植物K+吸收转运的分子机制研究进展

K 在植物的生命活动中发挥着十分重要的作用。植物对K 的吸收,可分为高亲和吸收与低亲和吸收两个组分。在分子水平上,高亲和吸收主要由KUP/HAK/KT及HKT家族的K 转运蛋白来承担;而Shaker、KCO等家族的K 通道蛋白,则主要在植物的低亲和吸收中发挥重要作用。在高等植物K 吸收转运的分子机制的研究中,KAT1及AKT1是两个最先克隆出来的K 通道基因。植物中最先克隆出来的高亲和K 转运体基因,是小麦的HKT1。在棉花的生长发育过程中,K 的作用十分关键。棉花的K 转运蛋白GhKT1在棉纤维的发育中至关重要。综述了高等植物K 吸收运转及调节的分子机制研究方面的最新进展,并对研究的前景进行了展望。     

营养因子对燕麦生长及K+、Na+含量的耐盐性调控研究

为研究盐碱地燕麦高产栽培中的营养配比,利用生物方法提高土地利用率、改善生态环境.采用防雨棚土培方法,进行了氮、磷、钙营养元素不同配比对燕麦耐盐性的研究,结果表明:营养因子氮、磷、钙剂不同调控处理能够促进燕麦植株的生长发育,减弱盐胁迫对细胞质膜的损伤,不同程度增加燕麦植株体内K+含量、减少Na+含量,增加K+/Na+值,...     

基于软X-射线造影和机器智能的玉米种子活力检测方法研究

为了提高玉米单产,在播种之前对种子活力进行检测十分必要。提出一种将传统的软X-射线检测方法与计算机智能识别相结合的新方法。首先建立corn_pixel结构,然后通过确定种子尖端位置和形心建立种胚区域的椭圆不等式对种胚区域进行标识。以椭圆短半轴b及种胚区域渗钡像素比率M1/M和非种胚区域渗钡像素比率K1/K为输入特征,以标准发芽试验结果为输出,建立BP神经网络单粒种子活力识别模型。结果表明,当b=2CD/5时,识别的准确率最高,以该b值为依据进行分组试验的平均准确率可达95%以上。     

水盐浸种对NaCl胁迫下向日葵幼苗渗透调节物质的影响

以向日葵为材料,分别以水、400mmol/L NaCl浸种,评估二者对NaCl胁迫条件下(150mmol/L NaCl)向日葵幼苗中渗透调节物质积累的影响。结果表明:与对照相比,NaCl胁迫导致向日葵叶片、茎部脯氨酸(Pro)含量分别增加了3.36倍、2.40倍;经水、盐浸种后,向日葵叶片中Pro含量分别增加了6.19倍、4.72倍,茎部Pro含量差异不显著。与对照相比,NaCl胁迫处理不同程度地减少了向日葵叶片、茎、根中K⁺含量,增加Na⁺的吸收,K⁺:Na⁺明显降低;在NaCl胁迫条件下,水浸种、盐浸种不同程度地影响了幼苗中K⁺、Na⁺的含量、分配,但是经LSD比较,三种处理中离子含量没有明显差异。由此可见,在150mmol/LNaCl胁迫条件下,水、盐浸种更有效地诱导向日葵中Pro的积累来参与渗透调节。     

SA对蚕豆气孔运动和保卫细胞质膜K+通道的影响

水杨酸（salicylic acid, SA）作为植物体内一种内源信号分子，具有多种生理功能，尤其与通过诱导气孔关闭提高植物的抗病性密切相关。以蚕豆气孔为材料，利用表皮条生物分析、膜片钳等手段研究表明，SA浓度在1~1 000 mol L^-1时诱导的气孔关闭具有可逆性，而10 mmol L^-1时导致的气孔关闭不可逆     

盐碱胁迫下水稻苗期地上部Na+、K+浓度的QTL分析

在盐、碱胁迫条件下检测控制水稻苗期地上部Na~+、K~+浓度的QTL位点,为深入研究水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。利用小白粳子/空育131衍生的含有200个株系的重组自交系群体,及其包含142个SSR标记的遗传连锁图谱对盐、碱胁迫条件下水稻苗期盐、碱害级别、地上部Na~+浓度、K~+浓度及Na~+/K~+进行QTL分析。在2种胁迫条件下共定位到了15个QTL,其中盐、碱胁迫条件下分别检测到7,8个QTL,分布在第2,3,5,7,8,9,11,12染色体上,LOD值为2.52～6.59,表型贡献率在6.10%～28.00%。其中,盐胁迫下与Na~+浓度相关的qSSNC3和碱胁迫下与Na~+/K~+相关的qASNK3定位在相邻区间;盐胁迫下与Na~+/K~+相关的qSSNK2和碱胁迫下与K~+浓度相关的qASKC2定位在相同区间;碱胁迫下与碱害级别相关的qSAT8和与Na~+浓度相关的qASNC8、与K~+浓度相关的qASKC8定位在相同或相邻区间,说明2种胁迫条件下Na~+、K~+浓度具有一定的遗传重叠。通过相同标记或比较图谱将本研究结果与前人研究结果进行比较分析,发现有13个QTL为已知QTL,而位于RM547～RM22750的qSAT8和qASNC8为新的QTL位点。     

不同浓度K+处理下黑果枸杞K+通道相关基因的表达水平分析

本研究利用不同浓度的K~+(KCl)溶液对‘青黑杞1号’的组培幼苗进行处理,检测和分析与K~+通道相关的基因在黑果枸杞中的表达模式。采用RT-PCR等方法,分析在不同浓度K~+条件下,枸杞中K~+通道相关基因的表达量的变化情况。结果显示:(1) 100、250和300 mmol/L K~+处理后,黑果枸杞中K~+通道相关基因的表达水平较低;(2)当外界K~+浓度大于300 mmol/L时,部分基因的表达量上升,随着外界K~+浓度的继续增加,黑果枸杞的KCO1B基因表达水平先下降后上升,而Cluster~-17443.69422的表达水平先上升后下降,TPK1基因、KT1基因、Cluster~-17443.10870基因和Cluster~-17443.15033基因的表达量则呈下降、上升再下降的趋势。本研究结果为研究黑果枸杞钾盐胁迫调节机制提供了理论基础。     

褪黑素通过H2O2调控盐胁迫下小豆Na+/K+平衡机制

为探究褪黑素对盐胁迫下小豆幼苗生长发育的影响，以保红876为材料，设置4个处理：CK(清水)、S(60 mmol/L NaCl)、MT(50μmol/L褪黑素)和S-MT(60 mmol/L NaCl和50μmol/L褪黑素),并分析了小豆幼苗生长指标、光合指标、矿质元素离子含量和抗氧化酶活性的变化。结果表明，在盐胁迫条件下，较CK处理，小豆幼苗的生长受到明显抑制，叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci)显著降低；叶、茎中Na⁺含量显著上升，叶片中Ca²⁺含量显著上升而Mg²⁺含量则显著下降，豆苗Na⁺/K⁺比值显著增加；MDA和H₂O₂含量显著上升，破坏了膜脂选择透性。盐胁迫下施加褪黑素后，较S处理，显著提高了豆苗株高、叶面积和生物量，总根长显著增加；同时提高了叶绿素含量、叶片Pn、Tr和Ci;叶、茎中Na⁺和K⁺含量...     

玉米种子萌发过程中Na+、K+和Ca2+含量变化与耐盐性的关系

玉米耐盐品种登海9号和盐敏感品种浚单18在含0、50、100、150和200 mmol L^-1 NaCl的营养液中萌发生长, 采用等离子质谱分别测定其萌动种子种皮、胚、胚乳和幼苗根、根颈、叶中Na⁺、K⁺、Ca²⁺的含量。结果表明, 随着培养液中NaCl浓度的增加, 玉米体内Na⁺含量逐渐升高, 在幼苗中表现地下部(根和根颈)显著高于地上部(叶); 在萌动种子中, 胚中Na⁺积累量显著高于种皮和胚乳。根系积累Na⁺能力较强, 胚拒Na⁺能力较弱, 种皮具有一定的Na⁺累积能力。随NaCl浓度的增加, K⁺和Ca²⁺含量逐渐降低, 尤其是Ca²⁺含量急剧减少, 达38.4%~55.9%(登海9号)和65.6%~78.2%(浚单18)。玉米根、根颈、种皮的Na⁺积累能力、叶的拒Na+能力和幼苗选择吸收Ca²⁺的能力可能与品种耐盐性有关。     

玉米种子萌发过程中Na+、K+和Ca2+含量变化与耐盐性的关系

玉米耐盐品种登海9号和盐敏感品种浚单18在含0、50、100、150和200 mmol L^-1 NaCl的营养液中萌发生长, 采用等离子质谱分别测定其萌动种子种皮、胚、胚乳和幼苗根、根颈、叶中Na⁺、K⁺、Ca²⁺的含量。结果表明, 随着培养液中NaCl浓度的增加, 玉米体内Na⁺含量逐渐升高, 在幼苗中表现地下部(根和根颈)显著高于地上部(叶); 在萌动种子中, 胚中Na⁺积累量显著高于种皮和胚乳。根系积累Na⁺能力较强, 胚拒Na⁺能力较弱, 种皮具有一定的Na⁺累积能力。随NaCl浓度的增加, K⁺和Ca²⁺含量逐渐降低, 尤其是Ca²⁺含量急剧减少, 达38.4%~55.9%(登海9号)和65.6%~78.2%(浚单18)。玉米根、根颈、种皮的Na⁺积累能力、叶的拒Na+能力和幼苗选择吸收Ca²⁺的能力可能与品种耐盐性有关。     

NO与Ca2+对蚕豆保卫细胞气孔运动的互作调控

以蚕豆(Vicia faba L.)为材料研究NO和Ca²⁺对蚕豆气孔运动及质膜K⁺通道的影响。结果表明,10 mmol L^-1 Ca²⁺和100 µmol L^-1 NO供体SNP均有效抑制气孔开放,NO清除剂c-PTIO不能缓解Ca²⁺抑制气孔开放,相反胞外加入0.1 mmol L^-1 Ca²⁺可以明显加强NO对气孔开放的抑制程度,该现象可被La³⁺(Ca²⁺通道抑制剂)缓解。以膜片钳技术记录全细胞K⁺电流发现,胞外10 µmol L^-1或100 µmol L^-1 SNP均可选择性抑制蚕豆保卫细胞质膜内向K⁺通道,追加0.1 mmol L^-1 Ca²⁺可显著激活质膜外向K⁺通道,且可被La³⁺所缓解,然而0.1 mmol L^-1 Ca²⁺单独作用并不影响质膜外向K⁺通道活性。10 mmol L^-1 Ca²⁺单独处理可激活质膜外向K⁺通道,但不能被c-PTIO缓解。分别用Ca²⁺和NO专一的荧光探针Fluo-3-AM和DAF-2DA标记蚕豆保卫细胞原生质体,检测胞内Ca²⁺和NO的水平变化发现,100 µmol L^-1 SNP明显诱导胞内Ca²⁺积累,但10 mmol L^-1 Ca²⁺并不能诱导NO在细胞内积累。记录保卫细胞质膜Ca²⁺通道电流发现,NO可明显激活质膜Ca²⁺通道。表明NO有效抑制气孔开放,可能主要通过激活质膜Ca²⁺通道,提高胞内Ca²⁺,激活质膜外向K⁺通道促进K⁺外流,同时,可选择性抑制内向K⁺通道阻止K⁺内流,两种途径共同作用抑制气孔开放。然而,胞外10 mmol L^-1 Ca²⁺对气孔和质膜K⁺通道活性的调节并不依赖于NO。     

CuSO4、MgSO4、FeSO4对绿豆 N、P、K含量的影响

选用绿豆品种白绿9号,用浓度均为50mmol/L的CuSO₄、MgSO₄、FeSO₄溶液进行浸种、喷施、浸种+喷施处理,以蒸馏水处理为对照。探讨绿豆分枝期、开花期、成熟期Cu ²⁺、Mg ²⁺、Fe ²⁺各处理对绿豆根系、叶片、茎秆部位N、P、K含量的影响。结果表明：Cu ²⁺、Mg ²⁺在3个时期对N、P含量的降低作用较强,尤其降低P含量更强,且Cu ²⁺强于Mg ²⁺;Cu ²⁺、Mg ²⁺对K含量有增加作用。Fe ²⁺从分枝期到成熟期对N、P、K含量一直起着增加作用。     

CBL互作蛋白激酶GmCIPK10增强大豆耐盐性

盐胁迫严重威胁大豆产量和品质。类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(CIPKs)在植物应对环境胁迫过程中发挥重要作用。但是,目前对大豆CIPKs的生物学功能知之甚少。本研究从大豆基因组克隆到GmCIPK10。生物信息学分析结果表明,GmCIPK10属于不含内含子型CIPKs,包含一个丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)蛋白激酶结构域和NAF/FISL基序。表达模式分析结果表明,在盐(NaCl)、甲基紫精(MV)和过氧化氢(H₂O₂)处理下,GmCIPK10的转录水平升高。在拟南芥和大豆毛状根中过表达GmCIPK10能够提高转基因植株的抗盐性。进一步的生理指标测定发现,在盐胁迫下,过表达GmCIPK10能够降低转基因植株中丙二醛(MDA)和H₂O₂积累,增强抗氧化酶活性以及降低钠离子(Na⁺)/钾离子(K⁺)比值。此外, qRT-PCR分析发现GmCIPK10促进抗氧化和耐盐相关基因表达响应盐胁迫。酵母双杂交、Pull-down和双分子荧光互补试验结果证明GmCIP...     

盐胁迫下棉花K~+和Na~+离子转运的耐盐性生理机制

为了探究棉花的耐盐机制,以中棉所49、中棉所35和中51504为材料,研究了盐胁迫对棉花幼苗的生长及K+/Na+平衡生理的影响。结果表明,150 mmol·L-1 Na Cl处理对幼苗的生长具有明显抑制作用,降低了叶片的光合速率(Pn)、PSⅡ实际光量子产额(ΦPSII)和电子传递速率(ETR),增加了非光化学荧光猝灭系数(q N)。与中棉所49和中棉所35相比,中51504的干物质累积受盐胁迫影响最小,且保持较高的Pn、ΦPSII、ETR和q N值及较低的ETR/Pn值。盐胁迫提高了棉花组织中Na+的浓度,降低了K+的浓度;但中51504组织中保持了相对较低的Na+浓度和较高的K+浓度,维持了较高的K+/Na+比;通过非损伤微测技术(NMT)测定的离子流结果也表明,中51504的根系对Na+有较强的外排能力,而对K+有较强的保留和向地上部转运能力。能够有效地调节Na+和K+的跨膜转运进而维持K+/Na+平衡是棉花耐盐的重要生理机制之一。     

K+通道基因MIRK在网纹甜瓜植株中的表达分析

在网纹甜瓜(Cucumis melovar.reticulatus Naud.)叶片中克隆了一个cDNA片段,片段长1 330 bp。这段cDNA序列及由此推测的氨基酸序列分析和多序列比对表明扩增的片段是编码K 通道MIRK(Melon Inward Rectifying K Channel)基因的5′端。由此cDNA片段推测的氨基酸序列包含了6个跨膜片段S1到S6,其间有一个对离子选择性有重要作用的特征序列结构GYGD(Gly-Tyr-Gly-Asp)。进化树分析显示MIRK属于KAT1亚家族,和在葡萄叶片中克隆的K 通道SIRK最相近。半定量RT-PCR试验表明,MIRK在甜瓜植株中根、茎、叶、花、果实等各器官中均有表达,主要在叶片和初期发育的果实中表达,在雌花和茎中也有表达,在根中的表达量最低。MIRK在甜瓜不同器官中的表达模式显示MIRK可能在甜瓜植株发育过程中起重要作用。     

外源钾对盐胁迫下植物生长和生理特征影响的研究进展

钾离子参与植物多个生理代谢过程,能不同程度地缓解植物受到的盐胁迫,促进植物生长发育。为了全面了解外源钾对盐胁迫下植物生长的影响,本研究归纳了盐胁迫对植物生长代谢的影响,钾在植物体内的生理作用以及外源钾对盐胁迫下植物生长生理特征的影响;分析了钾对盐胁迫下植物的生长发育、光合荧光特性、渗透物质及抗氧化酶活性、体内水分状况及离子分布的影响。针对当前钾离子缓解植物盐胁迫的分子机制及应用研究较少的问题,建议在今后的研究着重从以下两方面开展：（1）明确盐胁迫下植物体内钾离子转运机制、信号转导和相关基因的调控表达;（2）开展盐碱地肥料长期定位研究并研发可以提高植物耐盐性的新型钾肥。通过以上研究的开展,可为今后利用钾提高植物耐盐性以及盐渍土壤的改良提供解决方案。     

柑橘绿霉病菌拮抗放线菌MY-5的筛选与鉴定

从广东省各地区水果园和蔬菜地采集土壤23份,采用稀释平板法分离获得放线菌212株。以柑橘绿霉病菌为目标菌,采用抑菌带测定法,筛选获得9株具有拮抗活性的菌株,其中菌株MY-5拮抗活性最强,抑菌带宽达18.67mm,同时对其它13种果蔬采后病害也有较强的拮抗作用。通过对菌株MY-5形态观察、培养特征、生理生化反应和16SrDNA鉴定,该菌株为链霉菌属吸水类群（Streptomyces hygroscopicus）。     

广东省不同种类蔬菜与土壤镉污染相关性及阈值研究

为保障中国南方蔬菜质量安全,避免重金属Cd污染,并为指导其进行安全生产提供理论依据,以广东省常见的4类蔬菜,叶菜类（小白菜）、根茎类（胡萝卜）、茄果类（辣椒）、豆类（豇豆）为材料,采用广东省典型地区不同浓度Cd污染的原位土进行盆栽试验,研究盆栽条件下不同种类蔬菜对Cd的吸收差异,及其与土壤Cd总量及有效态含量的相关性,并通过拟合方程确定安全种植不同种类蔬菜的土壤Cd污染阈值。结果表明：（1）随着土壤Cd浓度的增加,4种蔬菜中的Cd含量均呈增加趋势;（2）同一Cd污染浓度下不同种类蔬菜对Cd吸收程度不同,富集能力由大到小排序为胡萝卜>小白菜>辣椒>豇豆;（3）土壤Cd总量与有效态都与蔬菜中Cd相关性显著,有效态Cd相关性更好;（4）模拟得出种植小白菜、辣椒、豇豆、胡萝卜的土壤中Cd总量的阈值分别为：0.8995、1.8936、119.6875、1.0779 mg/kg,土壤中有效态Cd的阈值分别为：0.5004、0.7069、58.87、0.065 mg/kg,大小顺序均为豇豆>辣椒>胡萝卜>小白菜,均高于现行土壤限量标准值。     

三十烷醇对盐胁迫下园林植物桔梗生理特性的影响

为了揭示三十烷醇(triacontanol,TRIA)对盐胁迫下园林植物桔梗(Platycodon grandiflorus)生理特性的影响。本研究使用300 mmol/L Na Cl对桔梗进行盐胁迫,同时对桔梗叶面喷施1、5和10μmol/L的三十烷醇溶液,共处理4次。处理15 d后,测量桔梗鲜重、干重、含水量、叶片可溶性蛋白、叶绿素含量、净光合速率。测量桔梗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和Na⁺和K⁺含量。结果显示,叶面喷施1、5和10μmol/L的三十烷醇溶液升高了鲜重、干重、含水量和叶片可溶性蛋白含量。叶面喷施1.0、1.5和2.0 mmol/L的亚精胺溶液升高了叶绿素含量和净光合速率。叶面喷施1、5和10μmol/L的三十烷醇溶液升高了叶片SOD和POD活性,降低了MDA含量。叶面喷施1、5和10μmol/L的三十烷醇溶液降低了叶片Na⁺含量和Na⁺/K⁺比值,升高了K⁺含量。本研究表明叶面喷施...     

重庆烟区 K326上部烟叶烘烤工艺研究

为了提高‘K326’上部叶烤后烟质量及内部化学成分协调性,试验通过利用‘K326’同一成熟度的上部叶,设定内动力排湿烘烤工艺、外动力排湿烘烤工艺、三段式烘烤工艺3个处理进行研究。结果表明：内动力排湿烘烤工艺表现最好,最利于重庆烟区‘K326’上部烟叶的烘烤,烤后烟叶的总糖、还原糖含量增加,烟碱含量降低,且总氮含量、糖碱比值处于适宜范围内,淀粉含量最低;其烤后烟在经济上表现佳,中上等烟比例达68.5%,均价达13元/kg。