外源2，4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特性及离子吸收、运输和分配的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)诱导紫花苜蓿幼苗抗盐性的效果及其可能的生理调节机制,采用营养液水培法,以紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘陇中苜蓿’为材料,研究NaCl胁迫下施用外源EBR对紫花苜蓿幼苗光合色素含量、气体交换参数及离子吸收、运输和分配的影响。结果表明,1)150mmol/L NaCl胁迫下,苜蓿幼苗叶片的光合色素含量显著降低,光合能力及地上、地下生物量显著下降,苜蓿幼苗体内无机离子的吸收、运输和分配等代谢过程失调。2)NaCl胁迫下,施用0.1μmol/L外源EBR后,苜蓿幼苗叶片的Chla、Chlb、Chla+b、Chlx·c含量及Chla/Chlb显著提高,Chl/Car显著降低,Pn、Tr、Gs、WUE均显著提高,光合能力增强,促进了地上、地下生物量的积累。苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Na~+、Cl~-含量及Cl~-/Na~+显著下降,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量及K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+、Mg~(2+)/Na~+显著升高,体内无机离子的运输比及阳离子的运输选择性比率得到有效调控。3)说明外源EBR能够有效缓解盐胁迫对苜蓿幼苗造成的光抑制,增强有机物的合成和积累,促进对无机离子的选择性吸收和运输,维持体内的离子代谢平衡,提高苜蓿幼苗的耐盐性。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿生理指标及根系离子积累的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯（2,4-Epibrassinolide,EBR）对紫花苜蓿受盐胁迫的影响,本试验以紫花苜蓿‘阿迪娜’为材料,采用人工气候室水培试验,研究盐胁迫条件下喷施不同浓度的外源激素EBR对紫花苜蓿生理指标和根系离子积累的作用。结果表明：150 mmol·L^-1盐胁迫对苜蓿生长具有明显的抑制作用,当喷施外源激素EBR浓度为0.6 μmol·L^-1时,可显著提高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性和可溶性蛋白含量,降低丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和电解质渗透率;0.6 μmol·L^-1和1.2 μmol·L^-1EBR处理显著减轻Na⁺对K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺的毒害,控制离子平衡。由此可见,外源激素EBR可以减小盐胁迫对根系的伤害,增强根系抗氧化系统活性。     

EBR对NaCl胁迫下苜蓿属植物离子吸收和分配的影响

为探究苜蓿属植物的抗盐机理及外源油菜素内酯(EBR)对苜蓿属植物抗盐性的影响,选取蒺藜苜蓿、紫花苜蓿和金花菜3种苜蓿属植物为实验材料,研究NaCl胁迫及NaCl胁迫下喷施EBR对苜蓿属植物生长,体内无机离子吸收、分配及运输的影响。结果表明:1)NaCl胁迫会抑制苜蓿属植物的生长,影响植物体内K+、Ca2+、Mg2+离子的分配和运输。2)EBR能有效缓解NaCl胁迫对植物生长的抑制作用,维持植物体内的离子平衡,从而提高植物的耐盐性。3)紫花苜蓿耐盐性较强,蒺藜苜蓿耐盐性较弱。4)在盐胁迫条件下,紫花苜蓿根部抑制对Na+的吸收,减少离子毒害作用;蒺藜苜蓿将根中的Na+向茎和叶中运输,通过叶片的脱落,维持生长点的正常生长。     

外源2,4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和生理的影响

为探明外源油菜素内酯（Brassinosteroids,BRs）对盐胁迫下燕麦（Avena sativa L.）种子萌发的调控机理,本试验以‘加燕2号’和‘青引2号’燕麦为材料,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,采用不同浓度梯度（10^-5,10^-4,10^-3,0.01,0.10和1 μmol·L^-1）2,4-表油菜素内酯（2,4-Epibrassinolide,EBR）处理燕麦种子,研究外源EBR对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和生理的影响。结果表明：100 mmol·L^-1 NaCl胁迫显著抑制了燕麦种子萌发和幼苗生长,降低了淀粉酶活性（P<0.05）,提高了蛋白水解酶活性（P<0.05）;100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加外源EBR显著提高了燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,促进了燕麦幼苗和根系的生长,提高了根系活力和幼苗干重及燕麦种子萌发过程中的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性,降低了蛋白水解酶活性,有效抑制了可溶性蛋白水解和游离氨基酸的积累;其中,添加0.01 μmol·L^-1和0.10 μmol·L^-1外源EBR对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和幼苗生长的促进效果最为明显。综上,本研究得出外源EBR能够明显缓解NaCl胁迫对燕麦种子萌发的抑制作用,且具有明显的浓度效应,以0.01 μmol·L^-1和0.10 μmol·L^-1外源EBR的处理效果最好。     

2,4-表油菜素内酯对甜高粱和青贮玉米幼苗耐涝性的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassionolide,EBR)对饲草作物种子萌发及幼苗耐涝性的影响,本文研究了甜高粱(Sorghum saccharatum Moench)和青贮玉米(Zea mays)种子萌发及幼苗理化指标对EBR引发种子的响应。结果表明,当EBR浓度为0.01μmol·L^-1时,两种植物的胚芽和胚根长均显著高于其它浓度处理(P<0.05),且在高浓度时(10μmol·L^-1)胚芽和胚根长均显著低于其它浓度处理。水涝胁迫后,两种植物均表现为株高和干重显著下降(P<0.05),其中甜高粱株高下降幅度(平均26.25%)大于干重(11.66%),而青贮玉米干重下降幅度(43.82%)大于株高(20.13%)。EBR引发种子显著提高了水涝胁迫下植株的株高和干重、抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量(P<0.05),降低了丙二醛含量(P<0.05)。综合分析认为,引发通过增加抗氧化酶活性及游离脯氨酸含量,降低膜脂过氧化,最终提高饲草作物幼苗在水涝胁迫下的株高和干重。     

NaCl胁迫对苜蓿幼苗生长及不同器官中盐离子分布的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫下(盐浓度处理为0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)苜蓿不同器官的生长情况(存活率、根长、茎长、叶片数),以及不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的含量,并分析了K/Na、Ca/Na、Mg/Na值的变化。结果表明,存活率、根长、茎长与盐浓度呈负相关,且当NaCl≤0.1%时,有利于苜蓿的生长。除根茎叶中Na⁺含量、根中Ca²⁺与盐浓度呈正相关,茎叶中的Ca²⁺与盐浓度相关性不明显外,根茎叶中K⁺、Mg²⁺、K/Na、Ca/Na、Mg/Na均随盐浓度增加而显著下降,且盐处理与对照差异显著(P＜0.05)。另外从离子角度讨论了盐对苜蓿的毒害以及耐盐的原因。     

盐胁迫对枸杞属两种植物幼苗离子吸收和分配的影响

以枸杞属2种植物(黑果枸杞和宁夏枸杞)幼苗为试验材料,采用不同浓度的NaCl溶液进行胁迫,对其不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺、Cl^-6种离子的吸收与分配情况进行研究。结果表明,在盐胁迫下,黑果枸杞和宁夏枸杞各器官中的Na⁺和Cl^-相对含量均显著高于对照,且随着盐浓度的增加,其含量也逐渐增加,尤以叶片中积累最多;K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺在盐处理组各器官中的相对含量比对照降低或无差异。同时,各器官中的K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺及Si⁴⁺/Na⁺均随盐浓度增加而呈逐渐下降的趋势。盐处理组中,黑果枸杞各器官中K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺和Si⁴⁺/Na⁺离子比值均显著高于同浓度胁迫下的宁夏枸杞,且高盐胁迫下黑果枸杞各离子比值相对于对照下降的幅度远小于宁夏枸杞,说明黑果枸杞比宁夏枸杞有较强的耐盐能力。     

NaCl胁迫下苜蓿不同器官中离子分布及耐盐机制分析

通过对耐盐性不同的苜蓿材料在NaCl胁迫下不同器官盐离子含量的测定,研究离子在苜蓿不同器官中的分布情况以及离子在苜蓿耐盐性中的作用.以耐盐苜蓿材料1969和盐敏感苜蓿材料0137为试验材料,用NaCl浓度为0、0.1％、0.3％、0.5％的盐浓度进行胁迫处理,30d后利用离子发射光谱法对根、茎、叶中Na+、K+、Ca2+含量进行测定.试验结果表明,随着NaCl浓度的升高,苜蓿根、茎、叶中Na+含量升高,K+含量下降,Ca2+含量也呈下降趋势.根、茎、叶中Na+、K+含量及K/Na比值在耐盐材料和盐敏感材料之间有显著差异,根、茎中Ca2+含量二者之间差异不显著,叶中差异显著.耐盐材料的根、叶中Na+含量显著低于盐敏感材料,耐盐材料K+含量、K/Na比值高于盐敏感材料.     

外源水杨酸对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗生长和生理特性的影响

为了探明水杨酸对NaCl胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗生长和生理特性的影响,以"威斯顿"紫花苜蓿品种为材料,采用盆栽试验方法,研究叶面喷施不同浓度水杨酸(0,0.5,1.5,2.5mmol·L~(-1))对不同NaCl处理(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)下紫花苜蓿苗期生长及抗性生理的影响。结果表明,随着NaCl浓度的增加,紫花苜蓿幼苗生长受到显著抑制,在0.6%、0.9%和1.2%盐浓度胁迫下,添加0.5、1.5mmol·L~(-1)外源水杨酸后,紫花苜蓿的株高、茎粗、一级分枝数、叶片相对含水量均显著提高(P0.05);同时,叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著升高;相对电导率、丙二醛(MDA)含量显著降低(P0.05)。可见,适宜浓度水杨酸可以改善不同浓度NaCl胁迫下紫花苜蓿的生长状况,提高其耐盐能力。     

外源NO调控盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及抗氧化酶的研究

本试验以蒺藜苜蓿种子为材料,预先用0.1,0.3和1.0 mmol/L 硝普钠(SNP, NO 供体)浸种,通过计算相关萌发指标,测定种子萌发过程中各项生理指标及抗氧化系统酶活性,研究外源NO对2.0% NaCl胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及活性氧代谢的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP能显著缓解盐胁迫对蒺藜苜蓿种子造成的伤害,使蒺藜苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了333.40%,79.64%,171.93%和100.00%;种子可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了21.1%,42.3%和123.1%,淀粉含量降低了17.7%,淀粉酶活性提高了29.7%,丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2-·)含量分别降低了21.8%和27.2%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别增加了28.6%,43.1%,56.2%和60.3%;与0.1 mmol/L SNP处理相比,0.3 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发的促进、氧化损伤的缓解和抗氧化系统酶活性的提高显著降低;1.0 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子的萌发起到抑制作用。说明低浓度的NO可通过降低种子MDA和O2-·含量,提高种子脯氨酸含量以及激活抗氧化系统酶活性,减轻盐胁迫对蒺藜苜蓿种子的伤害,促进淀粉、可溶性蛋白的水解,从而加速种子萌发。     

蒺藜苜蓿、天蓝苜蓿、金花菜基因组SNP穿梭标记开发

蒺藜苜蓿是继拟南芥和水稻之后又一个进行全基因组测序的植物,利用蒺藜苜蓿的基因组序列,开发出可以在其他豆科植物上应用的分子标记,即穿梭标记,已成为缺乏基因组信息或基因组复杂的豆科植物基因组学及分子遗传学研究的有效手段。天蓝苜蓿和金花菜是我国最重要的两种一年生苜蓿,由于缺乏有效的分子标记,这两种苜蓿在基因组水平上的研究很少。SLAF-seq是近年来开发出的一种简化基因组测序技术,具有高通量、准确性、成本低、周期短的优点,已在众多物种的全基因组SNP标记开发上得到应用。本研究通过SLAF-seq技术对12份蒺藜苜蓿、天蓝苜蓿和金花菜材料进行简化基因组测序,共得到28.04×10⁶个读长的测序数据,276432个高质量的SLAF标签,其中58748个SLAF标签为多态性标签,平均测序深度为17.44。在58748个多态性SLAF标签中,共检测出次要基因型频率(MAF)大于0.05的SNP标记189133个。本研究开发出的SNP标记可用于一年生苜蓿的遗传多样性、遗传图谱构建和重要农艺性状的QTL定位等的研究,其种间穿梭的特性可为苜蓿属种间基因组排列顺序、系统进化关系、比较图谱构建等方面的研究提供帮助。     

外源NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗氧化损伤的影响

1)利用浓度分别为0.1和1.0 mmol/L的外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)浸泡紫花苜蓿种子48 h。在(25±1)℃下将每批50粒种子置于培养皿进行恒温光照培养,重复3次,连续10 d在培养皿中加入6 mL 0.15% NaCl处理液并统计日发芽率,以探讨NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响。2)利用0.1和1.0 mmol/L浓度的外源NO供体SNP处理0.15% NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗。试验设计了4个处理,分别为T1:对照组(CK)为蒸馏水;T2:0.15% NaCl;T3:0.1 mmol/L SNP+0.15% NaCl;T4:1.0 mmol/L SNP+0.15% NaCl。每个处理重复3次。分别于0 (胁迫前),2,4,6和8 d后采集生长状况一致的幼苗叶片测定游离脯氨酸含量、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、O₂^-产生速率、过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、叶绿素含量、可溶性糖含量。以探讨NO对NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,外源NO可以缓解NaCl胁迫对紫花苜蓿种子萌发的抑制作用,促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子活力,促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累,能缓解NaCl胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量的增加、缓解活性氧代谢引发的H₂O₂含量的增加及叶绿素的降解,抑制O₂^-产生速率,提高SOD、POD、CAT的活性。这种保护效应与NO的浓度明显相关,0.1 mmol/L SNP处理效果显著优于1.0 mmol/L SNP处理。     

外源NO对NaCl胁迫下扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响

为探寻调控扁蓿豆种子萌发期耐盐能力的途径,采用NO供体硝普钠(SNP)处理扁蓿豆种子,研究了盐胁迫下外源NO对扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,150mmol/L的NaCl溶液显著抑制了扁蓿豆种子的萌发,显著降低了发芽率、发芽指数和幼苗长度。外源NO在一定程度上缓解了盐胁迫对扁蓿豆幼苗的发芽率、发芽指数、芽长和根长的影响,但也存在浓度效应,以0.05%处理为最佳。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的扁蓿豆种子发芽率为86%,显著高于单盐处理的(0%SNP+150mmol/L NaCl)(P0.05)。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的发芽率、芽长和根长与0mmol/L NaCl溶液处理差异不显著(P0.05),发芽指数显著高于后者(P0.05)。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗伤害的缓解作用,以中苜3号和陇中苜蓿为材料,在150mmol/L NaCl胁迫下,研究不同浓度EBR处理对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:(1)150mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力,降低了幼苗的地上、地下生物量;(2)外源EBR可有效的缓解NaCl胁迫对苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力的抑制作用,并具有明显的浓度效应;(3)综合发芽试验、幼苗生长试验,在150mmol/L NaCl胁迫下,10-1μmol/L EBR处理显著地提高了苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长、胚根长、萌发期幼苗干重,并显著增加了苜蓿幼苗的叶片数、茎粗、株高、主根长、侧根数和地上、地下生物量,提高了苜蓿萌发期、幼苗期的根系活力水平,对盐胁迫下苜蓿幼苗的缓解效果最好。说明外源EBR能够促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长发育,EBR在诱导植物抗盐性上具有积极作用。     

蒺藜苜蓿膜联蛋白MtANN2基因的表达模式及盐胁迫下的功能分析

膜联蛋白（annexins）是一类进化保守的多基因家族蛋白,它们广泛存在于真核生物中,能通过Ca²⁺与膜磷脂的结合参与胁迫相关的多种生物学过程。早期对膜联蛋白的研究多集中于脊椎动物,对植物膜联蛋白的认识开始于番茄。关于豆科植物尤其是牧草中膜联蛋白的研究还鲜有报道。本研究分析了蒺藜苜蓿膜联蛋白与饲草紫花苜蓿同源蛋白的进化关系,研究了蒺藜苜蓿膜联蛋白基因MtANN2的表达模式,进一步利用拟南芥同源基因的突变体阐明了MtANN2在根系发育和盐胁迫中的功能。RT-qPCR结果显示,MtANN2在根中高丰度表达,且表达水平受NaCl诱导。RNA原位杂交表明MtANN2特异表达于幼苗侧根原基。拟南芥同源基因AtANN2的T-DNA插入突变体植株弱小、侧根数少、根鲜重低,且对盐（100 mmol·L^-1）处理的敏感性显著高于野生型。超表达MtANN2于atann2后转基因植株的侧根数介于野生型与突变体之间,根鲜重接近野生型,表明MtANN2能在一定程度上互补该突变体的表型缺陷。在盐处理下,该转基因株系的发芽率和长势均恢复到类似野生型的水平。以上结果从分子水平上表明,蒺藜苜蓿膜联蛋白MtANN2参与植物根系生长及盐胁迫响应,高水平表达该基因能够改善植物的耐盐性。本研究为紫花苜蓿耐盐分子育种提供了备选基因。     

CoCl2对Na2CO3胁迫下苜蓿幼苗叶片细胞膜的保护作用

本研究报道了CoCl2对Na2CO3胁迫下苜蓿幼苗叶片细胞膜的保护作用及机制,研究结果表明,在120mmol/L Na2CO3胁迫的前期,苜蓿幼苗叶片多胺含量及抗氧化酶活性显著升高,过氧化物酶除外,而活性氧水平、脂质过氧化程度和细胞膜相对透性无显著变化;当120 mmol/L Na2CO3胁迫延长至24~28 d时,乙烯产生速率大幅度上升,多胺氧化酶及二胺氧化酶活性显著升高,精胺、亚精胺和腐胺含量显著下降;抗氧化酶活性显著下降,活性氧水平与脂质过氧化程度显著提高,细胞膜稳定指数大幅度下降。在120 mmol/L Na2CO3溶液中加入CoCl2至50μmol/L,在胁迫的整个过程中乙烯产生被显著抑制,同时相对提高了抗氧化酶的活性,并在胁迫后期显著减轻了多胺氧化酶活性升高、多胺含量下降及脂质过氧化程度的增加,减缓了细胞膜稳定指数的下降,从而对Na2CO3胁迫下苜蓿幼苗叶片细胞膜表现出一定的保护作用。