大蒜萌发期耐盐性综合评价

以10份大蒜种质资源为材料,对其进行耐盐性分析.在大蒜萌芽期用氯化钠(NaCl)溶液进行盐胁迫处理,分别测定处理7、14 d后的发芽率、芽长和根长,以处理组和对照组的相对比值作为耐盐系数,利用主成分分析法、隶属函数值法对大蒜萌发期耐盐能力进行综合评价.结果表明,盐胁迫下大蒜的发芽率、根长和芽长均随着盐胁迫浓度增加呈下降趋势,材料间各指标具有一定差异.盐胁迫延长大蒜的发芽时间,盐浓度越高,种子萌发时间越久.综合来看,10个大蒜种质材料中,耐盐性强弱依次为金乡大蒜、邳州紫皮、邳州紫皮蒜、徐州白皮蒜、SDSH、川蒜、金乡紫皮、二水早、三月黄和苍山1.     

激动素处理对盐胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长特性的影响

为研究激动素浸种对盐胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响,以常规稻湘早籼45号为试验材料,预先用0.2％、0.8％和1.5％NaCl浸种,通过计算种子萌发指标,研究激动素对0.8％NaCl胁迫下种子萌发及幼苗生长特性的影响.结果表明,0.8％和1.5％NaCl胁迫会显著降低水稻种子萌发指标.在0.8％NaCl胁迫下,1、10、100 mmol/L激动素处理可以明显缓解NaCl胁迫的伤害,提高种子的发芽势、发芽率、发芽指数和萌发指数,促进水稻幼苗生长,其中以10 mmol/L激动素处理效果最佳,使水稻幼苗株高、根长、茎基宽、倒二叶叶长、幼芽鲜质量、幼根鲜质量和幼芽含水量分别提高10.48％、10.42％、4.80％、24.77％、33.33％、30.00％和15.93％.通过灰度关联分析,发芽率、发芽指数、活力指数、倒二叶叶长和幼芽干质量等指标能敏锐地反映出激动素对盐胁迫的缓解作用.本研究结果可为水稻抗逆性研究提供一定的理论依据.     

气候变化下新疆棉花调亏灌溉的节水效果评估

调亏灌溉是一种在新疆棉花生产中具有广泛应用前景的节水灌溉方法,然而其在气候变化背景下的节水效果尚有待评估.在新疆早熟和早中熟植棉区各选一个代表站点,利用Crop Growth(CROPGRO)-Cotton棉花模型和3个大气环流模式生成的未来气候数据,设置充分和调亏灌溉2组试验,模拟了1999–2018年、2041–2060年和2081–2100年新疆棉花生产,并通过模拟结果评估调亏灌溉在不显著影响新疆棉花籽棉产量情况下的节水效果.研究结果表明:调亏灌溉可以有效提高新疆棉花水分生产力,节省灌溉用水量,其最优灌溉用水量较充分灌溉可节约5％～28％的灌溉量;为了在不显著减少籽棉产量的情况下尽量减少新疆棉花生产耗水量,需要不断优化调亏灌溉策略以适应气候变化.研究结果可为实现新疆棉花可持续生产提供科学参考.     

地钱部分MYB家族基因在不同发育时期、部位以及激素处理下表达量差异分析

为了研究植物适应陆地生活的机制,以较原始的陆生植物地钱(Marchantia polymorpha L.)作为研究对象,分析其部分MYB(v-Myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族基因在不同发育时期,不同部位以及不同激素处理下的表达量变化。构建系统进化树确认地钱与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中MYB转录因子亚家族S14、S28和 AtCDC5 同源的基因,使用qRT-PCR对不同生长时期、组织以及激素处理下目的基因表达量进行分析。qRT-PCR分析结果表明, MpR2R3-MYB20在胞芽中表达量最高,胞芽杯中最低,且在0.1μmol/L IAA诱导下表达量显著上调; MpR2R3-MYB8在分生区高表达,激素处理下表达量变化较小;MpR2R3-MYB3和 MpCDC5在3周分生区高表达,IAA处理后下调; MpR2R3-MYB18主要在胞芽和胞芽杯中表达,且受ABA诱导大幅上调; MpR2R3-MYB16在全株中都有较高表达,在0.1μmol/L IAA处理下显著上调,在其他激素处理下显著下调。这些结果说明上述基因在地钱不同器官或组织中具有调节生长、发育和抗逆的重要功能。     

叶面喷施生物刺激素对番茄幼苗高温胁迫的减缓效应

为探明生物刺激素在缓解番茄幼苗高温伤害中的作用及相关生理机制,以耐热番茄品种‘LA2093’、中等耐热番茄品种‘硬粉8号’和热敏感番茄品种‘LA2683’为试验材料,研究高温胁迫下叶面喷施3种不同种类的生物刺激素(海藻提取物、壳寡糖、矿源黄腐酸)对番茄幼苗生长和相关生理指标的影响。结果表明,叶面喷施适宜种类和浓度的生物刺激素可以有效缓解高温胁迫对番茄幼苗带来的伤害。具体表现为:幼苗叶片萎蔫程度减轻,整株死亡现象减少,热害指数相比高温对照(HT)显著降低,降幅最高可达72.9%,植株的生物量也显著增加;同时,叶片的电解质渗透率和丙二醛(MDA)含量显著降低,最高降幅分别为26.8%和58.9%;脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量显著增加,最高增幅分别为52.5%和19.0%。在高温胁迫下,生物刺激素通过增强番茄幼苗的渗透调节系统功能,缓解了膜脂过氧化的伤害,从而缓解高温对幼苗生长的抑制作用。不同生物刺激素的作用效果与番茄品种特性及其处理浓度有关。由此建议,在生产上叶面喷施100mg/L矿源黄腐酸缓解番茄幼苗高温伤害。     

无人机热红外遥感反演玉米根域土壤含水率方法研究

为了减少土壤背景带来的干扰,更加准确、高效的获取无人机热红外图像中的玉米冠层温度,进而快速反演玉米地土壤含水率,以4种水分梯度处理的拔节期玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用RGRI指数法、Otsu阈值法和不剔除土壤背景3种处理方法提取热红外图像中玉米冠层温度信息,计算作物水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI)并用于反演不同水分梯度处理下玉米地不同深度的土壤含水率,基于3种方法获得的CWSI分别记为CWSIRGRI、CWSIOtsu、CWSIsc.结果表明:①基于RGRI指数法获取的玉米冠层温度与实测冠层温度的相关性最高(R2均大于0.8;RMSE均小于1℃),Otsu方法次之,不剔除土壤背景方法效果最差.②在整个拔节期,CWSIRGRI反演土壤含水率效果最好(R2均大于0.5,P<0.01;效果显著),CWSIOtsu次之、CWSIsc反演效果最差.③选取CWSIRGRI为最优CWSI指标,其在玉米拔节期5个土壤深度内的R2呈现先上升后下降的趋势且都在0～30 cm深度内达到最大值.因此,基于RGRI指数法建立的CWSIRGRI可以作为反演玉米地土壤含水率的有效指标.     

低氮胁迫下不同氮效率玉米品种的氮代谢与物质生产差异

以氮高效品种‘正红311’和氮低效品种‘先玉508’为试验材料,通过室内水培研究低氮胁迫下不同氮效率玉米品种的氮代谢与物质生产差异。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根系与叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,可溶性蛋白含量,地上部、根系和单株干物质与氮积累量及根系氮吸收效率均显著下降,但‘正红311’的各指标降幅均低于‘先玉508’;根冠比、根冠氮分配比和根系氮物质生产力均显著升高,但‘正红311’根冠比、根冠氮分配比的增幅均低于‘先玉508’,而根系氮物质生产力的增幅较‘先玉508’更高。氮高效品种‘正红311’的NR、GS、GDH活性及可溶性蛋白含量均高于氮低效品种‘先玉508’,且对低氮胁迫响应更高效,使得其根系氮吸收效率和物质生产能力显著高于‘先玉508’,而根冠比和根冠氮分配比显著低于‘先玉508’,有效地维持地上部与根系的干物质与氮的协调分配,保证其物质生产与氮积累,提高其对低氮环境的适应能力。因此,氮高效品种在肥沃地区种植可减少氮肥施用,发挥其氮高效特性,而在丘陵地区推广则有利于保证玉米的高产稳产。     

葡萄NF-Y核因子家族的鉴定与表达分析

为阐明葡萄NF-Y核因子的理化性质、进化关系和在非生物胁迫下的表达情况,本研究从葡萄全基因组中鉴定出24个VvNF-Y核因子家族成员。生物信息学分析表明其编码的氨基酸数目为132～345 aa, pI为4.62～9.83,蛋白二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主,亚细胞定位发现葡萄NF-Y基因主要定位于细胞核中;系统进化分析表明进化树可分为3个亚族;顺式作用元件分析发现葡萄NF-Y基因家族具有大量核心元件,如光响应元件和响应多种激素和环境信号的元件,且多序列比对分析表明VvNF-Y的3个亚族均含有保守区;此外,选择性压力分析表明8对基因对的Ka/Ks均小于0.5,在进化过程中受到纯化选择作用;qRT-PCR结果表明在500μmol·L~(-1) ABA、10%PEG和200 mmol·L~(-1)NaCl处理时,VvNF-YA2、VvNF-YB3、VvNF-YB4和VvNF-YC3的表达量显著上升,且在10%PEG条件下,VvNF-YA1的表达量也显著上升,其余NF-Y核因子家族成员在受到ABA、NaCl和PEG处理时表达量下降。试验结果表明葡萄NF-Y核因子在参与葡萄不同的非生物胁迫时可能发挥不同的作用,为葡萄抗逆性研究提供了候选基因。     

大豆转录因子GmDof1.5的克隆与非生物胁迫诱导表达

Dof转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个功能未知的Dof转录因子基因GmDof1.5,该基因位于大豆基因组15号染色体上,ORF全长540 bp,编码含有179个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为20.15 ku,等电点为9.82。蛋白序列预测发现,GmDof1.5蛋白含有一个典型Zf-Dof结合域,且含有大量磷酸化位点。蛋白系统进化分析表明,大豆GmDof1.5与豆科植物鸡血藤SsDof4的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,ABA、干旱、高盐、高温和低温胁迫均可不同程度地诱导GmDof1.5的表达,且GmDof1.5对高温胁迫的响应最为显著。     

盐胁迫对苗期湖南稷子K +、Na +含量与分布的影响

以湖南稷子(Echinochloa frumentacea)为材料,设置不同浓度(0、25、50、75、100、125、150、200 mmol·L ^-1)的NaCl和Na₂SO₄作为胁迫处理,探讨盐胁迫对湖南稷子苗期K ⁺、Na ⁺吸收与分布特性的影响。结果表明,随着NaCl和Na₂SO₄浓度的增加,湖南稷子叶片、茎鞘和根系中Na ⁺含量均增加,K ⁺含量均降低,K ⁺/Na ⁺均下降。其中,Na ⁺含量与分布表现为根系>茎鞘>叶片,叶片和茎鞘Na ⁺含量显著低于根系,K ⁺/Na ⁺明显高于根系;K ⁺含量与分布总体表现为低盐浓度时茎鞘>根系>叶片,中、高盐浓度时茎鞘>叶片>根系。盐胁迫下根系向茎鞘的运输选择性系数(ST1_K,Na)与茎鞘向叶片的运输选择性系数(ST2_K,Na)在盐浓度>25 mmol·L ^-1时均显著高于对照,且ST1_K,Na值大于ST2_K,Na值。当盐浓度≥125 mmol·L ^-1时,Na₂SO₄胁迫下地上部K ⁺/Na ⁺趋于稳定,茎鞘和根系中的K ⁺含量和ST1_K,Na值高于相同浓度的NaCl胁迫,叶片和茎鞘中的Na ⁺含量低于相同浓度的NaCl胁迫。ST2_K,Na值在Na₂SO₄胁迫下呈上升趋势,在NaCl胁迫下先升高后降低。因此,湖南稷子幼苗根系对K ⁺具有较高的选择性吸收能力;高盐浓度下,湖南稷子对Na₂SO₄具有更强的耐性。