蛋白质组学在番茄非生物逆境胁迫中的研究进展

【目的】回顾近年来蛋白质组学在番茄逆境胁迫中的研究进展,综述蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温、其它)胁迫上的研究进展,为利用蛋白质组学技术进一步研究番茄响应非生物逆境胁迫的分子机制奠定理论基础。【方法】运用统计学方法收集文献资料,并分析汇总蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温等)胁迫的研究文献进展情况。【结果】盐胁迫耐受性(渗透调节,渗透保护,离子稳态,消除氧清除剂,胁迫反应等)与胁迫的持续时间有关;下调的蛋白主要参与代谢和能量转换,上调的蛋白参与信号转导或运输;干旱应答蛋白包括与耐热性和渗透性保护剂的产生、脂质代谢、细胞壁修饰、神经酰胺代谢和丝裂原活化蛋白磷酸化相关的蛋白;蛋白质广泛参与了细胞过程,包括防御/应激反应,离子结合/转运,光合作用和蛋白质合成;最初如何感知胁迫条件,以及植物器官激活了哪些主要反应,可以避免低温胁迫晚期相关蛋白的干扰。【结论】在非生物逆境胁迫条件下,番茄通过改变自身的蛋白质表达水平对各种非生物胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示番茄响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,是番茄抗逆生物学研究的重要组成部分。     

榆叶梅等3种园林灌木的蒸腾特性

在利用LI-6400便携式光合系统测定分析阿克苏市3种园林灌木榆叶梅、红瑞木、紫穗槐蒸腾速率日变化、月变化特征的基础上,研究了光照强度、大气温度、大气相对湿度、大气水势、气孔导度、叶温下蒸汽压亏缺对蒸腾速率的影响,并进行相关性分析,建立了逐步回归模型。结果表明:3种灌木的蒸腾速率日变化均呈早晚低、中午高的单峰曲线,3种灌木蒸腾速率的大小为榆叶梅>红瑞木>紫穗槐,这与自由水含量的高低顺序一致。蒸腾速率的月变化为7月最高,5月和9月较低。水分利用效率的日变化曲线表现为早晨低、中午高、下午降低、傍晚又升高的特点,在生长季节,月变化为5月份最高,7月份最低。在影响蒸腾速率的各因子中,与之相关性最大的为光照强度,相关系数达到0.960,进行逐步回归分析后,3个模型都只含有光照强度一个因子。     

新疆‘叶尔羌’扁桃果实不同生育期叶片氮磷钾光谱特性研究

【目的】通过分析果实不同生育期叶片光谱反射率对N、 P、 K的响应,探寻采用叶片光谱指数诊断N、 P、 K敏感时期,为新疆莎车‘叶尔羌’扁桃简便快捷的非破坏性营养诊断提供最佳时间窗。【方法】采用“3414”肥料效应试验,利用Unispec-SC光谱仪测定莎车‘叶尔羌’扁桃在不同N、 P、 K施肥水平下果实座果期、 膨大期、 硬核期、 成熟期叶片的光谱反射率。【结果】‘叶尔羌’扁桃果实不同生育期叶片光谱反射率波动取决于波长,在可见光波段变异最小。光谱反射率总体上呈现硬核期＞座果期＞膨大期＞成熟期。在不同N、 P、 K施肥水平下,‘叶尔羌’扁桃果实不同生育期光谱指数(ND705)之间均存在显著差异(P＜0.05)或者极显著差异(P＜0.01)。叶尔羌扁桃果实座果期、 膨大期、 硬核期、 成熟期叶片氮素的敏感波段分别为815~894 nm,375~398 nm,608~616 nm,429~437 nm; 磷素的敏感波段为766~802 nm,1023~1063 nm,708~713 nm,1130 nm; 座果期、 膨大期、 成熟期叶片钾素的敏感波段分别为815~894 nm,345~368 nm,475~491 nm。【结论】果实成熟期与硬核期是N、 P、 K叶片光谱营养诊断的敏感时期。叶尔羌扁桃果实座果期、 膨大期、 硬核期、 成熟期叶片N素的敏感波段分别为815~894 nm,375~398 nm,608~616 nm,429~437 nm; P素的敏感波段为766~802 nm,1023~1063 nm,708~713 nm,1130 nm; 座果期、 膨大期、 成熟期叶片钾素的敏感波段分别为815~894 nm,345~368 nm,475~491 nm。     

Solanum pennellii LA716渐渗系群体田间耐盐性评价及杂种优势效应

[目的]筛选出优异的耐盐性渐渗系为培育耐盐品种提供参考依据.[方法]以76份Solanum pennellii LA716渐渗系群体(Introgression Lines,ILs)为研究对象,通过2年不同盐分田间试验及杂交试验评价,分析ILs渐渗系田间耐盐性及杂种优势.[结果]在盐碱地胁迫环境下,从产量、生物产量、抗逆性、坐果率和单果重等5个方面综合评价渐渗系群体的耐盐特性,筛选出了耐盐性良好,产量、单果重等性状良好的渐渗系材料1个(IL7-5);耐盐性良好,产量、单果重等性状较差的渐渗系材料3个(IL6-2、IL6-4和IL7-1);耐盐性较好,产量、单果重等性状良好的渐渗系材料2个(IL2-1-1与IL2-6-5).以筛选出的耐盐渐渗系与对盐碱敏感,但产量、单果重等其它商品性状良好的品系配制26个杂交组合,在不同盐碱水平的地块(中盐地9.4g/kg、重盐地20.2 g/kg、重度重盐地40.1 g/kg)进行耐盐性鉴定筛选,筛选出的4个杂交品系(IL7-1×CT-95、IL7-5×CT-88、IL2-1-1 ×CT-127、CT-50 × IL6-2)表现出明显的耐盐性,移栽成活率和产量均高于其遗传背景材料M82及生产中应用的3个对照品种AB2、新番4号和新番41号(屯河48号).[结论]IL7-5耐盐性良好,产量、单果重等性状良好;IL6-2、IL6-4和IL7-1耐盐性良好,产量、单果重等性状较差;IL2-1-1与IL2-6-5耐盐性较好,产量、单果重等性状良好.     

基于 TMT和PRM 技术筛选番茄响应盐胁迫差异表达蛋白

【目的】 盐胁迫是造成番茄产量损失和品质严重下降的关键非生物胁迫之一,研究番茄耐盐的分子机制,为认识番茄幼苗应答盐胁迫分子调控机制奠定基础。【方法】 研究利用番茄耐盐渐渗系IL-7-5-5和番茄盐敏感M82为试材,采用同位素相对标记与绝对定量(TMT)技术结合定量蛋白质组平行反应监测(PRM)技术,对200 mM盐胁迫12 h的番茄幼苗叶片进行蛋白质组学研究,筛选出盐胁迫响应显著的潜在靶标蛋白。【结果】 (1)共鉴定出286个差异显著表达蛋白(DEPs)。盐胁迫下IL-7-5-5鉴定到191个DEPs,其中119个表达上调,72个表达下调。在M82中鉴定出157个DEPs,其 中84个表达上调,73个表达下调。维恩图分析显示,有129和95个差异蛋白分别特异于IL-7-5-5和M82。有62个显著差异蛋白共表达,其中 28 个在IL-7-5-5和M82中均上调,15 个均为下调,表现出对盐胁迫的一致响应。19个显著差异蛋白在表达相反,有5个蛋白质在ST中下调,在SS中上调,14个差异蛋白在ST中上调,在SS中下调;(2)番茄盐反应蛋白种类诱导能力强,主要与代谢过程、单组织过程以及细胞过程有关,细胞组成主要涉及细胞、细胞器、分子复合物和膜,基因本体分子功能显示,这些差异性蛋白主要参与催化活性、绑定和分子功能调控。(3)选择11个显著差异蛋白PRM验证结果与TMT 定量表现出相同的趋势。差异蛋白包括 A0A3Q7E8T9、A0A3Q7EK65、A0A3Q7FY19、A0A3Q7G430、A0A3Q7ITH0、A0A3Q7J1Y7、P05116、Q43779、A0A3Q7F8W6、A0A3Q7GKU3、A0A3Q7J0Z4,可能是番茄幼苗耐盐的潜在靶标蛋白。【结论】 研究采用 TMT 结合 PRM 技术,筛选出番茄幼苗响应盐胁迫差异表达蛋白。     

扁桃||冬小麦间作模式下树冠结构对间作 区域光环境的影响

本文研究了作物、果树间作模式下果树树冠结构对间作作物区域光环境的影响,为果粮间作模式下适宜果树高光效树形结构的确定提供理论依据。以南疆地区扁桃(10 a)||冬小麦间作种植模式为研究对象,扁桃树形分为疏散分层形、开心形、高干形、小冠半圆形4个树形处理,以非间作的冬小麦大田为对照,于冬小麦灌浆期对间作区域不同波段辐射强度、光谱组成和光合有效辐射(PAR)日变化规律进行分区测定。结果表明:1)各树形对应间作区域光环境优劣程度从高至低依次为小冠半圆形、高干形、开心形、疏散分层形,几个树形处理间作区域总辐射强度平均值分别为对照的55.63%、46.54%、37.87%和28.76%,光合有效辐射强度依次为自然光对照的55.84%、44.57%、35.52%和26.40%;2)与自然光对照相比,间作区域各波段光照辐射强度均有不同程度降低,其中PAR、蓝紫光、黄绿光和红橙光区域消减幅度高于总辐射平均值,紫外、近红外和远红外区域消减幅度低于总辐射平均值。以疏散分层形西侧冠下区为例,该区域总辐射消减为自然光的11.37%,蓝紫光、黄绿光、红橙光和光合有效辐射分别消减至对照的7.98%、8.42%、8.62%和8.30%;紫外光、近红外和远红外分别消减至对照的12.30%、15.94%和23.00%;3)光质参数中"红橙光/远红外"比值对树冠结构特征变化敏感度高,变异系数为23.34%,可作为对间作区域光环境评价的主要指标;4)冠幅、干高、树高、有无主干等树冠结构指标对间作区域特别是东侧区域的PAR日变化趋势影响大。综合以上结果,南疆扁桃||冬小麦间作模式下,控冠、提干、落头等整形修剪措施能够改善间作区域的光照条件,以采用小冠半圆形树形间作区域光环境最优。     

基于高光谱‘叶尔羌’扁桃氮磷钾含量估测模型研究

通过分析果实不同生长发育阶段叶片光谱反射率与氮、磷、钾含量的相关性,探寻叶尔羌扁桃叶片N、P、K含量估算的光谱模型,旨在为莎车‘叶尔羌’扁桃简便快捷的非破坏性营养诊断提供高效、适时的方法。基于‘3414’肥料效应实验,利用Unispec-SC光谱仪测定‘叶尔羌’扁桃在不同N、P、K施肥水平下果实关键发育期的叶片光谱反射率,实验室测定叶片N、P、K含量,采用相关分析与回归分析方法进行统计分析。结果表明,‘叶尔羌’扁桃果实坐果期、膨大期、硬核期、成熟期叶片光谱反射率或其衍生变量与氮、磷、钾含量存在一定的关系,以相关性最强的两个反射率之和为自变量,N、P、K含量为因变量,拟合的Cubics Ration、二次曲线方程R2值较高。最终确定‘叶尔羌’扁桃坐果期叶片氮营养诊断最佳模型为:Y=-2051.4471-7099.5965X-6048.4479X~2,其中X为lg R823+lg R880,果实膨大期的最佳模型为:Y=(21.8812+39.8456X+24.3772X~2+5.1255X~3)/(0.005188X~3),其中X为lg R382+lg R383;坐果期的P营养诊断最佳模型为Y=(-0.000003+0.000803X-0.070160X~2+2.8169X~3)/(0.407026X~3),X为lg(R789+R790);坐果期的K营养诊断最佳模型为Y=(-7.7960+22.5853X-21.8023X~2+7.0133X~3)/0.000032X~3,其中X为R830+R850,Y均为估测值含量。由此得出,可根据果实不同生长发育阶段叶片N、P、K素光谱敏感波段、光谱反射率或其衍生变量通过一定的函数关系能够建立N、P、K含量监测模型。     

新疆芜菁硫甙葡萄糖苷的组分鉴定与分析

以新疆芜菁(Brassica rapaspp.rapa)为研究对象,利用超高效液相色谱(UPLC)技术,对新疆芜菁营养生长期(肉质根生长)不同发育阶段(前期、盛期、成熟期)、不同生长部位(根、茎、叶)中硫甙葡萄糖苷质量分数进行分析鉴定。结果表明,营养生长期不同发育阶段、不同生长部位含有7种脂肪族硫苷、1种芳香族硫苷和4种吲哚族硫苷共12种硫苷,具有一定的差异。7种脂肪族硫苷分别为2-羟基-3-丁烯基硫苷、4-甲亚砜丁基硫苷、2-羟基-4-戊烯基硫苷、5-甲亚砜戊基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-戊烯基硫苷、4-甲硫丁基硫苷;1种芳香族硫苷为苯乙基硫苷;4种吲哚族硫苷为4-羟基-3-吲哚甲基硫苷、3-吲哚甲基硫苷、4-甲氧-3-吲哚甲基硫苷、1-甲氧-3-吲哚甲基硫苷。其中,2-羟基-4-戊烯基硫苷与5-甲亚砜戊基硫苷在新疆芜菁根部未检测出,在肉质根生长前期,根、茎、叶部位未检测出。根、茎、叶中脂肪族硫苷质量分数在总硫苷中所占比例较大,根部主要硫苷成分有4-甲硫丁基硫苷、苯乙基硫苷、3-丁烯基硫苷,茎部主要硫苷成分有3-丁烯基硫苷、4-甲硫丁基硫苷、1-甲氧-3-吲哚甲基硫苷,叶部主要硫苷成分有3-丁烯基硫苷、2-羟基-3-丁烯基硫苷、4-戊稀基硫苷。     

芜菁营养生长期叶片光谱特性及对氮的敏感性

【目的】分析芜菁营养生长期叶片光谱反射率对N的响应,研究采用叶片光谱指数诊断N敏感时期,为新疆芜菁简便快捷的非破坏性N营养诊断提供最佳时间窗。【方法】利用Unispec-SC光谱仪测定不同芜菁幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期叶片的光谱反射率。【结果】芜菁营养生长期叶片光谱反射率波动取决于波长,在可见光波段的变异最小。芜菁营养生长期不同发育阶段光谱指数(ND₇₀₅)之间均存在显著差异(P＜0.05)或者极显著差异(P＜0.01)。【结论】叶片生长旺盛期为长黄蔓菁、新星圆蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期,叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期为新星圆蔓菁(二代)氮素光谱营养诊断的敏感时期。幼苗期和成熟期可以作为区分几个品种芜菁氮素光谱营养诊断的敏感生育期。     

哈密瓜种质资源苗期细菌性果斑病抗性鉴定

【目的】 筛选出高抗细菌性果斑病的甜瓜资源,为选育抗病品种奠定基础。【方法】 采用室内苗期人工喷雾法接种,采用2种抗性分级方法,以感病品种炮台红为对照,对17份甜瓜资源进行抗性鉴定。【结果】 17份供试甜瓜材料中,没有对细菌性果斑病菌免疫的材料,JM17-14的抗性最强,相对抗病指数为0.85,属高抗水平;采用两种抗性分级标准,供试甜瓜材料的抗性强弱顺序基本一致,但抗性水平有差异;17份供试材料中杂交F₁代的抗性多介于其双亲之间,但也有超亲优势存在。【结论】 17份供试甜瓜材料中,JM17-14的抗性最强,为高抗细菌性果斑病资源,可用于抗性基因定位及抗病品种选育。