利用CRISPR/Cas9技术敲除拟南芥转录因子MYB40的两种可变剪接体

MYB家族转录因子在植物抵抗非生物胁迫过程中发挥着重要功能。前期研究发现强旱生植物霸王转录因子ZxMYB315参与到植物抗逆过程中,其在拟南芥中的同源基因MYB40的两种不同可变剪接体MYB40.1和MYB40.2对盐胁迫均有明显响应,但其在植物抗逆过程中的功能还未见报道。分析了在盐处理条件下MYB40.1及MYB40.2的表达模式,并利用CRISPR/Cas9技术,获得了2个MYB40.1被编辑株系,及3个MYB40.1和MYB40.2被同时编辑株系,为揭示MYB40这两种可变剪接体在拟南芥响应逆境胁迫过程中的功能和分子机理奠定了基础。     

甘肃牧区牧民对草原生态补奖政策满意度研究

在中国政府致力于完善草原生态补奖机制的背景下,如何权衡牧民禁牧减畜与收入减少之间的矛盾,提高牧民对政策的满意度,是完善草原生态补奖政策亟须解决的关键科学问题。第一轮草原生态补偿政策实施期(2011-2015年)已结束,第二期(2016-2020年)已经开始,评估牧民对第一期补偿政策的满意度,对完善第二期草原生态补偿机制具有重要的借鉴意义。本研究以甘南、肃南和天祝500户牧户为调查对象,采用探索性因子分析,选取牧民社会经济特征、牧民对草原生态补奖政策的感知质量和感知价值3个潜变量,构建牧民对草原生态补偿政策满意度结构方程模型。结果显示,牧民受教育水平越高,获得的草原生态补奖额度越高,其对草原生态补奖政策的满意度也越高。牧民生活与放牧地区自然灾害发生情况,以及水质和水量的下降情况从侧面反映该地区草原生态环境情况。因此,本研究从完善牧区教育机制,强化草原生态补奖政策配套措施建设,鼓励牧民对草场进行科学管理等方面提出增强牧民对草原生态补奖政策满意度的建议。     

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落多样性和稳定性的影响

物种多样性和功能冗余是评价植物群落稳定性的重要内容。采用野外调查方法研究了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落物种多样性、功能多样性、功能冗余和植物群落稳定性的影响。结果表明:高原鼠兔干扰增加了物种丰富度指数、功能多样性和功能冗余,降低了物种多样性指数、均匀度指数和植物群落稳定性。随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落多样性指数、丰富度指数、功能冗余和植物群落稳定性呈先增大后减小的变化趋势,说明高原鼠兔干扰对植物群落物种多样性和稳定性的影响不仅要考虑干扰与否,而且要考虑干扰强度。     

AM真菌与根瘤菌对紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的影响

通过温室盆栽试验,探究了丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌对紫花苜蓿尖孢镰刀菌萎蔫和根腐病的影响,以期为合理利用两类共生菌,提高苜蓿抗病性提供理论依据。试验共8个处理,分别为接种或不接种AM真菌、根瘤菌和病原菌以及两两组合。与对照相比,AM真菌降低紫花苜蓿萎蔫和根腐病发病率80.13%(P<0.05)。AM真菌和根瘤菌互作促进苜蓿养分吸收、叶绿素合成,互作处理较对照叶绿素含量(soil and plant analyzer development value,SPAD值)提高61.85%,茎叶N含量提高26.5倍、P含量提高54.3倍,紫花苜蓿茎叶干重提高23.4倍(P<0.05)。AM真菌促进了紫花苜蓿根瘤的形成,较对照根瘤数多111.73%;AM真菌与根瘤菌二者互作,进一步促进了紫花苜蓿生长、养分吸收,降低了紫花苜蓿发病率,同时显著影响紫花苜蓿根系相关生化指标。互作处理提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性41.05%,β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性33.9%,茉莉酸(jasmonic acid,JA)浓度23.32%,木质素(lignin)16.92%,脱落酸(abscisic acid,ABA)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H 2O 2)浓度分别降低26.68%,9.63%和25.26%,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量降低24.57%。综上所述,摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌互作,可有效减轻紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的发生,二者具有良好的生防潜力。     

适合于温室盆栽苜蓿的营养液比较研究

健康的盆栽苜蓿植株是致病性测定等室内科学试验的前提,其生长极易受土壤营养供应的影响。为选择温室盆栽条件下紫花苜蓿健康生长所需要的适宜营养液,本研究将萌发2 d的苜蓿幼苗移栽于装有灭菌土的花盆中,出苗至第4周收获期间,分别浇灌施可得植物生长液、霍格兰氏营养液、自来水和蒸馏水,分析比较苜蓿幼苗在4周期间的长势、生长速率、株高以及生物量等指标。结果表明:施可得植物生长液明显优于其他处理,此处理下植株生长最旺盛,未出现叶片变色、干枯,且植株高大、枝叶繁茂、叶片嫩绿,分枝数4.28个·株~(-1),生长速率达1.15 cm·d~(-1)(自来水的仅为0.28 cm·d~(-1)),而其余处理植株在第4周时或多或少出现叶片干枯甚至死亡的植株,也未出现分枝;霍格兰氏营养液次于施可得植物生长液,蒸馏水和自来水处理的植株其各项指标无显著差异;与浇灌自来水相比,浇灌施可得植物生长液的植株的株高、地上鲜重、地上干重、根鲜重、根干重、根表面积、根直径、叶片数和节间数分别增加256%、731%、655%、384%、445%、101%、27%、84%和112%,均显著(P0.05)增加,浇灌霍格兰氏营养液的以上指标分别显著(P0.05)增加88%、117%、188%、105%、117%、40%、7%、30%和40%。     

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落多样性和稳定性的影响

物种多样性和功能冗余是评价植物群落稳定性的重要内容。采用野外调查方法研究了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落物种多样性、功能多样性、功能冗余和植物群落稳定性的影响。结果表明:高原鼠兔干扰增加了物种丰富度指数、功能多样性和功能冗余,降低了物种多样性指数、均匀度指数和植物群落稳定性。随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落多样性指数、丰富度指数、功能冗余和植物群落稳定性呈先增大后减小的变化趋势,说明高原鼠兔干扰对植物群落物种多样性和稳定性的影响不仅要考虑干扰与否,而且要考虑干扰强度。     

敖汉和维多利亚紫花苜蓿对低磷环境应激机制的比较

为了探索紫花苜蓿在低磷环境下的表现及响应机制,以期为提高苜蓿磷利用效率及磷吸收效率提供参考。试验以耐低磷较强的敖汉苜蓿和耐低磷较弱的维多利亚苜蓿为研究对象,以正常磷(500 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理为对照,低磷(5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)胁迫处理10、15、20 d后,分别观测其形态特征及生理指标的变化,比较两个品种在低磷胁迫下的差异,综合分析其耐低磷机制。结果表明,低磷胁迫下,敖汉和维多利亚的株高、地上生物量及磷含量有所下降,地下生物量、根冠比、总根长、根表面积及磷利用率有所提高,二者净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降(P<0.05),但是敖汉的下降幅度都远小于维多利亚;二者的酸性磷酸酶活性都极显著增强(P<0.01),但敖汉的酸性磷酸酶活性极显著高于维多利亚(P<0.01)。综合表明,低磷胁迫抑制了苜蓿的地上部分生长,促进了地下部分生长,敖汉较维多利亚耐低磷主要表现在光合作用受低磷影响较小、磷酸酶活性增强幅度较大。通过两个品种在低磷胁迫下的不同表现,为紫花苜蓿的耐低磷机制研究提供一定的理论依据。     

箭筈豌豆新品种DUS测试指南研制—测试性状评价和参照品种筛选

以国际植物新品种保护联盟(UPOV)制定的植物新品种DUS(distinctness, uniformity and stability)测试指南总则(TG/1/3)、箭筈豌豆DUS测试指南(TG/32/7)等技术文件为指导,对箭筈豌豆DUS测试指南的核心技术内容:测试性状和参照品种等开展了研究。在国内外共收集到51个箭筈豌豆品种,并进行连续2年的田间观测。观测性状总计31个,包括UPOV箭筈豌豆DUS测试指南中的23个性状,以及本实验发现有特异性的8个新增性状。对每个测试性状的表达状态、观测时期、测定方法、观测数量等进行了分级和详尽描述。共筛选出32个参照品种(国际21个, 我国11个),确定了123个表达状态。并对UPOV 箭筈豌豆DUS测试指南中“外种皮底色”和“种子形状”表达状态的分级进行了补充。本研究结果可为我国箭筈豌豆新品种 DUS 测试指南的制定奠定技术基础,对促进我国箭筈豌豆品种保护、审定和育种工作具有重要的意义。     

转录组测序在林草植物抗逆性研究中的应用

生物和非生物胁迫对农作物产量和生态环境造成极大的威胁,林草植物对外界环境具有较强的适应能力,因此挖掘林草植物抗逆基因,分析其抗逆机制已经成为当下的研究趋势。随着科学技术的发展,利用生物测序技术研究植物抗逆的分子机制已成为当今植物逆境生理和分子生物学研究的一个重大课题,其中转录组测序(RNA-seq)研究是揭示植物抗逆机理以及筛选抗逆基因的主要研究技术。以Roche/454、Illumina/Solexa和ABI/SOLID为代表的二代测序技术(NGS)发展迅速,相较于传统测序手段具有成本低、测序时间短、高通量等优点,已被广泛应用于全基因组、RNA-seq和miRNA测序等研究。因此,RNA-seq技术可加快林草植物抗逆机制的研究和抗逆基因资源的挖掘,从而为农作物、优良林草植物抗逆性遗传改良和新品种培育奠定基础。本研究详细介绍了近年来NGS技术在林草植物应对病虫害、高温、冷害、盐、干旱以及土地贫瘠等方面的转录组学的研究进展,最后针对转录组测序的发展趋势和应用前景进行了展望。