花期盐水滴灌对10份番茄种质的主要性状影响及耐盐性评价

【目的】测定10个不同番茄种质的主要植株及叶片生理性状,筛选优异的耐盐碱种质,为优异耐盐新品种改良提供参考依据。【方法】以10个不同番茄种质为试材,采用花期盐水滴灌处理,以清水滴灌为对照,采用NaCl配置的盐水(6 ms/cm)全生育期滴灌盐胁迫处理。测定盐胁迫后番茄植株的株高、茎粗、相对叶绿素含量(SPAD)值、叶片丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性。【结果】花期盐水滴灌胁迫下,不同参试番茄材料的株高、茎粗和SPAD值均不同程度降低、可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT 酶活性不同程度提高。采用隶属函数法和主成分分析法对10个不同番茄种质的耐盐性进行综合评价,由强到弱依次为C₃>C₁>C₅>C₉>C₈> C₂>C₇>C₆>C₁₀>C₄。【结论】花期盐水滴灌胁迫导致所有参试番茄材料叶片氧化损伤发生,生长受到抑制,并通过渗透调节和抗氧化酶促系统响应盐胁迫逆境。不同番茄材料对盐水滴灌胁迫的敏感性和耐受性存在差异。材料的耐盐性由强到弱依次为C₃>C₁>C₅>C₉>C₈>C₂>C₇>C₆>C₁₀>C₄。     

2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

耐盐促生芽孢杆菌的筛选及其对盐胁迫下燕麦生长的影响

从河北省秦皇岛滨海盐生植物根际土壤分离筛选耐盐促生芽孢杆菌,研究其在盐胁迫条件下对燕麦生长的促生效果,以期为研发耐盐促生菌剂和菌肥提供菌种资源。采用pH值9.0和NaCl质量分数分别为5%、10%、15%的LB培养基筛选、分离耐高盐的芽孢杆菌菌株,用功能培养基从中筛选具有促生能力的细菌菌株,用Salkowski比色法定性定量分析其产IAA的能力,采用盆栽试验研究其在盐胁迫条件下对燕麦生长的影响,运用16S rDNA序列分析法对促生效果好的菌株进行鉴定。结果显示,本研究共分离得到13株耐高盐的芽孢杆菌菌株,其中3株芽孢杆菌（YP2、YP4、SM12）可耐受10%（质量分数）的NaCl,且均有解磷、解钾、固氮能力,具有较强的产IAA能力。接种这3株菌株均能在盐胁迫条件下促进燕麦生长,提高其抗盐能力,其中菌株YP2的效果最优,与对照相比,其株高、茎粗、地上部鲜重、总根长、根系总表面积、根尖数分别显著（P<0.05）增加72.02%、42.58%、186.11%、392.35%、378.07%和518.85%,燕麦叶片中的丙二醛含量显著（P<0.05）降低43.34%,叶绿素含量、脯氨酸含量,及过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别显著（P<0.05）提高了312.20%、124.10%、274.09%和198.60%。经16S rDNA序列分析,将菌株YP2初步鉴定为弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）。该菌株作为盐碱地专用生物菌剂具有较大的开发应用潜力。     

盐胁迫对小麦苗期荧光特性的影响及综合评价

为探究4份小麦苗期耐盐能力,筛选优异的高抗性种质资源,采用水培法,设置NaCl处理浓度为0、100、200 mmol/L,研究不同盐浓度对小麦幼苗生长发育、光合特性、叶绿素荧光特性、丙二醛含量和脯氨酸含量的影响,并通过主成分分析法和隶属函数法对4份小麦幼苗进行耐盐性综合评价。结果表明,随着盐浓度增加,各小麦品种叶鲜重、根鲜重、总根长、总根表面积、总根体积、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统II实际光化学效率(ΦPSII)和光化学猝灭(qP)与对照相比均有不同程度的下降,根平均直径、胞间CO₂浓度(Ci)、丙二醛含量(MDA)、非光化学猝灭(NPQ)和脯氨酸含量均有不同程度的上升。4份小麦盐胁迫下耐盐性由强到弱为‘冀麦32’>‘德抗961’>‘泰农18’>‘师栾02-1’。根据耐盐综合评价值筛选出‘冀麦32’和‘德抗961’具有较高的耐盐能力。     

设施土壤障碍分析与平衡肥施用效果研究

对宿城区设施土壤进行采样测定与分析,明确土壤养分污染的主要障碍因子,根据土壤所缺养分设计平衡肥配方,研究平衡肥施用在作物增产提质与消除土壤污染方面的作用效果。实验室分析测定与田间试验结果表明：（1）宿城区代表性设施土壤总体上存在有机质含量和有效磷水平偏低的问题;部分土壤存在次生盐渍化现象,土壤速效氮、速效钾含量水平总体偏高,但变异较大,少数土壤仍存在氮素和钾素供应不足的问题。（2）土壤水溶性盐含量变异很大,高浓度导致土壤存在盐渍化危害,低浓度导致土壤养分供应强度不能满足作物生长基本需求;部分土壤水溶性K⁺/Mg²偏高、部分土壤K⁺/Mg²偏低,多数土壤Mg²⁺/Ca²⁺严重偏低。（3）根据土壤养分、盐分状况配制的平衡肥,具有促进作物高产优质、降低土壤污染负荷的作用,其中以450 kg/hm²处理效果较为突出。     

混合盐胁迫对白榆幼苗形态及生理指标的影响

为揭示混合盐胁迫对白榆幼苗形态及生理指标的影响,以白榆幼苗为试验材料,采用盆栽法,设置6个混合盐（等浓度NaCl和NaHCO₃溶液）浓度［0（CK）、10（T1）、30（T2）、50（T3）、70（T4）、100（T5） mmol·L^-1］对白榆幼苗进行不同时间胁迫处理,分析混合盐胁迫下白榆幼苗的生长及生理指标的变化。结果表明,白榆幼苗生长对盐胁迫反应敏感,当盐浓度（10 mmol·L^-1）较低时即表现出明显的抑制作用,胁迫35 d后,随着盐浓度的升高,白榆幼苗的总生物量、株高及地径增长量均显著降低,当混合盐浓度高于50 mmol·L^-1时,各处理间降幅趋于稳定。不同盐浓度胁迫下,根冠比值均大于对照组;随着盐胁迫程度的加剧,丙二醛含量和相对电导率在不同处理时间下均逐渐增大,而可溶性糖、过氧化物酶及超氧化物歧化酶均呈现先升高后降低的趋势;不同处理时间下,叶绿素含量随着盐胁迫浓度的增加显著降低,混合盐浓度为100 mmol·L^-1时,不同处理时间下叶绿素含量均为最小值。混合盐胁迫对白榆幼苗的生长具有一定程度的抑制作用,但白榆幼苗可通过渗透调节及提高保护酶活性主动适应逆境,从而表现出较强的抗盐能力。研究结果旨在为白榆在盐碱地区的种植提供理论依据和技术参考。     

咸淡轮灌和生物炭对滨海盐渍土水盐运移特征的影响

为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm^2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响,先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗,入渗速率增加了8.2%~46.9%,并小幅提高了土壤含水率;生物炭可促进咸淡轮灌下的水分运移,增加了相同时间内的湿润锋距离、累计入渗量、入渗速率及入渗后的土壤含水率,添加量为15 t/hm^2时入渗增益最佳,入渗速率提高了3.5%~22.0%;淡咸和咸淡处理的土壤含盐量均低于咸咸处理,脱盐率和脱盐区深度系数更高,咸淡处理可增加脱盐率,而淡咸处理可提高脱盐区深度系数;生物炭有利于咸淡轮灌下的土壤盐分淋洗,脱盐率和脱盐区深度系数分别提高了9.1%~15.0%和1.1%~7.5%,并增加了Ca^2+和Mg^2+含量,促进Na+淋洗,进而降低了微咸水利用风险,但在30 t/hm^2时盐分淋洗效果有所减弱。研究表明,添加15 t/hm^2生物炭配合微咸水-淡水轮灌能够改善滨海盐渍土的入渗特性、持水能力和盐分分布,可为该区盐渍土和微咸水开发利用提供参考。     

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。     

大豆LAZ1基因家族鉴定与GmLAZ1-9基因的功能研究

通过在大豆基因组数据库中比对,获得大豆LAZ1基因家族成员,开展生物信息学分析与表达模式检测,并利用转基因拟南芥进行基因功能验证。结果显示:共鉴定到17个大豆LAZ1基因,即GmLAZ1-1~ GmLAZ1-17。这17个GmLAZ1基因不均匀地分布在大豆的12条染色体上,在进化树上可分为3个亚家族,同一亚家族成员具有类似的基因和蛋白结构。顺式作用元件预测结果表明,大豆LAZ1家族基因启动子上存在很多与非生物胁迫相关的元件,如ABRE、ARE、LTR、G-box等。半定量PCR检测结果显示,GmLAZ1-5、GmLAZ1-9、GmLAZ1-11和GmLAZ1-13在盐处理后的大豆幼苗中表达上调。在拟南芥中过表达GmLAZ1-9基因增强了转基因植株的耐盐性。这些发现可为进一步探究其他LAZ1基因的功能与分子机制提供依据。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤剖面水盐热分布动态

为了深入揭示干旱区膜下滴灌棉田冻融期土壤水、盐和温度的动态变化规律,利用Hydra水盐热系统实现对冻融期宽行、窄行和膜间位置15,25和40 cm深度土壤液态水分、温度和电导率实时等间隔加密监测,分析了冻融期土壤水盐热动态变化过程.结果表明:同一位置不同深度液态水分、电导率和温度动态变化规律一致;冻融期内盐分垂向运移规律为深层土壤内的盐分向表层运移,冻融作用使盐分发生了重分布,加重了土壤40 cm深度的盐分含量,电导率增值范围为20~80 μS/cm,并且冻融前后不同位置电导率以位置排序由大到小为宽行,窄行,膜间;在冻融过程中不同位置土壤温度、液态水分和电导率两两之间存在着正相关关系(P<0.01),其相关系数大于0.74,而电导率与温度和液态水分两者也存在极强的多元一次函数关系(P<0.01),其相关系数大于0.90;冻结和融化并不是重合的过程,而是在期间会出现分叉点,分叉点出现在-1 ℃附近.研究结果对制定合理的非生育期灌溉制度具有重要参考意义.