十字花科植物蜡质形成特性及分子机制研究进展

十字花科Brassicaceae包含蔬菜、油料作物、药用植物、观赏植物和染料植物等,是一类1年生、2年生或多年生的植物,是中国最重要的蔬菜和油料作物之一。蜡质的主要成分是超长链脂肪酸及其衍生物,十字花科植物的蜡质是其适应外界环境变化而形成的保护结构,在维持水分平衡、反射紫外线、减少外来机械损伤、降低低温伤害、抵御细菌真菌入侵、防止果实开裂与昆虫侵食等抵抗生物与非生物胁迫中起着重要作用。对十字花科植物蜡质类型、生理功能、遗传特性、合成与转运途径等方面进行综述,可为十字花科植物的蜡质代谢研究提供参考。图2表2参61     

盐胁迫对望春玉兰幼苗形态和相关生理指标的影响

  目的  探讨盐胁迫对望春玉兰Magnolia biondii幼苗形态和相关生理指标的影响,并筛选盐胁迫下的指示性生理指标,为木兰科Magnoliaceae植物的耐盐性评价与筛选优质种质资源提供理论依据。  方法  以望春玉兰1年生实生苗为材料,采用水培法,测定200 mmol·L?1氯化钠胁迫下叶片的相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度、叶绿素质量分数、渗透调节物质质量分数和抗氧化酶活性,通过主成分分析筛选关键生理指标。  结果  随着盐胁迫时间的延长,可溶性糖质量分数、相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度和超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈上升趋势;可溶性蛋白质质量分数、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数和过氧化物酶(POD)活性总体呈先上升后下降的趋势。利用主成分分析法筛选出3个指示性指标,分别为丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数和SOD活性。  结论  氯化钠胁迫引起望春玉兰幼苗叶片丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数和SOD活性显著变化,可作为指示性生理指标用于评价氯化钠胁迫下望春玉兰等木兰科植物的耐盐性强弱。图4表2参19     

Physiological response of flag leaf and yield formation of winter wheat under different spring restrictive irrigation regimes in the Haihe Plain,China

In order to identify the optimum period of spring water-restrictive irrigation for winter wheat(Triticum aestivum L.) in the Haihe Plain, China and elucidate its effects on flag leaf senescence and yield formation, field experiments were conducted at the Xinji Experimental Station of Hebei Agricultural University from 2016 to 2019 by using different irrigation regimes in spring, including the conventional regime involving two irrigation periods(control(CK), the 3-leaf unfolding stage and the anthesis stage) and a series of single, restrictive irrigation regimes(SRI) comprising irrigation at the 3-leaf unfolding stage(3 LI), 4 LI, 5 LI, and 6 LI. There are five major findings:(1) The senescence(determined by the green leaf area, GLA) in the 4 LI treatment occurred moderately earlier than that in CK, showed no significant difference with that in 5 LI and 6 LI, and occurred significantly later than that in 3 LI.(2) Compared with other SRI treatments, the GLA value and photosynthetic rate in 4 LI were 14.82 and 20.1% higher, respectively. Microstructural analysis of flag leaf also revealed that the mesophyll cells and chloroplasts were irregularly arranged under drought stress in 3 LI and 6 LI; however, drought stress had minimal negative effects on the microstructure in 4 LI and 5 LI.(3) Postponed irrigation in spring could significantly increase superoxide dismutase(SOD) and catalase(CAT) activities in the early stage of grain filling; however, these activities would subsequently decrease. Among the four SRI treatments, the overall enzyme activities were the highest in 4 LI, and the combined malondialdehyde(MDA) content in flag leaves in 4 LI and 5 LI was 14.5% lower on average than that in 3 LI and 6 LI.(4) The soluble sugar(SS) and proline(Pro) contents in 4 LI were the highest among the four SRI treatments; however, they were lower than those in CK. The abscisic acid(ABA) hormone content in 4 LI and 5 LI was lower than that in 3 LI and 6 LI, respectively, suggesting a smaller drought stress effect in 4 LI and 5 LI.(5) In two growing seasons, there was a larger number of spikes per unit area in 4 LI(i.e., 13.4% higher than that in 5 LI and 6 LI) and the 1 000-grain weight in 4 LI was the highest among the four SRI treatments(i.e., 6.0% higher than that in the other three SRI treatments). Therefore, a single restrictive irrigation regime at the 4-leaf unfolding stage is recommended to be effective in slowing down the senescence process of flag leaves and achieving high yield.     

铅胁迫对小麦幼苗生理特性的影响

为了阐明铅胁迫对小麦幼苗生理特性的影响,以中国春小麦品种为材料,对其生理指标进行了初步研究。结果表明:低浓度铅胁迫,小麦叶绿素含量增加;随着铅浓度升高,叶绿素含量和CAT活性明显下降,而MDA含量和POD活性明显升高,证明高浓度铅对叶绿素含量和CAT活性显著的抑制作用,对MDA含量和POD活性有明显的促进作用。     

冰叶日中花对NaCl胁迫的生理响应

为探索冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum L.)耐盐的生理机制,在本研究中,经0(CK)、200(T1)、400(T2)和800(T3)mmol/L NaCl处理后,在1、3、5、10、15d检测冰叶日中花幼苗的相对电导率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、H2O2含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等生理指标。结果表明:(1)T1处理对冰叶日中花没有显著影响,T2处理对其生长产生了抑制,T3处理则使植株严重萎蔫,并在处理5d后死亡;(2)随着NaCl胁迫的延长,T1和T2处理下相对电导率呈现先增大后减小的趋势,T3处理则导致相对电导率持续增大直至幼苗死亡;(3)NaCl胁迫显著增加了叶片脯氨酸、可溶性糖含量,且与NaCl浓度呈正相关,并在胁迫第1天急剧增加,而后呈现出下降的趋势;(4)H2O2含量随胁迫时间的延长持续增加,且与NaCl处理浓度呈正相关;(5)T1和T2处理后CAT和APX活性呈现先增大后减小的趋势,但T3处理引起酶活的持续下降。以上结果说明冰叶日中花可快速响应盐胁迫,迅速提高其体内渗透调节物质含量,及抗氧化系统的活性,从而表现出极强的耐盐性。     

缺磷胁迫下41％草甘膦异丙铵盐水剂对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响

[目的]探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响,为缺磷条件下抗草甘膦大豆种植时合理使用草甘膦提供理论依据.[方法]以转基因抗草甘膦大豆RR1为材料,采用溶液培养法,在RR1长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行4.98 mL/L的41％草甘膦异丙铵盐水剂处理,5d后测定各生理指标,10d后测量农艺性状.[结果]正常供磷条件下,草甘膦处理会降低RR1大豆的叶面积、总根长、主根长、地上鲜重、根鲜重、根冠比、根系活力、根系磷含量和叶片磷含量,而株高、叶片SOD活性和MDA含量增加,但与清水处理差异均不显著(P＞0.05).缺磷胁迫下草甘膦处理的RR1大豆的叶面积、总根长、地上鲜重、根系活力、叶片磷含量和根系磷含量降低,而株高、根鲜重、根冠比、叶片SOD活性和MDA含量增加,其中SOD活性变化达显著水平(P＜0.05).[结论]缺磷胁迫下喷施草甘膦,大豆的根鲜重、根冠比、叶片MAD含量和SOD活性增加,叶面积、地上鲜重、根系含磷量和叶片含磷量减少.     

贵州省马铃薯晚疫病菌生理小种的组成与分布

[目的]明确贵州省2013～2014年马铃薯主产区致病疫霉生理小种的类型、组成及分布,为贵州省有针对性地选育、引进和推广马铃薯抗晚疫病品种提供科学依据.[方法]利用一套含有11个主效基因的鉴别寄主,对2013～2014年从贵州省13个马铃薯主产县(市、区)采集得到的260个马铃薯晚疫病菌菌株进行生理小种鉴定.[结果]从260个马铃薯晚疫病菌菌株中共鉴定获得16个生理小种,其中2.5.6.8.9.11号小种出现频率最高,发生频率为26.5％,主要分布在威宁县、黔西县、赫章县、大方县、七星关区、盘县、安顺市和遵义县;其次是2.5.6.8号小种,发生频率为20.8％,主要分布在遵义县、安顺市、黔西县和大方县.2013～2014年贵州省马铃薯晚疫病菌生理小种组成中,复合型毒力基因生理小种占据主导地位,其中1.2.4.5.6.8.9.11号小种含有的毒力基因数目最多.安顺市、遵义县、道真县和荔波县的马铃薯晚疫病菌生理小种组成较复杂,生理小种数在4～6种;而黔西县和雷山县的马铃薯晚疫病菌生理小种组成较简单,仅有2个生理小种.[结论]2013～2014年贵州省马铃薯晚疫病菌生理小种有16种类型,优势小种为2.5.6.8.9.11号,次优势种群为2.5.6.8号.贵州省马铃薯晚疫病菌生理小种已呈多样性和复杂化的趋势.     

PEG6000渗透胁迫对鸟巢蕨生理指标的影响

研究在聚乙二醇6000(PEG6000)室内模拟干旱条件下,比较不同浓度PEG渗透胁迫对鸟巢蕨的叶片相对含水量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性、丙二醛含量以及游离脯氨酸量5个生理指标的影响.结果表明:鸟巢蕨叶片相对含水量与胁迫程度呈负相关;复水后各浓度处理下的叶片含水量不能够恢复.丙二醛含量、游离脯氨酸量与胁迫程度呈正相关.复水后各浓度处理下的丙二醛含量不能够恢复,游离脯氨酸含量恢复到对照水平,可溶性糖均随着胁迫的时间延长而累积,20%浓度胁迫12h时达到峰值105.31mg/g,是参与鸟巢蕨渗透调节的主要物质之一,过氧化物酶活性呈先升高后降低的变化趋势,复水后降低至与对照组相近水平;说明鸟巢蕨逆境条件下,过氧化物酶上升到一个较高水平,减轻膜伤害程度,但随着膜伤害程度加深,过氧化物酶不能够在发挥作用.综合各项生理指标的分析认为,鸟巢蕨抗旱能力较差.     

不同种源马尾松幼苗对水分胁迫的生理响应

为了探索不同种源马尾松Pinus massoniana幼苗对水分胁迫的生理响应,用不同质量浓度聚乙二醇（PEG6000）对广东信宜、浙江淳安和贵州都匀等3个种源的马尾松幼苗进行人工水分胁迫处理。结果表明,水分胁迫下,各种源叶绿素质量分数都有所下降,PEG质量浓度为250g·L^-1时,广东信宜与浙江淳安2个种源分别下降了17．51％和17．69％,而贵州都匀种源则下降了14．98％。PEG质量浓度为350g·L^-1时,广东信宜、浙江淳安种源下降幅度为25．70％和27．27％,贵州都匀种源则为18．21％。质膜相对透性随着水分胁迫的加剧呈上升趋势,PEG质量浓度为250～350g·L^-1时上升幅度明显加大。过氧化物酶（POD）活性呈先上升后下降的趋势,在300g·L^-1 PEG处理下,广东信宜种源POD活性下降幅度达43．90％,浙江淳安和贵州都匀种源下降幅度较小,分别为23．99％和27．06％。随着水势下降,各种源针叶可溶性糖的质量分数总体呈上升趋势,其中,浙江淳安种源上升幅度较大,200g·L^-1 PEG处理时增加了42．78％,300g·L^-1 PEG处理增加了49．01％,相比之下,广东信宜种源只分别增加了19．49％和37．15％,上升幅度较小。硝酸还原酶活性下降,贵州都匀种源下降幅度较小,广东信宜种源下降幅度较大。综合评价认为,不同种源马尾松耐旱性存在着较大的种内遗传变异性,贵州都匀和浙江淳安种源耐旱性相对较强,而广东信宜种源耐旱性相对较弱,图4表2参15     

盐碱胁迫对山葡萄生理特性的影响

以山葡萄品种"左山一"、"双红"和山欧杂交种"公酿一号"为试材,研究了在不同盐碱胁迫下当年生扦插苗叶片中游离脯氨酸含量、膜透性和硝酸还原酶活性的变化。结果表明:盐碱胁迫使游离脯氨酸含量升高、细胞膜透性增大、硝酸还原酶活性增强。