和研究的热点之一。本文从水通道蛋白的种类结构,底物特异性,基因表达特征和调控机制四个方面对水通道蛋白转运水分的机理和转运水分过程中对胁迫的响应机制进行了详细阐述;从水通道蛋白的水分运输和渗透调节功能及其养分运输功能两方面说明了水通道蛋白在植物生长过程中的生理作用;阐述了光照、干旱和低温与水通道蛋白功能之间的关系,明确了水通道蛋白通过表达量的增加或者降低来响应相应环境条件的变化。【主要机理】水通道蛋白通过保持一定结构及对底物运输的特异性来实现对水分的高效运输,通过调整基因的表达量和翻译后修饰等过程实现对水分的高效转运;同时,水通道蛋白可以通过水分的运输实现植物渗透平衡的调节,对部分小分子养分的吸收等功能更是实现了对植物生理和养分吸收的调节;另外,水通道蛋白不仅可以提高植物的抗旱、抗盐能力,对低温胁迫也有一定的响应,还可以与多类逆境胁迫蛋白发生相互作用,共同调节植物的水分和渗透平衡,提高植物应对逆境胁迫的能力,表明植物水通道蛋白对非生物胁迫下的应答机制有待于进一步探索,为植物水通道蛋白的应用研究提供科学的理论支持与材料支撑。     

不同土壤水分条件对冬小麦生长及养分吸收的影响

 试验表明，土壤底墒水充足与否直接影响到冬小麦的出苗与生长状况。供水量与供水时期对冬小麦生长、产量、NPK养分携出量及产量因素均产生明显影响。冬小麦前期水分供应对根系生长发育产生的影响在作物整个生长过程中始终处于一个主导地位。供水量和供水时期直接影响到产量及养分的携出量，供水量与冬小麦地上部N、P、K养分携出量间均呈明显相关。在本试验条件下，冬小麦耗水量高于148.8mm时才有经济产量的形成,耗水量与产量呈非线性关系。供水时期直接影响到水分利用效率，耗水量基本随供水量的增加而呈线性上升，在高产范围内适当减少供水量，可保证产量和水分利用效率同时稳定在较高的水平上，并获得最佳的经济效益。分析表明，在合理施肥的基础上，于冬小麦关键需水期进行50mm的补充灌溉，冬小麦的增产效果是十分可观的。     

半湿润易旱区不同水分条件下冬小麦耗水特征分析

试验表明，旱棚内人为水分控制条件下，冬小麦耗水量高于１２７．８ｍｍ时才有经济产量形成，二者呈抛物线关系。灌水量多少与水分利用效率间并不具有良好的线性关系，而耗水量基本上随灌水量增是呈线性上升。在所有水分处理中，生育期灌水２３０ｍｍ处理（前期水充足）为最佳。在高产范围内，适当减少洪水量可保证产量和水分利用效率同时稳定在较高的水平，并获得最佳效益。在小麦生育期降２３０ｍｍ左右时，适当调整，Ｎ，Ｐ用量及     

赤霉素GA4是水稻矮化特征的重要调节因子

【目的】 以水稻幼胚组培过程中获得的一株半矮化水稻突变体为研究对象,解析水稻半矮化突变体株高变矮及分蘖增多等表型异常的原因,为克服水稻过度矮化发育障碍因子及培育抗倒伏高产水稻品种提供科学理论依据。【方法】 首先统计分析半矮化水稻突变体与野生型的表型差异,利用体式显微镜和光学显微镜观察突变体花的结构及其细胞特征;通过转录组测序及qRT-PCR分析差异基因的表达特征,并通过外源喷施赤霉素GA3处理检测突变体对外源赤霉素的敏感性;最后利用高效液相色谱和质谱联仪检测突变体内赤霉素的含量与富集特征。【结果】 表型观测与统计结果表明,突变体水稻株高比野生型减少56.59%,有效分蘖数高出47.44%,差异均达到极显著水平。突变体的表皮毛消失且花发育迟缓,雄蕊变小。尽管突变体分蘖数较高但结实率明显降低,仅为野生型的12.62%,且种子长度和宽度均减小,差异极显著。通过显微镜观察茎的纵切切片,发现突变体细胞长度减少23%,差异极显著。外源喷施赤霉素后突变体的株高、有效分蘖、结实率、种子大小、表皮毛和茎秆细胞长度均有不同程度的恢复,说明植物体内赤霉素合成不足可能是引起水稻矮化的主要原因。转录组测序结果显示突变体中OsGA13ox 显著上调,qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。由于OsGA13ox控制GA12转化为GA53,而GA12和GA53分别转化为GA4和GA1,GA4的活性高于GA1,因此,突变体中GA4减少可能是导致半矮化的主要原因。赤霉素检测结果表明突变体中GA4含量减少94.9%,与预测结果一致。此外,D14作为SL（独脚金内酯）的特异性受体,参与调控植物SL信号转导,抑制枝条分枝或者分蘖。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,突变体中D14 显著下调,而经过GA3处理的野生型和突变体中D14 均显著上调。D14 上调可能导致有效分蘖数减少,而其下调可能致使有效分蘖数增加。统计结果表明突变体中有效分蘖显著增多,而经过GA处理之后,野生型和突变体有效分蘖数均显著低于未经GA3处理前,表明D14 在水稻中的表达可能受到GA的调控从而影响水稻分蘖。【结论】 OsGA13ox 异常表达导致活性更高的GA4在水稻中的富集减少,形成水稻半矮化突变体;赤霉素可能通过影响D14 的表达间接调控水稻的分蘖。     

利用农杆菌介导将抗逆相关基因GmDREB导入大豆的研究

转基因技术用于作物改良是分子育种技术的重要内容之一,分子育种技术与传统育种技术相结合方法来改良大豆品种的性状已展现出良好的应用前景.以大豆未成熟子叶为外植体,研究了5个基因型体细胞胚发生率以及未成熟子叶对PPT的基础抗性.用农杆菌介导法将含有GmDREB基因的prdGm-200质粒转化大豆未成熟子叶,并探讨了影响农杆菌大豆遗传转化的主要因素.结果表明,5个大豆基因型的未成熟子叶体细胞胚胎发生率存在显著差异,东农40和吉林35的胚胎发生率显著高于黑农41、九9568、九9313.东农40和吉林35未成熟子叶对PPT很敏感,PPT适合筛选浓度为2-3 mg L-1.农杆菌EHA101菌液浓度、浸染时间对转化效率均有影响,农杆菌菌液浓度为OD600=0:5-0.7、浸染时问10-20 min有利于转化.经PPT筛选,PCR、PCR-Southern检测得到抗性体细胞胚和抗性植株,初步证明GmDREB基因转入到大豆中.     

土壤无机磷分级方法与应用研究的评述

<正> 土壤无机磷分级的意义不仅在于土壤磷的化学形态如何,而且更重要的是土壤中不同形态磷酸盐在土壤中的化学行为、供应能力与作物营养之间的相互关系.无机磷分级体系的确立对这方面的研究有着进一步的推动作用,为磷肥的合理施用提供了一定的理论依据.     

转EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦的钾利用特征研究*

由于农业生产对地力的掠夺加剧了土壤的钾素亏缺,严重影响了农业的可持续发展。本文通过根箱试验对比研究K0(不施钾)、K1(施KCl 186 kg·hm-2)和K2(施KCl 805 kg·hm-2)3个施钾水平下,转披碱草EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦和野生型小麦根系对土壤钾的吸收利用、根际钾素动态及土壤酶活性等的影响,探讨转基因技术对提高小麦钾素的吸收和利用效率的潜力。结果表明:在不同施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量均低于野生型小麦。在K1施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量比野生型小麦分别低8.30%(30 d)、15.02%(60 d)和12.53%(75 d)。由于转基因小麦对根际土壤钾的吸收较大,导致在试验中有非根际土壤速效钾向根际迁移的过程。在K0、K1和K2钾水平下,转基因小麦钾生物利用指数比野生型小麦分别提高了22.39%、136.21%和14.03%,地上部钾含量分别提高了225.97%、18.77%和17.28%,根系阳离子交换量(CEC)分别提高了55.19%、33.16%和30.44%。不同钾水平下的转基因小麦根际土壤过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于野生型小麦。因此,披碱草根系EdHP1基因的引入,能有效提高根系阳离子交换量,创造适于钾吸收的根际环境,显著提高了小麦对钾素的吸收和利用效率。     

济宁市农业产业化经营现状及对策分析

分析了济宁市在加快农业产业化经营过程中的主要做法及取得的成效,指出其农业产业化经营仍存在行业与区域发展不平衡、产业体系不健全、龙头企业规模偏小、发展环境有待进一步优化等问题,提出了进一步做大做强龙头企业、完善利益联结机制、培育农业主导产业、推进科技和体制创新、加大政策扶持等促进农业产业化发展的对策建议。     

一个新的编码大豆DREB转录因子基因的克隆及鉴定

DREB转录因子是一类可以调控多个与干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达的转录因子家族。从大豆耐盐品种铁丰8号中克隆了一个新的DREB基因GmDREB5。该基因编码309个氨基酸，具有典型的AP2／EREBP保守结构域，属于AP2／EREBP类转录因子中的DREB亚族。同源性比较分析表明，GmDREB5基因与Genbank登录的DREB基因同源性不高，属于新基因。酵母转录激活实验证明，该基因可以与DRE顺武作用元件特异结合，并具有转录激活活性；同时采用CaMV35S启动子驱动，构建了植物表达载体pBl35S-GmDREB5，并通过冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌EHA105中，再利用叶盘转化法将重组质粒导入烟草品种W38中。获得转基因烟草植株30株。