硒处理对薄壳山核桃幼苗生长的影响

为探究硒对薄壳山核桃幼苗生长的影响,利用不同浓度亚硒酸钠[0(CK)、0.5、5、10、20、40、80 μmol·L^-1]对薄壳山核桃幼苗进行处理,并测定相关生理指标。结果表明,低浓度硒对薄壳山核桃幼苗生长发育、生物量积累、酶活性均有促进作用,而高浓度硒抑制了幼苗生长、干物质的积累、酶活性、光合速率,且硒浓度越高,抑制作用越明显。80 μmol·L^-1 硒浓度处理后的根长较CK显著降低了55.36%(P<0.05),其他形态指标均无显著差异。硒处理显著提高了幼苗体内的硒含量,且根系>叶片。随着硒浓度的增加,叶、根内的硒含量呈先升高后降低的趋势,硒浓度≥0.5 μmol·L^-1时,其他处理均与CK存在显著差异。40 μmol·L^-1硒浓度处理下叶中的硒含量较CK显著增加了1 682倍,根中的硒含量提高了482倍。低硒浓度(≤10 μmol·L^-1)处理可以促进根中Mn²⁺、Mg²⁺含量和叶中的Zn²⁺含量的积累。当硒浓度≥5 μmol·L^-1时,会促进根中Zn²⁺含量的积累,硒浓度≥10 μmol·L^-1,促进茎中Mn²⁺含量的积累,其中在80 μmol·L^-1硒浓度处理下茎中Mn²⁺含量为CK的9.29倍。过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性随着硒浓度增加均呈先增后减的趋势,且在0.5 μmol·L^-1硒浓度处理下达到最高,明显高于CK,分别为1 698.63、1 912.28 U·mg prot^-1。综上,低浓度硒处理和施硒时间长短对幼苗光合作用影响不大,而高浓度硒处理会抑制光合作用。本研究结果为进一步揭示硒富集机理和硒的科学使用提供了理论依据。     

溶磷复合菌剂筛选及其对山核桃幼苗的生物学效应

为探究不同溶磷复合菌剂对山核桃幼苗生物学效应的影响,本研究从山核桃根际土壤中分离获得3株溶磷菌:果胶杆菌Pectobacterium cypripedii(R7)、伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.(R8)、肠杆菌Enterobacter sp.(R9)和4株自生固氮菌株:解聚糖类芽孢杆菌Paenibacillus glycanilyticus(G2)、葡萄球菌Staphylococcus sp.(G3)、假单胞菌Pseudomonas sp.(G4)、芽孢杆菌Bacillus sp.(G5),分别组合筛选出4种复合菌剂(R7G5、R8G4、R8G5、R9G4),并以蒸馏水为对照(CK),将其接种于山核桃幼苗的土壤中,通过测定接种处理后幼苗各项生长和生理指标,评价复合菌株对山核桃幼苗的作用效果。结果显示,R9G4和R8G5复合菌剂在蒙金娜无磷培养基(PVK)连续培养5 d后溶磷量显著高于其他组合。所有复合菌剂对山核桃幼苗均有促生作用;其中R8G5复合菌剂比其他复合菌的总体促生效果更为明显,施用后山核桃幼苗的根长、根面积、总生物量、全磷含量和可溶性糖含量较CK分别增加了105.53%、89.07%、52.94%、55.23%和91.99%;而施用R9G4复合菌剂后山核桃幼苗净光合速率(Pn)和全磷含量的提升效果最佳,较CK分别增加了79.47%和58.16%。本研究结果为进一步研制山核桃苗期促生菌剂提供了理论依据。     

薄壳山核桃CiSULTR2.1基因的克隆与表达分析

为探究薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及表达特征,以一年生薄壳山核桃实生苗为材料,利用RT-PCR和PCR技术克隆CiSULTR2.1基因全长,利用RT-qPCR技术分析其在不同浓度硒酸盐处理下的表达情况。结果表明,克隆得到1 902 bp的序列,经分析此序列属硫转运蛋白基因CiSULTR2.1全长开放阅读框的cDNA,编码633个氨基酸。CiSULTR2.1蛋白分子质量为68 943.37 Da,为疏水性的非分泌蛋白,无信号肽,结构稳定,二级结构主要由α-螺旋(51.18%)、延伸链(12.64%)和无规则卷曲(31.28%)构成,包含硫转运蛋白典型的Sulfate-transp结构域(PF00916)和STAS结构域(PF01740)。RT-qPCR分析结果表明,CiSULTR2.1在薄壳山核桃幼苗根与叶中均有表达,40、80 μmol·L^-1硒酸盐处理下,12 h出现表达高峰,此后表达量明显下降;而0.5 μmol·L^-1硒酸盐处理下,CiSULTR2.1表达高峰出现时间延后至48 h。硒酸盐浓度过高时,CiSULTR2.1表达量显著下降且低于对照。CiSULTR2.1基因能够快速响应40、80 μmol·L^-1高浓度硒酸盐的诱导,而0.5 μmol·L^-1低浓度硒酸盐需要较长时间才能诱导其高表达。高浓度硒酸盐处理较长时间对植物产生毒性效应,植物对硒酸盐的吸收减少,硒含量降低。本研究结果为薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及硒吸收机制的研究提供了理论依据。     

硒处理对薄壳山核桃果实品质及矿质元素积累的影响

【目的】探究硒处理对薄壳山核桃果实发育、矿质元素积累和果实品质的影响。【方法】以12 a(年)生盛果期薄壳山核桃‘威斯顿’嫁接株为试材,用0 mg·kg-1(CK)、20 mg·kg-1(T1)、40 mg·kg-1(T2)、80 mg·kg-1(T3)、160 mg·kg-1(T4)的亚硒酸钠溶液处理薄壳山核桃果实,采样测定薄壳山核桃果实各项生理指标。【结果】160 mg·kg-1硒处理后,薄壳山核桃的鲜果质量、果质量、仁质量分别为31.20 g、10.80 g、5.45 g,较对照组分别提高了13.91%、6.73%、11.22%。硒处理促进种仁中Se、Zn、Mn、Mg含量的积累,抑制Cu、Fe、K、Ca含量的积累。随着硒处理质量分数提高,种仁Se含量极显著提高,160 mg·kg-1硒处理后,Se含量(w,后同)为0.50 mg·kg-1,较对照极显著增加了49倍。硒处理与种仁Zn含量呈极显著正相关,160 mg·kg-1硒处理后,Zn含量较对照极显著提高了11.16%。硒处理对种仁Cu、K、Ca含量的抑制作用随着硒处理质量分数的增加表现出先增强后减弱的趋势,而硒处理对种仁Fe含量的抑制作用随处理质量分数增加逐渐减弱。各处理质量分数下,种仁中不饱和脂肪酸含量无显著差异,不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸的比值大小依次为T4(11.40)T3(11.01)CK(10.87)T2(10.49)T1(10.27)。硒处理后,种仁中各氨基酸组分含量均高于对照,氨基酸总量大小依次为T4(12.21 g·100 g-1)T3(11.25 g·100 g-1) T1 (11.20 g·100 g-1)T2(11.09 g·100 g-1)CK(9.35 g·100 g-1),且160 mg·kg-1硒处理后的氨基酸含量(赖氨酸、蛋氨酸除外)显著高于对照组。【结论】160 mg·kg-1亚硒酸钠处理促进了薄壳山核桃果实的发育与生长,影响了果实各部分各元素的吸收,显著提高了薄壳山核桃种仁硒含量和各氨基酸组分含量。     

酸处理对薄壳山核桃和山核桃幼苗生长和生理的影响

为探究薄壳山核桃和山核桃幼苗对酸处理的生理生化响应，以一年生的薄壳山核桃(CI)和山核桃(CC)实生苗为试材，分别采用pH 6.0(CK)、pH 5.0（轻度酸处理）、pH 4.0（中度酸处理）和pH 3.0（重度酸处理）的霍格兰氏营养液培养植株，并测定其生理生化指标。结果显示：在重度酸处理下，与CK组相比，薄壳山核桃和山核桃实生苗的株高分别增加15.23%和15.36%，地径分别增加11.91%和13.88%；而两者的幼苗叶片数量均急剧减少。薄壳山核桃和山核桃幼苗的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随pH值的下降显著减小。在重度酸处理下两种植株的净光合速率均小于0，说明幼苗呼吸速率大于光合速率。与CK组相比，薄壳山核桃和山核桃胞间CO₂浓度增幅分别为27.26%和19.21%，气孔导度降幅分别为35.51%和65.88%，蒸腾速率降幅分别为32.80%和64.14%。总之，随着营养液pH值的降低，山核桃的光合参数变化幅度大于薄壳山核桃，两种植株的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)呈现先下降后上升的趋势。山核桃幼苗的丙二醛(MDA)含量随营养液pH值降低而增加，薄壳山核桃丙二醛含量无明显变化。山核桃氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性随pH降低而下降，重度酸处理下，降幅分别为44.28%和43.45%；薄壳山核桃中SOD的活性不受营养液pH的影响，而随营养液pH降低，POD活性呈现先上升后下降的趋势，在重度酸处理下，与CK组相比，降幅为31.18%。通过检测薄壳山核桃和山核桃幼苗酸敏感性的生理指标（P_n、T_r、C_i和G_sw），发现薄壳山核桃比山核桃抗酸性更强。综合上述结果，认为薄壳山核桃有更强的抗酸能力。