梨Shaker基因家族的鉴定及其响应低钾和盐胁迫的表达分析

[目的]Shaker基因家族在植物应对低钾环境胁迫和盐胁迫过程中发挥重要作用。杜梨是我国梨生产中应用较广的砧木,鉴定梨Shaker基因家族并研究其在杜梨低钾和盐胁迫下的响应,为提高杜梨耐低钾和盐胁迫提供理论依据。[方法]结合已公布的梨全基因组及拟南芥基因组相关数据,鉴定梨Shaker基因家族成员并分析其进化特征,通过RT-qPCR技术分析在低钾和盐胁迫下基因在杜梨幼苗根部表达特征。[结果]在全基因组中鉴定出9个梨Shaker家族的候选基因,这些基因分布在梨7条染色体上,根据进化分析将其分为5个亚族(Ⅰ—Ⅴ)。家族成员氨基酸序列大小、相对分子质量和等电点分别为587～1 481、(67.91～168.80)×10~3和6.23～8.80,亚细胞定位预测显示该家族成员主要定位于细胞质膜。基因结构分析发现,各亚族具有相似的外显子/内含子结构,但外显子和内含子数量不同。启动子顺式作用元件分析结果表明,PbShaker的启动子含有与抗氧化剂、低温、激素、干旱胁迫等相关的顺式作用元件。杜梨幼苗根中PbAKT1.1、PbAKT2/3和PbKC1.2在低钾胁迫15 d的表达量均明显上调,而盐胁迫下所有基因表达量均明显上调。PbAKT1.1/1.2和PbKC1.1在轻度盐胁迫下表达量高于重度盐胁迫的表达量,表明重度盐胁迫抑制其转录丰度;PbKC1.2随盐胁迫程度增加其表达量增加。[结论]梨Shaker基因家族成员在低钾和盐胁迫下有不同程度的响应,表明其在耐低钾和耐盐方面可能有不同的作用机制。     

低镁与丛枝菌根对枳砧‘纽荷尔’脐橙和‘椪柑’矿质营养吸收与分布的影响

采用盆栽实验研究低镁处理和丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)接种处理对枳(Poncirus trifoliata)砧‘纽荷尔’脐橙[Citrus sinensis (L.) Osbeck cv. Newhall]和‘椪柑’(Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan)不同部位硼、磷、钾和钙含量的影响。结果表明:低镁处理提高了‘纽荷尔’下部叶硼、磷及上部叶钾、钙含量,却降低了‘椪柑’下部叶硼、上部叶钾及上下部叶磷、钙含量。在镁适量条件下,AM真菌接种处理显著提高了‘纽荷尔’上部叶硼含量与分配比例‘、椪柑’各部位(上部叶除外)硼含量与分配比例,同时还显著提高了‘纽荷尔’接穗茎和砧木茎磷、钙及下部叶钾、钙含量及‘椪柑’各部位钾、根部磷与钙、上下部叶钙含量。在低镁条件下,AM真菌接种处理显著提高了2个品种各部位硼(‘纽荷尔’上部叶除外)、磷(‘纽荷尔’下部叶除外)、钾(‘椪柑’下部叶除外)和钙(‘椪柑’根部除外)含量,尤以‘纽荷尔’明显。说明在低镁条件下地表球囊霉接种处理可促进枳砧‘纽荷尔’脐橙苗对硼、磷、钾和钙的吸收与转运。研究结果可为柑橘通过平衡施肥来克服营养缺乏黄化症提供科学依据。     

不同钾素施肥方法与技术对烤烟钾素吸收效应的影响

[目的]为烟叶生产中促进钾素吸收、提高烟叶的钾含量提供技术支持。[方法]以吉烟9号为供试品种,从钾素施肥方法和栽培方法2个方面进行田间试验,比较不同处理植株钾含量变化和其他化学成分含量变化,研究不同钾素施肥方法与技术对钾素吸收效应的影响。[结果]烤烟在不同的生育时期农艺性状有不同的变化,到成熟期处理5农艺性状最好,株高与对照差异显著;处理5根系活力旺盛,钾含量高于对照及其他处理。综合各化学成分含量比较,处理5各化学成分适中,各项指标最佳、效果最好;从不同处理对经济性状的影响看,处理5产值和均价均最高,与对照差异显著。[结论]合理施钾肥方法使烟叶产量与质量得到提高,烟叶总糖、还原糖含量增加幅度较小,烟碱含量降低,不同处理的钾含量整体比对照钾含量相对增加。处理5的施肥方法值得借鉴推广。     

钾高效基因型马铃薯钾素利用效率机制研究

为探索马铃薯钾高效机制,利用营养液沙基盆栽方法,对比研究了不同钾处理下2个钾高效材料(‘HEK-1’和‘HEK-2’)和1个普通品种(‘合作88,)的单株鲜薯产量、植株各部位在不同生长时期的干物质和钾素积累量、根系分泌有机酸种类与含量以及根系分泌物对土壤中钾的活化能力等评价作物钾效率的相关指标.结果表明,与普通品种相比,低钾浓度下,‘HEK-1’保持较高的根系干物重,各生长时期地上茎中均保持较高的钾含量,成熟期植株钾利用效率高;‘HEK-2’低钾胁迫下根系分泌物中草酸含量较多,其根系分泌物活化土壤中钾的能力强.结论:不同基因型的钾高效材料耐低钾机制不同,提高植株钾利用效率或增加根系分泌物中的草酸含量以促进钾吸收都属于马铃薯应答低钾胁迫的有效方式.     

硝酸钙胁迫下番茄耐盐砧木品种的筛选

采用营养液栽培,以番茄嫁接用砧木5个品种为材料,研究不同浓度Ca(NO_3)_2胁迫处理对不同砧木品种幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,在不同Ca(NO_3)_2处理浓度下,表现为低促高抑的作用效果。当Ca(NO_3)_2浓度≤40 mmol·L~(-1)时,显著提高番茄砧木幼苗的株高、茎粗及生物量;当浓度40mmol·L~(-1)时,番茄砧木幼苗的株高、茎粗和生物量均显著下降,叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度明显提高。不同品种砧木的耐盐性存在明显差异,耐盐性依次为‘阿拉姆’‘果砧1号’‘澳砧1号’‘久留大佐’‘野大哥1号’。     

盐胁迫下嫁接黄瓜幼苗有机渗透调节物质含量及膜脂过氧化水平研究

以云南黑籽南瓜为砧木,以津绿4号黄瓜品种为接穗,进行黄瓜嫁接,研究了NaCl胁迫下嫁接黄瓜及自根黄瓜幼苗有机渗透调节物质的含量及膜脂过氧化水平.结果表明:在NaCl胁迫下,不同处理游离Pro和可溶性糖含量均有增加,嫁接苗与砧木接近,均明显高于自根苗;各处理的O2-产生速率及MDA含量随NaCl胁迫浓度的增大而上升,但嫁接苗和砧木的增加幅度较小,均低于自根黄瓜苗.结合盐胁迫条件下种子发芽试验,可认为嫁接黄瓜幼苗的耐盐性强于自根黄瓜幼苗.嫁接苗的耐盐性取决于砧木黑籽南瓜.     

干旱胁迫对2种梨砧木生长及叶绿素荧光特性的影响

以杜梨(Pyrus betulaefolia Bunge.)和豆梨(Pyrus calleryana Decne.)2 a生实生苗为材料进行盆栽控水试验,对持续性梯度干旱胁迫处理下梨砧木幼苗生长、叶片光合特性及色素含量、叶绿素荧光特性的变化进行研究,为梨树苗期栽培管理和耐旱砧木的选育提供理论参考。结果表明:干旱胁迫使梨砧木新梢相对生长量下降,生长速率减缓,杜梨受胁迫的影响程度明显小于豆梨。2种砧木幼苗净光合速率(P_n)均在干旱胁迫下逐渐下降,不同程度干旱处理间下降趋势存在差异,豆梨在中度和重度干旱处理45 d时P_n值分别下降44.81%和78.04%,而杜梨则分别下降了36.8%和74.5%。叶绿素含量在干旱胁迫下呈现相似变化规律。杜梨和豆梨在干旱条件下的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(q_P)和电子传递效率(ETR)均呈下降趋势,最小初始荧光(F_0)和非光化学猝灭系数(NPQ)均显著增加,在45 d时轻度、中度、重度干旱分别使杜梨的NPQ值提高21.7%、42.7%和68.9%,而豆梨提高12.0%、42.4%和53.0%。可见,水分亏缺使梨砧木叶片叶绿素含量降低,叶片发生了光抑制,光系统Ⅱ(PSⅡ)受到破坏,光合作用明显减弱,从而抑制新梢枝条生长。但杜梨相较于豆梨能够更有效地保护光合机构,以应对胁迫对其的破坏。     

钾水平对不同基因型斑茅生长和钾营养特性的影响

[目的]探讨不同钾水平下3个基因型斑茅根系形态和钾营养特性的差异,为培育钾高效甘蔗品种提供优异种质和理论依据.[方法]以钾钝感斑茅材料云南82-85和钾敏感斑茅材料海南92-109、广西87-3为供试材料,采用高钾(3mmol·L-1,HK)和低钾(0.1 mmol·L-1,LK)2个营养液培养方法,研究钾素对不同基因型斑茅生长、根系形态、钾素累积和利用效率的影响.[结果]在低钾处理下,云南82-85地上部和根系干质量均低于高钾处理;海南92-109和广西87-3则不同,地上部干质量均低于高钾处理,分别为高钾处理的69.20％和76.76％,而根系干质量则高于高钾处理,分别为高钾处理的1.22和1.06倍.云南82-85在低钾和高钾处理下根系形态参数和根冠比均无显著差异,而海南92-109和广西87-3在低钾处理下根系总长、表面积、体积和根冠比均显著高于高钾处理.表明低钾胁迫促进了钾敏感材料海南92-109和广西87-3根系生长,增大了吸收面积.此外,广西87-3和海南92-109在低钾和高钾处理下,其根系钾含量均低于云南82-85,而地上部钾含量在高钾处理下显著高于云南82-85,分别高出1.2和1.3倍,达显著水平;在高钾和低钾处理下,这两个材料地上部和植株钾累积量均显著高于云南82-85.与钾敏感斑茅材料海南92-109和广西87-3相比,钾钝感斑茅材料云南82-85的钾素吸收、转运和利用效率均较低.[结论]在低钾胁迫条件下,钾敏感斑茅材料以较为发达的根系和更高效的钾素转运能力适应低钾胁迫.     

盐碱处理下砧木SA15和SA17对‘美乐’葡萄生长和果实品质的影响

[目的]本文旨在评价耐盐碱砧木SA15和SA17对‘美乐’葡萄生长和果实品质的影响。[方法]以‘美乐’自根树和嫁接树为试材,于葡萄果实转色期开始进行复合盐碱灌溉处理,以正常生长条件为对照,测定其生长参数,Na~+、K~+、果实可溶性糖、有机酸、多酚及香气物质含量等品质指标,并对果实香气成分进行主成分分析。[结果]在盐碱处理下,‘美乐’自根树叶面积和节间直径较对照显著下降,砧木SA15和SA17嫁接树生长参数与对照无显著差异;SA15和SA17对叶片Na~+含量无显著影响,但显著提高了叶片K~+/Na~+比值。在正常生长条件下,SA15显著降低了果实可滴定酸含量,SA17提高了果糖含量;在盐碱处理下,SA15提高了果实可溶性固形物、葡萄糖和果糖含量,降低了滴定酸和酒石酸含量,而SA17则降低了可溶性固形物、葡萄糖、果糖和酒石酸含量。砧木SA15显著提高了盐碱处理下果实花色苷、总酚和黄烷醇含量,SA17提高了正常和盐碱处理下总酚含量。葡萄果实香气成分的主成分分析表明,在正常生长条件下,砧木SA17能显著影响‘美乐’葡萄香气;在盐碱处理下,砧木SA15和SA17对葡萄香气有不同的影响。[结论]砧木SA15和SA17缓解了盐碱处理对生长的抑制,砧木SA15嫁接有助于提高葡萄在盐碱处理下的果实品质。     

嫁接对西瓜植株各部位内源激素含量的影响

[目的]探讨嫁接对西瓜幼苗内源激素含量的影响。[方法]以大型西瓜品种‘金绿红玲’为接穗,选用南瓜砧木"力娃"、葫芦砧木"京欣砧一号"进行嫁接,分析不同砧木嫁接西瓜对嫁接苗内源激素含量的影响。[结果]与对照相比,2种砧木嫁接西瓜后,嫁接苗叶片、嫁接接口上部、嫁接接口下部内源激素含量均发生显著变化。南瓜、葫芦砧木嫁接西瓜后,嫁接苗叶片和嫁接接口上部的ABA、IAA、GA含量均上升;在南瓜砧木嫁接西瓜苗中嫁接接口下部的ABA、IAA、GA、ZR含量均下降,而在葫芦砧木嫁接西瓜苗中嫁接接口下部的ABA、IAA含量下降,GA、ZR含量上升。[结论]不同砧木嫁接西瓜可改变嫁接苗内源激素含量。     

钾在梨树内的分配及对梨树生长和叶片光合能力的影响

[目的]本文旨在探究不同钾浓度下梨树内钾的分配规律及对生长和叶片光合能力的影响。[方法]以杜梨为砧木的一年生‘翠冠’嫁接苗为试材,采用水培的方法设置0(缺钾)、3(低钾)、6(对照)、30(高钾)、60(高钾)mmol·L~(-1)共5个钾浓度,连续培养16周后测定梨树生长指标、各器官钾元素含量、叶绿素荧光参数,并观察根系形态和叶绿体超微结构的变化。[结果]相同钾浓度下,梨树内的钾在叶片中的分配比例最高,当钾浓度高于30 mmol·L~(-1)时,叶片中钾的分配比例开始下降,茎中的钾分配比例则开始升高。梨树总根长、根系表面积、根系体积等指标均呈先升高后下降的趋势,在钾浓度为6 mmol·L~(-1)时达到最大值;但根系平均直径则随供钾浓度升高而升高。当钾浓度为60 mmol·L~(-1)时,梨树的根尖皱缩,发生龟裂;PSⅡ反应中心的活性下降,以吸收光能为基础的性能指数(PI_(ABS))显著低于6 mmol·L~(-1),且达到最大荧光所需的时间最长。高钾和缺钾条件下,与对照相比梨树的根冠比下降了13.88%~72.06%;缺钾会造成叶绿体膜结构和片层结构受损,叶绿体内淀粉粒变少,嗜锇颗粒增多。[结论]梨树内的钾主要在叶片内积累,外界钾浓度过高会抑制钾由茎向叶片中的运输。在适宜的浓度下,钾可以促进梨树生长,提高光合效率。     

钾水平对甘蔗氮、磷、钾养分吸收利用的影响

采用水培试验方法,研究不同钾水平对两个甘蔗品种(BC2-32和YT55)氮、磷、钾养分吸收利用的影响。结果表明:施钾使两品种的总干重显著增加,根冠比降低;不同钾处理下,BC2-32的根干重,根冠比均比YT55高,地上部则相反;随着钾浓度的升高,BC2-32的总干重增长幅度比YT55大;施钾显著提高了两品种的各器官氮、磷含量以及全株氮、磷积累量和利用效率,BC2-32的地上部氮、磷积累量分别占全株氮、磷积累量的比例以及氮利用效率在各钾处理下均比YT55低,而磷利用效率在较低钾处理下低于YT55,在较高钾处理下则相反;施钾显著提高了两品种的全株钾积累量,降低了钾利用效率,在不同钾处理下,BC2-32的钾素利用效率都高于YT55。     

黄瓜不同嫁接方法比较评价

本试验以白籽南瓜品种‘伟砧1号’为砧木,黄瓜品种‘津优35号’为接穗,设靠接、插接、贴接和断根插接4个嫁接处理,比较了不同处理下的嫁接工效、幼苗成活率及生长和生理特性。结果表明:不同处理下的幼苗成活率均在90%以上,但嫁接工效差异较大,插接最高,靠接最低;贴接和断根插接幼苗的叶绿素含量、根系活力、抗氧化酶活性等均优于靠接和插接幼苗。综合比较,贴接优于靠接、插接和断根插接。     

不同施肥处理对萝卜莱菔子素含量的影响

以绿皮绿肉型萝卜品种‘潍县青’为试验材料,设6个施肥处理,用高效液相色谱法测定其萝卜莱菔子素含量。结果表明:生长前期叶片中莱菔子素含量较高,肉质根进入膨大期后莱菔子素主要在肉质根中积累;666.7m~2有机肥施用量150 kg、配合施用氮肥和复合肥,叶片和肉质根莱菔子素含量均可达到较高水平;有机肥有利于萝卜幼苗莱菔子素的积累。     

豆梨和杜梨砧木根系中多胺代谢与高温胁迫的关系研究

[目的]探讨豆梨(Pyrus calleryana Dcne)和杜梨(P.betulaefolia Bunge)砧木根系中多胺代谢与其耐高温胁迫的关系,对维持根系正常代谢具有重要意义。[方法]以豆梨和杜梨实生苗为试材,比较了45℃处理下2种砧木叶片落叶率的变化,以及在30和45℃下供试材料根系内源多胺种类、形态和含量变化。[结果]豆梨达到65%落叶率的时间比杜梨早8 d;2种砧木根系中均存在游离态和结合态腐胺、己二胺、亚精胺和精胺4种内源多胺;高温胁迫导致2种供试材料的游离态和结合态腐胺、亚精胺及精胺的含量均升高,其中杜梨根系中游离态腐胺、亚精胺和精胺含量,以及结合态精胺含量显著高于豆梨。[结论]多胺代谢变化与供试材料的耐高温胁迫能力有密切关系。     

施氮对杉木幼苗生长情况及养分分配的影响

[目的]对不同施氮水平(高氮、低氮、对照)下杉木幼苗的生长情况以及养分分配进行研究。[方法]测定杉木幼苗的胸径、树高以及叶片、茎、根氮含量。[结果](1)不论是施氮1个月后还是施氮5个月后,各处理下杉木幼苗的胸径和树高大小比为:高氮处理低氮处理对照处理。同一时间段下,杉木幼苗的胸径大小比为:高氮处理低氮处理对照处理,树高的变化趋势与胸径的一致。(2)同一处理水平下,施氮5个月后各个植物器官氮含量均大于施氮1个月后;同一时间段下,相比于对照CK,高氮和低氮处理都能提高杉木幼苗各组织器官氮含量,如施氮5个月后,叶片高氮和低氮相对于对照分别增加了68.05%,17.71%;茎则是3.52%,1.83%;根则是167.01%,49.83%,其中叶片中氮含量增幅最大。[结论]施氮会明显增加杉木幼苗各个器官氮含量,影响植物养分分配及平衡。     

邻苯二甲酸对不同砧木西瓜嫁接苗根系生理特性及矿物质含量的影响

为研究不同砧木嫁接对西瓜化感物质的缓解作用,以西瓜品种‘早佳84-24’为接穗,用2种葫芦(‘京欣砧’和‘砧秋’)和2种南瓜(‘日本雪松’和‘酒砧一号’)为砧木,探究4mmol·L^-1浓度邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)处理下,不同砧木嫁接对西瓜幼苗根系生理特性及矿质元素含量的影响。结果表明：(1)4 mmol·L^-1的DIBP和DOP处理下南瓜和葫芦嫁接苗的根长均长于自根苗,其中葫芦砧木具有更强的根系活力。(2)化感物质处理下4种嫁接苗的丙二醛(MDA)含量均显著降低,其中4 mmol·L^-1 DIBP处理中4种嫁接苗均促进西瓜根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的提高,而在4 mmol·L^-1 DOP处理下,仅葫芦砧木促进了3种抗氧化酶活性提高。(3)化感物质处理下4种砧木嫁接苗硝酸还原酶活性整体上均高于自根苗。(4)化感物质处理下不同嫁接西瓜苗根系对矿质元素吸收呈现不同规律,总的来说嫁接可以促进根系对元素(磷、钾、钙、镁)的吸收...     

秸秆还田条件下氮肥对水稻幼苗生长及养分吸收的影响

[目的]水稻僵苗是当前小麦秸秆还田中亟待解决的重要问题。本研究拟通过分析秸秆还田条件下氮肥对水稻幼苗生长及养分吸收的影响,明确水稻僵苗的可能机制及应对措施。[方法]以粳稻品种‘宁粳3号’为材料,采用盆栽方式分别在秸秆还田和秸秆不还田下设置5种氮肥处理。测定不同处理水稻幼苗的分蘖、株高、干物质积累、根系活力以及营养元素含量。[结果]与对照(秸秆不还田)相比,秸秆还田下茎蘖数、株高、地上部干物质积累以及氮、磷和钾含量均显著下降。根系活力、地下部干物质积累以及氮、磷和钾含量分别比对照降低26.6%、8.1%、13.2%、20.8%和15.4%。秸秆还田条件下,增加施氮量促进水稻幼苗生长、干物质积累以及矿质营养元素的吸收;与无氮肥处理相比,施用氮肥处理水稻幼苗地下部干物质积累、根系活力、地下部氮、磷和钾含量分别增加86.1%、45.0%、29.7%、32.4%和67.8%;高氮下,增加分蘖肥比例提高水稻幼苗根系活力,增加水稻幼苗茎蘖数和干物质积累。[结论]秸秆还田导致水稻僵苗的原因可能是根系生长量低、活力差而导致的养分吸收能力不足;适度增施氮肥,尤其是增加分蘖肥比例,有助于提高秧苗活力,改善秧苗生长。     

梨的试管微嫁接技术研究

[目的]研究试管梨苗嫁接的影响因素及较适合的条件。[方法]以苹果梨、香水梨和山梨种胚培养的组培苗为试材,研究不同的消毒时间、嫁接方法及生长调节剂等因素对其生长的影响。[结果]种子消毒处理及鲜果取种组培苗的成活率均较高,达75．0％以上;以香水梨和苹果梨为接穗,无根山梨为砧木时的嫁接苗成活率有显著差异,其中以香水梨为接穗的成活率较高;以香水梨为接穗,山梨和香水梨为砧木时,带根的材料嫁接时的成活率都显著高于无根嫁接苗的成活率;此外,添加植物生长调节物质可以有效提高嫁接成活率,在培养基MS＋BA1．0mg／L＋IBA0．3mg／L中嫁接苗的成活率最高,达86．7％。[结论]该研究可为梨无性系砧木的扩繁推广和作为基砧应用提供了理论依据。     

不同甜椒品种抗寒性研究初报

以12个甜椒品种为材料,对低温胁迫下甜椒叶片的相对电解质渗出率、MDA含量、脯氨酸含量等生理指标的变化情况进行研究,结合相关性分析,采用隶属函数法对各甜椒的抗寒性进行综合评价。结果表明：随着处理温度的降低,甜椒叶片的相对电解质渗出率、MDA含量、脯氨酸含量均有不同幅度的升高,不同品种间的升高幅度有所差异。根据隶属函数法的综合评价结果,‘中椒4号’、‘多福’、‘中椒8号’‘中椒105号’为高抗寒品种,‘金华星’和‘冠军椒王’为低抗寒性品种,其他6个品种为中抗寒品种。