盐胁迫对盐生植物盐穗木生理特性的变化分析

[目的]探究盐穗木在盐胁迫下的生理特性变化.[方法]以新疆极端耐盐植物盐穗木为研究材料,测量盐穗木植株在不同NaCl浓度胁迫30 d后相关的生理指标(水势、O2-、SOD、CAT、MDA、电导率、叶绿素含量等).[结果]盐穗木植株经300 mM盐浓度处理,超氧阴离子(O2-)含量、SOD活性及电导率呈现最低值;丙二醛(MDA)含量在300、500 mM盐胁迫下值较低,叶绿素含量较高,而且盐穗木植株在该浓度范围内生长良好,生物量高.而随着盐浓度增加脯氨酸(Pro)含量增高,水势呈现逐渐降低趋势.[结论]新疆盐生植物盐穗木的生长是需盐的,并具有较高的耐盐能力.     

盐生植物盐穗木HcPS_H基因大肠杆菌表达载体的构建

[目的]构建盐穗木HcPS_H基因的大肠杆菌表达载体。[方法]以质粒pGEM-T-HcPS_H为模板,HcPS_H-pET28a-F、HcPS_H-pET28a-R为引物进行PCR扩增,获得两端含酶切位点的HcPS_H基因目的片段。将该目的片段与大肠杆菌表达载体pET-28a通过T4DNA连接酶连接,并转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α,得到重组子克隆,抽质粒进行测序鉴定。[结果]扩增出HcPS_H基因片段长度为441 bp,将其连接到大肠杆菌表达载体pET-28a上后,得到重组子质粒,经PCR检测、双酶切验证及测序鉴定,表明成功构建原核表达载体。[结论]该研究成功构建了盐穗木HcPS_H基因的大肠杆菌表达载体,为进一步进行该基因功能的研究奠定了基础。     

引物浓度与退火温度对ISSR扩增片段大小的选择性

用ISSR法,在不同浓度与不同退火温度下,对长豇豆中基因组的不同分子量片段进行扩增,结果表明,引物浓度对扩增片段大小具有强烈选择性,对退火温度也具有一定的选择性。     

不同类型盐分对盐穗木种子萌发及幼苗生长的影响

以荒漠植物盐穗木为试验材料,研究其萌发和幼苗生长对不同类型钠盐的响应,探索盐穗木适应不同类型盐渍土的生物机制,旨在为干旱区利用不同类型盐渍土发展盐穗木牧草种植提供了理论依据。研究表明,盐穗木种子的萌发率、萌发速率和萌发势均受到NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃、Na₂CO₃的显著抑制,回归相关分析其萌发时耐受这4种钠盐的临界值分别是336、285、187、130 mmol·L^-1,极限值分别是635、569、409、350 mmol·L^-1。盐穗木萌发时耐盐性较高,特别是耐NaCl。盐穗木幼苗芽长和根长均受到NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃、Na₂CO₃的显著抑制,根受到盐分毒害强于芽。这4种钠盐均显著抑制了盐穗木的种子萌发和幼苗生长,但各种盐分抑制程度不同,二价盐的毒害性强于一价盐,碱性盐的毒害性强于中性盐。盐穗木幼苗可在含盐量较高（200 mmol·L^-1 NaCl或100 mmol·L^-1 Na₂SO₄）的盐渍土上正常生长。因此,盐穗木适宜在氯化盐和硫酸盐为主的盐渍土上引种栽培。     

盐穗木总生物碱不同提取方法的比较

为确定盐穗木总生物碱最佳提取工艺,采用超声波提取法、索氏提取法、乙醇加热提取法、酸水提取法四种方法提取盐穗木总碱,考察粗提物的提取率,确定最佳的提取方法。结果显示：超声波提取法提取率最高,总碱含量为0．993mg／100mg,总碱质量百分数为0．23％;酸水提取法提取率其次,总碱含量为0．520mg／100mg,总碱质量百分数为0．22％;索氏提取法,总碱含量为0．477mg／100mg,总碱质量百分数为0．04％;乙醇加热提取法,总碱含量为0．404mg／100mg,总碱质量百分数为0．04％。研究表明：以氯仿为溶剂,用超声波提取法提取盐穗木总碱,提取率最高。     

盐胁迫下盐穗木DNA聚合酶λ基因的克隆和表达分析

【目的】开展盐胁迫下DNA损伤修复基因的表达研究,有助于揭示DNA损伤修复与盐生植物耐盐的相关性。【方法】根据盐胁迫下盐穗木转录组测序结果,利用RACE技术克隆获得了盐穗木DNA损伤修复基因HcDNA聚合酶λ(HcDNA polλ)基因,开放阅读框1 335 bp,编码444个氨基酸。【结果】保守结构域分析显示,HcDNA polλ基因属于DNA聚合酶X家族成员,系统进化分析显示HcDNA polλ为独立的分支,亚细胞定位于细胞核,无信号肽且不含跨膜区域的亲水蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,随着NaCl胁迫浓度的增加,同化枝的HcDNA polλ基因的表达逐渐上调,在300 mmol/L NaCl处理7和14 d时,HcDNA polλ的表达分别增加3和5倍。最后在700 mmol/L NaCl处理14 d时,HcDNA polλ的表达增加20倍,达到峰值。【结论】HcDNA polλ基因的表达受盐胁迫的诱导。     

植物激素赤霉素和萘乙酸对盐穗木种子萌发的影响

[目的]植物激素能够影响种子的萌发,探讨赤霉素(GA3)和α-萘乙酸(NAA)对盐穗木种子萌发及幼苗生长的影响,以及在盐胁迫条件下GA3和NAA对其萌发的作用.[方法]用不同浓度的激素溶液浸泡盐穗木种子,观测记录种子萌发情况.[结果]不同浓度的GA3和NAA对种子萌发均有促进作用,但表现出低浓度促进,高浓度抑制的趋势.在高浓度NaCl溶液中,GA3和NAA对盐穗木种子具有促进萌发的作用.[结论]GA3和NAA对盐穗木种子萌发起到有效的促进作用,在盐胁迫条件下也能够促进种子萌发.     

盐穗木对盐渍荒漠区不同土壤水盐含量的适应机制研究

【目的】研究不同土壤盐分和水分含量条件下,盐渍生境中盐穗木(Halostachys caspica)体内水分、无机离子和有机渗透调节物质含量的变化特征。【方法】按土壤盐含量(土壤电导率)的不同,在新疆阜康荒漠生态站附近盐渍化荒漠区设置了样地1(土壤电导率为3.56mS/cm,土壤含水率为3.39%)、样地2(土壤电导率为7.39mS/cm,土壤含水率为11.34%)和样地3(土壤电导率为7.71mS/cm,土壤含水率为6.49%),对不同样地的土壤(0~60cm土层)及所生长的盐穗木进行采集,分析土壤的基本理化性质,同时测定植物样品中的含水率、无机盐离子及有机渗透调节物质含量等指标。【结果】3个样地中,土壤Na+、Cl-含量均较高,K+、Ca2+、Mg2+含量均较低,土壤均呈碱性,有机质含量较低。在同一样地中,盐穗木根、茎、叶中的Na+、Cl-含量较高,且均表现为叶茎根。而在同一部位,不同采样点Na+、Cl-含量总体表现为样地3样地2样地1。盐穗木地上和地下部分含水率与3个样地土壤含水率变化一致,即样地2显著高于样地3和样地1。样地3盐穗木地上和地下部分肉质化程度均最高,显著高于样地1和样地2。样地1和样地2盐穗木叶片可溶性糖含量显著高于样地3,脯氨酸含量的变化则与可溶性糖含量相反。【结论】在盐渍生境中,盐穗木受到水分与盐分的双重胁迫时会抑制其对盐分的吸收。盐穗木进行渗透调节时,在盐含量较低及水分含量充足的土壤中以合成可溶性糖为主,而随着盐胁迫的增加,土壤中盐含量较高且水分含量较低时,则以合成脯氨酸为主。在不同土壤盐含量和水分含量条件下,盐穗木抵抗盐胁迫的机制有明显差异。     

盐穗木对卡拉库尔羊临床指标及血液生化指标的影响

盐穗木具有抑菌特性,为了研究其在临床使用中对动物机体的影响,以卡拉库尔羊为试验对象,饲喂新鲜的、风干的盐穗木,通过测定试验动物体重、临床指标、血中矿物质(K、Na、Ca、Mg、Cl、Mn、Cu、Zn、Fe)及血清酶(ALT、AST、TBiL、DBil、TP、ALB、γ-GT)的变化,观察其对卡拉库尔羊的影响.结果表明,盐穗木有利于羊体重的增加(P<0.01);可提高羊体内K、Ca、Mg、Mn、Zn的含量,降低Cu、Fe的含量,对Na、Cl含量的影响不大;对棉籽柏引起的羊肝损伤在一定的范围内有一定的保护作用.对羊的体温、脉搏、呼吸、瘤胃蠕动次数、可视黏膜色泽、精神状况、被毛等临床指标影响不大,但试验羊饮水增多、排尿增多.     

盐穗木HcPS_H基因真核表达载体的构建及转化

[目的]盐穗木(Halostachys caspica)属藜科盐生植物,是广泛分布于新疆干旱或半干旱荒漠盐碱环境中的一种极端耐盐的多年生稀盐多汁半灌木,对盐分适应性极强.PS_H基因是一个参与光合反应光系统的基因,在植物光合作用中起着重要的作用.构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体对于了解该基因在盐穗木耐盐过程中的作用有着重要意义.[方法]利用PCR技术扩增得到大小为441 bp的盐穗木HcPS_H基因,经限制性内切酶SalI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒HcPS_H-5N.[结果]通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒HcPS_H-5N构建成功.制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功.[结论]成功构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体,并且能在真核细胞中正常表达.     

盐穗木miR167d和预测靶基因ARF8在盐胁迫下的表达与相关性分析

【目的】盐穗木(Halostachys caspica)是一种藜科多年生盐生灌木,对盐分适应性极强。miR167是作用于生长素信号通路上的内源非编码小RNA分子,它通过靶向生长素响应因子ARFs(auxin response factors)来调控生长素响应基因的表达。研究从高盐(600 mmol/L NaCl)处理48 h盐穗木根的小RNA文库中筛选到差异表达的miR167d,并从该物种的转录组数据中预测到其靶基因ARF8。该文开展了高盐胁迫下盐穗木miR167d和预测靶基因ARF8的表达模式和相关性分析。【方法】通过荧光定量PCR试验检测和分析高盐胁迫下盐穗木miR167d和预测靶基因的表达模式和相关性;利用烟草瞬时表达试验间接地鉴定盐穗木miR167d对预测靶基因ARF8的靶向关系;采用同源克隆方法结合RACE技术获得盐穗木miR167d的靶基因ARF8的全长序列,并进行生物信息学分析。【结果】(1) 600 mmol/L NaCl处理盐穗木,其同化枝中miR167d和ARF8的表达均受到诱导,胁迫48 h时,miR167d的表达最高并与靶基因的表达呈现显著的负相关性,HcARF8基因的表达随胁迫处理时间的延长呈现先增加后下降的趋势,推测盐穗木miR167d和ARF8两基因可能在响应盐胁迫过程中发挥作用。(2) 构建融合GFP的含预测靶基因HcARF8的植物表达载体并转化农杆菌,烟草瞬时表达试验的结果表明,拟南芥miR167d对盐穗木ARF8基因具有剪切作用,间接证明盐穗木miR167d对预测的靶基因HcARF8具有靶向切割作用。(3) 克隆获得的盐穗木ARF8基因全长2 861 bp,ORF 2 442 bp,编码813个氨基酸,在编码区与盐穗木miR167d高度互补匹配。生物信息学分析该基因编码的蛋白高度保守,与同科植物甜菜ARF8同源性达到87%,都具有能与生长素相关元件(B3 DNA绑定元件、生长素响应元件,生长素诱导转录IAA超家族的元件)结合的功能域。【结论】盐穗木miR167d和HcARF8基因具有靶向关系,高盐胁迫处理盐穗木,其同化枝中两基因的表达都受到诱导并呈现显著的负相关性。这些结果为后续阐明盐穗木miR167d与其作用的靶基因ARF8的生物学功能奠定基础。     

盐穗木转录因子HcSCL13基因的时空表达和胁迫响应特性

【目的】研究盐生植物盐穗木HcSCL13基因的时空表达和胁迫响应特性。【方法】将该基因全长启动子(2 230 bp)及截短序列与GUS报告基因融合,检测遗传转化后植物的GUS组织化学染色及酶活力。【结果】在稳定整合HcSCL13启动子的转基因拟南芥中,从种子萌发到种苗形成的过程中,地上和地下部位均表现出较强的启动子活性;随着植物的生长发育,启动子活性表现出一定的组织特异性;HcSCL13基因启动子对光、盐及机械损伤等胁迫积极响应。启动子上游-1 124-1 450 bp是影响其活性的区域,而上游-1 730-2 230 bp为盐响应区域。【结论】盐穗木HcSCL13基因的表达具有时空特异性及对光、盐和机械损伤等因素的响应特性。     

盐穗木Hc2a1基因的克隆及与表达分析

[目的]盐胁迫能够抑制植物生长.探讨盐穗木(Halostachys caspica)盐胁迫响应基因表达变化的影响,有助于阐明盐穗木的耐盐分子机理.[方法]利用RACE方法获得盐穗木Hc2a1基因全长序列,并进行生物信息学分析和基因表达检测.[结果]Hc2a1基因开放阅读框为2 277 bp,编码758个氨基酸,蛋白质分子量为87.29 KDa,理论等电点(pI)为9.32.亚细胞定位于线粒体内膜,具有一个16个氨基酸的信号肽,含多个跨膜结构域,亲水性氨基酸残基多于疏水性氨基酸残基,二级结构多为无规则卷曲.利用荧光定量PCR检测显示,在高盐浓度600 mmol/L处理不同时间条件下,随着盐胁迫时间的延长,Hc2a1的表达量逐渐上升,12h达到最高峰,随后开始下降.[结论]盐穗木Hc2a1基因编码多个C2结构域和跨膜区的蛋白质,基因表达受盐胁迫的诱导.     

盐胁迫下盐穗木miR393b与预测靶基因HcTIR1的表达及相关性

【目的】研究盐胁迫下盐穗木生长素通路中miR393b和预测的靶基因TIR1的表达模式和相关性。【方法】采用生物信息学方法预测盐穗木miR393b的靶基因;通过qRT-PCR方法检测盐胁迫下盐穗木miR393b及预测靶基因HcTIR1(transport inhibitor response1)的相对表达模式,并分析其相关性。【结果】miR393b成熟体在不同植物种中高度保守;盐穗木miR393b预测的靶基因为TIR1;盐胁迫处理,盐穗木同化枝中两基因响应高盐胁迫,并具有一定的负相关性。【结论】盐穗木miR393b和预测的靶基因响应高盐胁迫,二者具有一定的负相关。该结果为进一步探讨盐穗木miR393b与预测靶基因TIR1的生物学功能奠定基础。     

盐穗木醛脱氢酶基因HcALDH7A1原核表达载体的构建及蛋白诱导表达与优化

[目的]为构建盐穗木盐响应基因HcALDH7A1的原核表达载体并进行外源基因的诱导表达和优化.[方法]以实验室已构建好的p mD18-T Simple-HcALDH7A1/DH5α(Pst Ⅰ,SacⅠ)重组载体中盐穗木醛脱氢酶基因(HcALDH7A1)为模板,设计带有酶切位点(EcoRⅠ,XhoⅠ)的引物通过PCR扩增亚克隆到p mD18-TSimple vector中,测序鉴定正确后,通过EcoRⅠ和Xho Ⅰ双酶切,构建重组的原核表达载体pET28a-HcALDH7 A1.将鉴定正确的重组质粒转化到大肠杆菌Transetta(DE3)中,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,SDS-PAGE检测目的蛋白表达,并对其表达体系进行优化.[结果]成功构建盐穗木醛脱氢酶基因HcALDH7A1的原核表达载体,诱导HcALDH7A1外源基因表达蛋白优化的最佳条件为IPTG终浓度为0.6 mmol/L,30℃诱导时间为4h.融合蛋白分子量大小为61 kD.[结论]成功在大肠杆菌体内诱导表达盐穗木醛脱氢酶HcALDH7A1基因,并明确目的蛋白的最佳表达条件.为后续在原核表达系统大肠杆菌细胞中探索盐穗木HcALDH7A1的生物和非生物胁迫的功能奠定了基础.     

不同加热温度对三穗鸭肉品质的影响

以三穗鸭胸肉和腿肉为原料,对不同温度处理的鸭胸肉和腿肉的色泽、保水性、蒸煮损失、剪切力、质构和微观结构的变化情况进行研究.结果显示:不同部位间色泽变化不大,而保水性、蒸煮损失、剪切力、质构指标等存在显著差异;相同部位随加热温度的不同L*值与a*值显著呈正相关,保水性与蒸煮损失呈负相关.随加热温度升高三穗鸭肉保水性降低,蒸煮损失逐渐升高,剪切力在70℃时降至最低后显著升高.相同处理间不同部位的质构变化差异显著.加热使三穗鸭肉肌束膜溶解,温度上升对溶解效果影响显著,70℃以上加热使三穗鸭肉机械强度降低,肉质变软.     

盐穗木HcGKR基因亚细胞定位表达载体的构建及定位分析

[目的]以GFP基因为报告基因,构建HcGKR基因的亚细胞定位表达载体.[方法]采用PCR方法和基因枪法.[结果]用PCR法,以pGEM- T- HcGKR质粒为模板,获得HcGKR基因的目的片段.然后将其克隆到亚细胞定位表达载体35S:GFP中,获得由CaMV35S启动子调控目的基因的35S - GFP - HcGKR融合表达载体,使目的基因能够和GFP融合同时表达.采用基因枪法将35S - GFP - HcGKR转化到洋葱表皮细胞中,暗培养24 h后,经共聚焦显微镜观察确定发出绿色荧光的位置,对HcGKR基因进行亚细胞定位.[结论]构建的亚细胞定位表达载体可在植物细胞中表达,通过洋葱细胞中绿色荧光的位置确定目的基因定位在细胞膜上,为进一步盐穗木HcGKR基因的功能奠定了理论基础.     

不同提取方法对盐藻β-胡萝卜素产量的影响

[目的]研究不同提取方法对盐藻β-胡萝卜素产量的影响,以改进盐藻β-胡萝卜素的提取工艺。[方法]首先比较了丙酮∶甲醇(7∶2)和石油醚2种常用提取试剂对盐藻β-胡萝卜素提取效率的影响;然后以丙酮-甲醇(7∶2)为提取试剂,分别从提取时间、提取温度、固液比3个方面对其提取工艺进行了优化。[结果]相对于石油醚,丙酮∶甲醇(7∶2)对盐藻β-胡萝卜素的提取效率较高。4℃和25℃浸提温度下β-胡萝卜素的得率没有明显差异。分3次提取时,5 m in的浸提时间即可获得较高的提取效率。在1~7 m l的提取剂使用范围内,随着提取剂用量的增加β-胡萝卜素的提取效率有所增加,但增加幅度不是很大。[结论]以丙酮∶甲醇(7∶2)为提取试剂,在25℃下浸提5 m in 3次可以得到较高的提取效率。     

温度对不同侧耳品种生物学效率的影响研究

通过稻草生料栽培法试验,研究了温度对不同侧耳品种生物学效率的影响,结果表明:月积温、月最高温度、月最低温度与肺形侧耳的生物学效率均呈正相关关系,而与酷暑1号和假姬菇10号的相关关系不明显。在湛江地区栽培侧耳,假姬菇10号为典型的低温型品种,其适宜温度为5.5～29.0℃,最适温度为9.9～26.4℃,生物学效率达95%以上;肺形侧耳为高温型品种,其适宜温度为21.5～34.9℃,最适温度为23.6～34.3℃,生物学效率达61%以上;酷暑1号为中温型品种,其适宜温度为5.5～32.0℃,最适温度为12.5～32.2℃,生物学效率达65%以上。指出1～2月份和12月份适宜栽培假姬菇10号,6～9月份适宜栽培肺形侧耳,而酷暑1号的适应性较广,有8个月的适宜栽培期。     

不同管理模式对生姜产量和养分效率的影响

为了建立适合山东鲁中地区生姜高产高效栽培的技术体系,通过大田试验,研究了不同管理模式对生姜产量、养分效率及土壤硝酸盐的影响。4个管理模式分别为农民习惯模式、高产高效模式、再高产模式和再高产高效模式,其中农民习惯模式按当地农民常规种植进行,高产高效、再高产和再高产高效模式分别为设置一定增产增效目标下各种管理措施的优化组合。结果为：与农民习惯相比,高产高效、再高产和再高产高效3种模式均显著提高了生姜的产量和氮肥的养分效率,其中产量分别提高11.85%、25.75%和23.34%,氮肥养分效率分别提高47.94%、11.24%和33.14%。再高产模式下产量最高,高产高效模式下氮肥养分效率最高。