砷胁迫对药用植物黄芪中抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨砷胁迫对药用植物黄芪中抗氧化酶活性的影响,以期为揭示砷毒害植物机理提供理论依据。[方法]以内蒙药用植物黄芪为材料,分别采用高锰酸钾滴定法、愈创木酚法、邻苯三酚自氧化法以及硫代巴比妥酸法研究不同浓度砷胁迫下对药用植物黄芪中过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性影响以和丙二醛（MDA）的浓度变化。[结果]随着砷浓度升高,黄芪叶片中这3种酶的活性能够维持,特别是POD活性显著增加。从时间动态看,随处理时间的延长,黄芪叶片中的CAT活性先升高再降低,POD活性增加,SOD活性变化不显著;MDA含量先升后降,第8天达到最大值。[结论]该研究可为中药材重金属含量控制和药理活性鉴定提供理论依据。     

四倍体杂交冰草AFLP遗传连锁图谱的构建

为给冰草抗性及产量等重要性状QTL定位及分子标记辅助育种等研究奠定基础,以四倍体杂交冰草的347个F2代单株及其亲本为材料,利用AFLP分子标记技术构建四倍体冰草的分子遗传连锁图。结果表明,本研究首次成功构建出1张密度较高的四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,该图谱包含14个连锁群,572个标记,各连锁群长度范围为129.75~214.90cM,覆盖基因组总长度2 266.59cM,标记间平均间距4.13cM。     

四倍体杂交冰草新品系的细胞学鉴定及SSR分析

为明确四倍体杂交冰草新品系SZB-01和SZB-02的细胞学及DNA分子水平的遗传特征,采用卡宝品红染色制片法和SSR分子标记技术,对SZB-01和SZB-02与亲本蒙古冰草、航道冰草及其正、反交杂种F1的花粉母细胞减数分裂的染色体配对行为、花粉育性、结实性及DNA指纹特征进行了比较分析。结果表明,SZB-01和SZB-02的PMCMⅠ染色体构型均为2n=4x=28=14Ⅱ,配对行为规则,且环状二价体占优势,染色体遗传稳定;SZB-01和SZB-02的花粉可育率分别为83.39%和85.30%,自然结实率分别为67.54%和69.98%,育性较好;筛选出11对多态性好的SSR引物,通过PCR扩增建立了SZB-01与SZB-02的DNA指纹图,6个供试材料间的遗传距离(GD)变幅为0.3506~0.7541,以GD值0.45为基准可将其分为4类。     

铜、铅、锌对黄芪生长及其DNA损伤的影响

【目的】探究重金属铜、铅、锌胁迫对药用植物黄芪植物种子萌发、生根、叶片叶绿素含量和DNA损伤的影响,为黄芪无公害栽培和药材基地环境评价提供理论依据。【方法】以内蒙特色药用植物黄芪为材料,设置不同浓度重金属（0～300 mg/L）单一和复合污染（Zn 200/Cu 200、Zn 200/Pb 200、Pb 200/Cu 200 mg/L）,观察黄芪生长状况及其叶片叶绿素含量的变化,并利用单细胞凝胶电泳技术检测黄芪DNA损伤情况。【结果】在0～100 mg/L时,Cu2+、Pb2+、Zn2+单一胁迫可促进黄芪种子萌发,大于100 mg/L时则抑制种子萌发。随着黄芪培养时间的延长和重金属离子处理浓度的升高, Pb2+处理的黄芪根生长受抑制逐渐增强,黄芪根长变短;Cu2+、Zn2+处理的黄芪根长呈先升高后降低的趋势,在不同时期内两者最长根长出现的处理浓度分别为60和100 mg/L。3种重金属Cu2+、Pb2+、Zn2+单一处理后,黄芪总叶绿素含量呈先增后降的变化趋势,当Cu2+处理浓度高于100 mg/L、Zn2+处理浓度高于200 mg/L、Pb2+处理浓度高于60 mg/L时,黄芪叶片叶绿素含量最高,随后不断降低。Cu/Zn、Zn/Pb复合胁迫,会降低彼此的毒害作用;Cu与Zn复合胁迫,对彼此毒害作用影响不大。随着重金属Zn2+、Pb2+、Zn2+浓度的增加,对黄芪DNA的伤害程度不断加大,Pb2+处理造成的损伤最大,Cu2+处理次之,Zn2+处理最小。【结论】一定含量的Pb2+、Cu2+、Zn2+对药用植物黄芪种子萌发、生根、叶绿素含量具有一定毒害作用,且随重金属浓度的增加,毒害程度加深。3种重金属离子的毒性大小排序为Pb2+＞Cu2+＞Zn2+。     

四倍体杂交冰草新品种——蒙杂冰草1号的选育

将二倍体航道冰草(Agropyron cristatum cv.Fairway)与蒙古冰草(Agropyron mongolicum)进行种间远缘杂交获得的杂交种F1代种子,利用秋水仙碱诱导染色体加倍,通过选育得到四倍体杂交冰草优良新品系SZB-02,经品比、区域和生产试验,历时13年育成四倍体蒙杂冰草1号新品种。该品种为多年生疏丛型禾本科草本植物,须根系、植株生长整齐、叶长披针形、穗型较宽大。蒙杂冰草1号产量较高,年刈割两次的鲜草总产量平均为25 938.35kg·hm-2,干草产量平均为9 552.33kg·hm-2,种子产量平均为802.37kg·hm-2。其开花期粗蛋白质含量高达16.13%,并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙和磷等营养成分,营养价值高;草质柔软、叶量大、适口性好,可青饲、放牧、调制干草等;发育前期耐低温能力强,生态适应性广,适宜于在≥10℃有效积温≥2 200℃·d的地区推广种植。     

黄芪和螺旋藻过氧化氢酶的活性研究

以黄芪和螺旋藻为材料,比较了黄芪和螺旋藻氧化氢酶的活性;研究了不同温度、pH值以及不同浓度的有机溶剂对黄芪过氧化氢酶活性的影响,探究了黄芪和螺旋藻氧化氢酶的最佳提取条件。结果表明,质量相同的情况下,在黄芪中可提取到更多的过氧化氢酶,提取效果较好;黄芪过氧化氢酶提取的最适pH值为7.0;黄芪过氧化氢酶提取的最适温度为30℃;低浓度的有机溶剂更有利于黄芪过氧化氢酶的提取。该研究为在工业领域中采用温和而低污染的生物法来催化降解H2O2提供了参考。     

微生物实验教学改革创新探索

对微生物实验教学进行改革,通过提高学生的实验操作技能,调动学生的学习兴趣和学习积极性,开放实验室,注重培养学生观察、分析、解决问题的综合能力和创新意识,最终达到提高实验教学质量的目的。     

利用 SSR 分子标记构建四倍体杂交冰草的遗传连锁图谱

为构建四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,对深入开展冰草产量、抗性等重要性状的QTL定位及分子标记辅助育种提供依据,以四倍体杂种F2分离群体的347个单株及亲本蒙古冰草和航道冰草为材料,采用SSR分子标记技术和Joinmap 4.0软件进行了遗传作图研究。试验从256对SSR引物中筛选出条带清晰稳定、多态性丰富的适宜引物30对,PCR扩增得到224个SSR标记位点,平均每对引物扩增出7.47个位点,其中多态性标记位点185个,占82.6%。偏分离分析显示,在185个SSR多态性标记位点中有24个标记产生偏分离,占13.0%,符合植物遗传作图时通常偏分离标记比率30%的要求,可用于遗传作图。构建了1张四倍体杂交冰草的分子遗传连锁框架图谱,该图谱包含14个连锁群、185个标记,其长度范围在123.0~202.6cM之间,连锁群LG4最长、LG12最短,各连锁群的平均长度167.32cM,覆盖基因组总长度2342.5cM,标记间的平均距离12.66cM。     

铜、铅、锌对黄芪生长及其DNA损伤的影响

【目的】探究重金属铜、铅、锌胁迫对药用植物黄芪植物种子萌发、生根、叶片叶绿素含量和DNA损伤的影响,为黄芪无公害栽培和药材基地环境评价提供理论依据。【方法】以内蒙特色药用植物黄芪为材料,设置不同浓度重金属（0-300mg／L）单一和复合污染（Zn200／Cu200、Zn200／Pb200、Pb200／Cu200mg／L）,观察黄芪生长状况及其叶片叶绿素含量的变化,并利用单细胞凝胶电泳技术检测黄芪DNA损伤情况。【结果】在0-100mg／L时,Cu^2＋、pb^2＋、Zn^2＋单一胁迫可促进黄芪种子萌发,大于100mg／L时则抑制种子萌发。随着黄芪培养时间的延长和重金属离子处理浓度的升高,Ph^2＋处理的黄芪根生长受抑制逐渐增强,黄芪根长变短;Cu^2＋、Zn2＋处理的黄芪根长呈先升高后降低的趋势,在不同时期内两者最长根长出现的处理浓度分别为60和100mg／L。3种重金属Cu^2＋、Ph^2＋、Zn^2＋单一处理后,黄芪总叶绿素含量呈先增后降的变化趋势,当Cu2＋@理浓度高于100mg／L、Zn^2＋处理浓度高于200mg／L、pb^2＋处理浓度高于60mg／L时,黄芪叶片叶绿素含量最高,随后不断降低。Cu／Zn、Zn／Pb复合胁迫,会降低彼此的毒害作用;cu与zn复合胁迫,对彼此毒害作用影响不大。随着重金属Zn^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋浓度的增加,对黄芪DNA的伤害程度不断加大,Pbz抛理造成的损伤最大,Cun处理次之,Zn^2＋处理最小。【结论】一定含量的Ph^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋对药用植物黄芪种子萌发、生根、叶绿素含量具有一定毒害作用,且随重金属浓度的增加,毒害程度加深。3种重金属离子的毒性大小排序为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Zn^2＋。     

不同作物对砷吸收累积特性分析

【目的】探究玉米、白菜和番茄对砷吸收累积特性的差异,为蔬菜安全评价、育种和环境治理提供理论依据。【方法】以玉米、白菜、番茄为试验材料,开展水培试验,研究3种植物在不同砷浓度（0、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5mg／L）处理下株高、根长、生物量、转移系数、根冠比等各项指标的变化情况。【结果】不同浓度砷处理下玉米、白菜、番茄的株高均表现出先增高后降低的趋势;对生物量的影响为番茄〉白菜〉玉米;随砷处理浓度的增加,玉米的转移系数呈上升趋势,白菜和番茄呈先增加后降低的趋势。砷浓度〈1．5mg／L时,玉米、白菜、番茄的根冠比随砷处理浓度的升高而降低;砷浓度〉1．5mg／L时,乇米、白菜、番茄的根冠比随砷处理浓度的升高而升高。【结论】砷对植物株高、根长、地上部和地下生物量存在不同程度的抑制,可以通过株高、根长、生物量、转移系数、根冠比等效应指标来判断植物对砷胁迫的敏感程度,鲜重可作为砷敏感指标。