细叶百合低温解除休眠过程中鳞茎内糖分及相关酶的研究

通过低温处理打破细叶百合鳞茎休眠,探讨细叶百合鳞茎解除休眠过程中的糖类化合物及蔗糖、淀粉代谢酶的变化规律。结果表明,鳞茎休眠解除过程中伴随着旺盛的糖类代谢活动,淀粉含量下降,淀粉酶活性升高。内层鳞片在冷藏60 d时可溶性糖含量达到峰值,贮藏前期,蔗糖含量,蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性上升,SPS和SS协同控制蔗糖代谢及转运。冷藏条件下鳞片及顶芽内淀粉向可溶性糖方向代谢过程中促进了腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性的增加。各种淀粉代谢相关酶在鳞茎冷藏不同时期和不同部位的作用规律不同。鳞茎各个部位总可溶性糖含量与蔗糖、葡萄糖含量及淀粉磷酸化酶(SP)、SS、α-及β-淀粉酶活性都存在显著或极显著的正相关性。糖类代谢成为鳞茎休眠解除的物质基础。     

外源NO对高羊茅镉伤害缓解效应研究

为了探讨外源一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下高羊茅(Festuca arundinacea)生理响应的调节机制,采用水培方法,研究了不同浓度的NO供体硝普钠(SNP)对100 μ mol·L^-1CdCl₂胁迫下高羊茅幼苗生长、光合特性及矿质元素吸收的影响.结果表明:在Cd胁迫下,外施SNP能显著增加高羊茅叶片中NO含量,同时增加植株干重,提高根生长率和根系活力;增加叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量,提高净光合速率(P_{n)、增强PSII反应中心最大光能转换效率(Fv/Fm) 等指标,显著增强了高羊茅地上部分与根对Ca,Mg,Zn和Fe的吸收,抑制了Cd向地上部分的转运.综合各项指标来看,100 μmol·L^-1SNP效果最好,能够显著改善高羊茅叶片的光合活性,维持植株体内矿质元素平衡,从而缓解Cd胁迫对高羊茅光合作用的抑制,促进其生长并提高其耐受性.}     

施氮对紫花苜蓿干旱复水后生长恢复能力的影响

植物复水后的生长恢复能力是体现植物干旱适应性的重要方面。施氮是常见的栽培措施,但施氮对紫花苜蓿(Medicago sativa)复水后生长恢复能力的影响尚不明晰。本研究在低氮(3 mmol·L^-1)和高氮(7 mmol·L^-1)处理下对紫花苜蓿进行水培,在培养液中添加聚乙二醇-6000模拟干旱-复水情况,在干旱结束当天、复水7 d以及24 d,测定紫花苜蓿地上和地下部的生物量、含氮量、非结构性碳水化合物以及相关酶活性。结果显示,复水24 d时,高氮处理的总生物量高于对照组(未受干旱处理) 11.0%,发生了“补偿生长”,而低氮处理的生长尚未恢复,生物量低于对照组19.6%。由于“干旱记忆”,复水7 d以及24 d时,高氮处理的根冠比、根系中淀粉和可溶性糖含量显著增加(P <0.05),而低氮处理则无显著变化(P> 0.05)。复水7 d,高氮下紫花苜蓿叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性下降,而蔗糖合成酶(SS)和根中酸性转化酶(AI)活性显著提高(P <0.05)。复水24 d时,与低氮处理相比,高氮处理更明显地提高了SS活性...     

5种冷季型草坪草的耐热性研究

通过生化培养箱模拟北京地区的高温高湿环境,对高羊茅（Festuca arundinacea）、多年生黑麦草(Lolium perenne)、匍匐剪股颖（Agrostis stolonifera）、草地早熟禾（Poa pratensis）和粗茎早熟禾(P.trivialis)这5种冷季型草坪草在热胁迫过程中的外观质量指标每株绿叶数、生长高度和生理生化指标叶片相对含水量、叶片相对电导率、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性进行分析。结果表明,在昼夜35 ℃/30 ℃的高温下,随着胁迫时间的延长,5种草坪草叶片相对含水量下降,叶片相对电导率上升。叶片叶绿素含量在高温环境中变化趋势不一致,高羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾的叶绿素含量呈先上升后下降的趋势,而匍匐剪股颖和粗茎早熟禾则呈现出持续下降的趋势。随着高温胁迫时间的延长,5种草坪草的SOD、POD活性呈先上升后下降的变化趋势。CAT活性下降,且随着时间的延长,POD和CAT活性下降的幅度增大。在高温胁迫过程中,5种草坪草每株绿叶数和植株生长高度降低。 通过聚类分析可将5种草坪草大致聚为3个耐热级别：1级（相对耐热）高羊茅;2级（中等耐热）草地早熟禾、多年生黑麦草、匍匐剪股颖;3级（相对敏感）粗茎早熟禾。     

高羊茅应答盐胁迫的AtSOS途径基因的效应分析

本研究在2015年采用基因工程技术改良高羊茅耐盐性,通过种植转基因耐盐草坪草达到改良土壤改善生态环境的目的。以草坪草成熟种子诱导的胚性愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法将拟南芥AtSOS途径基因AtSOS1、AtSOS2-AtSOS3和AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3分别导入高羊茅爱瑞3号中,经PCR检测、Southern blotting分析和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转不同组合AtSOS基因的高羊茅植株和野生型植株为材料进行盐处理,每次处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺、K⁺离子含量、叶绿素含量,结果显示,盐胁迫下转基因植株的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于对照植株,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量的增加幅度均显著低于对照植株;盐胁迫下转基因和野生型植株叶片中的Na⁺、K⁺含量都增加;盐胁迫下所有植株的株高均呈下降趋势,各株系的叶绿素含量也减少,但是转基因(AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3)植株的叶绿素含量增加。转AtSOS基因的高羊茅通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体内Na⁺的外排,减轻了盐胁迫所导致的伤害,提高了植物的耐盐性。     

脱落酸、蔗糖和硅对高羊茅和草地早熟禾耐荫性的影响

为探索外源物质对草坪草耐荫性的作用效果及其最佳浓度,在57%遮荫胁迫下,选用脱落酸(ABA)(0,0.02,0.06和0.10mmol·L^-1)、蔗糖(0,600,800和1000mg·L^-1)和硅酸钠(0,0.50,1.00和1.50mmol·L^-1)对盆栽高羊茅(Festuca arundinacea)和草地早熟禾(Poa pretensis)进行处理。结果表明:各浓度ABA对提高2种草坪草耐荫性没有效果,反而加重胁迫,明显抑制植株的生长,严重影响草坪外观质量;适宜浓度的蔗糖和硅酸钠能不同程度的促进2种草坪草的生长,提高其耐荫性;800mg·L^-1蔗糖和0.50mmol·L^-1硅酸钠对高羊茅处理效果最佳,600mg·L^-1蔗糖和1.50mmol·L^-1硅酸钠对草地早熟禾处理效果最佳。     

18个高羊茅品种的耐热性比较研究

采用盆栽法,观测了冷季型草坪草高羊茅18个品种(系)在38℃/28℃(昼/夜)高温胁迫下的形态指标主要观测其植株的成活率和生长状况,测定了叶片相对电导率、叶绿素总含量、丙二醛累积量、游离脯氨酸含量以及SOD活性5项生理指标,并综合评价了18个高羊茅品种(系)的耐热性能。结果表明:随着热胁迫时间的延长,叶片的相对电导率,丙二醛含量和游离脯氨酸含量均呈递增趋势;叶绿素总含量呈递减趋势;超氧化物歧化酶活性呈先递增后递减的趋势;各指标之间存在一定的相关性。综合分析结果表明:可将高羊茅的18个不同品种(系)大致聚为3个耐热级别:1级(相对耐热):高羊茅新品系98-1;2级(中等耐热):高羊茅98-5、新星、猎狗、野马、贝克、野狼和交战;3级(相对敏感):高羊茅Relf、原始群体、家园、春风、王朝、爱瑞、德米尼、91-82、98-2以及凌志。     

污泥对高羊茅抗旱性的影响研究

污泥中含有腐殖质和生长素等生物活性类物质,会对植物的生长产生影响。本试验在相同氮肥条件下,研究了污泥对高羊茅抗旱性的影响。采用裂区实验设计,主处理包括充分浇水和干旱2个水平;副处理为不同的氮源:对照(75.0 mg/kg的氮素由硝酸铵提供)、半污泥(硝酸铵和污泥各提供37.5 mg/kg的氮素)、全污泥(75.0 mg/kg的氮素由污泥提供)。结果表明,干旱条件下全污泥和半污泥处理能够显著提高高羊茅的坪观质量、叶片相对含水量和叶绿素含量,并降低叶片萎蔫度(P<0.05),表明污泥的施用能够改善高羊茅在干旱下地上部分的生长状况;全污泥处理还能提高叶片的水分利用效率,使高羊茅在50%田间持水量时保持较好的水分代谢(P<0.05);全污泥和半污泥处理能够增加2种水分状况下的根重,提高高羊茅在重度干旱下的根系活力,同时促进干旱条件下高羊茅叶片中脯氨酸的积累(P<0.05),表明污泥中的活性物质能够增强高羊茅的抗旱性。     

3个菠萝品种在低温胁迫下的生理反应

为了研究菠萝的抗寒机制,利用人工气候室,以20℃处理为对照,研究了巴厘、台农17号、澳大利亚卡因3个菠萝品种在15℃、10℃、5℃低温胁迫下3天后叶片可溶性糖、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性、抗坏血酸(ASA)含量的变化,并调查了植株冻害等级。试验结果表明：低温诱导菠萝体内产生更多的可溶性糖;在低温胁迫下过氧化物酶（POD）活性升高,过氧化氢酶（CAT）活性降低,抗坏血酸(ASA)含量减少;巴厘、台农17号寒害级别为一级,澳大利亚卡因为二级。应采用综合指标鉴定菠萝的耐寒性。     

盐胁迫对小报春生长及生理特性的影响

为探讨小报春对盐(NaCl)胁迫的抗性及适应机制,采用盆栽法研究不同浓度的NaCl(0、50、100、150、200、250 mmol·L^-1)对小报春生长发育和生理特性的影响。结果表明:1)不同浓度NaCl胁迫下,小报春的生长呈现低促高抑的现象。随着NaCl胁迫浓度的增加,植株的株高、冠幅、叶面积、地上和地下干重以及叶片含水量显著降低,相对电导率显著提高。2)NaCl胁迫后,小报春植株叶片净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS),以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均随NaCl浓度增加呈现先上升后下降的变化趋势;丙二醛(MDA)含量呈持续升高趋势,说明植株的光合作用系统、细胞的渗透调节以及抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。3)NaCl胁迫显著提高了小报春植株叶、叶柄、根中Na⁺的含量,根系中Na⁺含量的增幅最大;植株各器官中K⁺、Ca²⁺含量随着NaCl胁迫浓度增加呈现先上升后下降的趋势,且K⁺、Ca²⁺在叶片中保持较高的含量。综上所述,小报春具有一定的耐盐性,是盐渍土园林应用的潜力花卉。低浓度NaCl(50 mmol·L^-1)胁迫对其生长有促进作用,但NaCl浓度≥150 mmol·L^-1抑制其生长发育。     

不同苜蓿的抗寒性差异及其与糖类物质含量的相关性研究

为探讨苜蓿(Medicago sativa L.)种类和品种的抗寒性差异及其与根颈糖类物质含量的关系,本研究在越冬前期挖取科尔沁沙地种植的黄花苜蓿(Medicago f alcata L.)和'骑士T'、'北极熊'、'草原3号'、'巨能3010'紫花苜蓿的越冬器官,在程序式低温处理箱进行模拟低温处理,检测苜蓿根颈相对电...     

外源甜菜碱对低温胁迫下紫花苜蓿幼苗生理特性的影响

本研究以‘甘农5号’紫花苜蓿（Medicago sativa L ‘Gannong No.5’）品种为实验材料,设置两种施加方式（叶施、根施）和六个外源甜菜碱浓度（0,10,20,30,40和50 mmol·L^-1）处理苜蓿幼苗,在低温（4℃）胁迫7 d后测定其生长和相关生理指标,探究外源甜菜碱缓解苜蓿低温胁迫的生理机制。结果表明,叶施和根施外源甜菜碱均能够有效缓解低温胁迫下苜蓿幼苗苗长、根长、地上及地下生物量和叶绿素含量的降低,增加可溶性糖和游离脯氨酸的含量,减少叶片相对膜透性和丙二醛含量的升高,显著提高抗氧化酶活性以及非酶抗氧化物质含量,同时,外源甜菜碱还可以促进低温胁迫下苜蓿幼苗内源甜菜碱的积累和甜菜碱脱氢酶活性,增强渗透调节能力,进而提高苜蓿对低温胁迫的抗性。通过隶属函数分析得出,叶施30 mmol·L^-1和根施40 mmol·L^-1的外源甜菜碱对缓解苜蓿幼苗低温胁迫的效果最佳。     

芒果不同生育时期果实糖分积累特征及相关代谢酶活性分析

以台农1号为试验材料,在生长过程中测定果实可溶性糖、淀粉含量和蔗糖相关代谢酶及淀粉酶活性,并分析糖组分与果实形态和糖组分与酶活性间的相关性。结果显示：（1）台农1号果实生长呈单“S”型曲线,完熟时纵横经和单果重净增长量分别为5.46 cm、11.45 cm和212.95 g,果实发育前期以积累淀粉为主,葡萄糖和果糖次之,果实完熟后淀粉迅速分解,蔗糖积累量增加,果实形态与可溶性糖含量均呈显著或极显著高度正相关关系。（2）果实中性转化酶和蔗糖合成酶活性较低且变化趋势平缓,酸性转化酶在整个生育时期较活跃,活性呈先增加后降低趋势,采收时活性最强,蔗糖磷酸合成酶在生育前期活性较低,采收时活性迅速增加后略有降低,淀粉酶先迅速升高后逐渐降低。（3）可溶性糖含量与酸性转化酶和蔗糖磷酸合成酶及蔗糖合成酶活性相关性较强,但淀粉与以上酶相关性弱,与淀粉酶活性呈显著正相关。综上,芒果生育前期以积累淀粉为主,成熟时淀粉逐渐分解,可溶性糖含量增加,酸性转化酶和蔗糖磷酸合成酶是糖积累的关键酶。     

泽泻和慈姑叶片对低温胁迫的响应

以泽泻和慈姑叶片为试验材料,研究其在0、-10、-15、-20℃低温胁迫下叶片中可溶性糖(WSC)、游离脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及相对电导率等5个生理生化指标的变化。结果表明,在0℃时2个植物的POD和CAT活性显著增加,之后随温度的降低而下降,在-20℃无活性。随着温度的降低,叶片相对电导率、可溶性糖和脯氨酸含量均有所增加,但增加幅度不同,综合5项指标分析得出,慈姑的抗寒性强于泽泻。     

短期低温胁迫对‘龙牧807’苜蓿幼苗生理代谢的影响

为了探讨苜蓿幼苗的低温胁迫生理响应机制,试验以‘龙牧807’苜蓿(Medicago Sativa L. ‘Longmu 807’)幼苗为材料,对其进行低温(0℃,—2℃,—3℃,—4℃和—5℃)处理,每个温度处理2 h,分析不同低温胁迫对苜蓿幼苗叶片的渗透调节物质、膜质透性、膜氧化物质、抗氧化酶活性和代谢物质的影响。研究结果表明：随着低温胁迫温度的增加,幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性呈先升后降的变化趋势,在—3℃达到最大值;相对电导率、丙二醛含量、过氧化氢含量、氧自由基产生速率、还原型谷胱甘肽含量和过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶活性呈升高变化趋势,在—5℃达到最大值;叶绿素、硝态氮含量和乙醇酸氧化酶活性呈降低变化趋势。通过对16个指标主成分分析,获得8个特征向量比较大的指标,对这8个指标进行隶属函数分析表明,‘LM807’苗期能耐受最低温度为—3℃。本研究中可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、相对电导率、过氧化物酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶和还原型谷胱甘肽与抗低温能力相关性比较好。     

盐胁迫对桑树NH_4~+同化和谷氨酰胺合成酶活性的影响

以育 15 1和新一之 2个桑品种的硬枝扦插苗为材料 ,研究外源NaCl胁迫对桑树氮素代谢有关酶活性和氨积累的影响。结果表明 :NaCl胁迫显著抑制桑树的营养生长 ;可促进游离NH+4在桑树叶片中积累 ,但NH+4在根系中未见明显变化 ;受NaCl胁迫的桑树根和叶片的谷氨酰胺合成酶的活性明显下降 ,而叶片的谷氨酸脱氢酶的活性显著增加 ;桑树根系硝酸还原酶的活性受盐胁迫的刺激 ,但桑树叶片的硝酸还原酶活性明显下降 ;暗示盐分胁迫可减弱桑树经谷氨酰胺合成酶 -谷氨酸合酶循环对NH+4的同化 ,但可加强NH+4经谷氨酸脱氢酶的同化 ,并可通过影响NO-3 的还原来影响桑树的氮素营养     

不同根颈直径苜蓿生理生化特性对低温胁迫的响应

为了探究不同颈粗苜蓿（Medicago sativa L.）的抗寒性与其根颈中生理生化特性的关系。以‘公农1号’紫花苜蓿为试验材料,对不同颈粗（3.50 mm,5.25 mm,7.00 mm）苜蓿根系进行低温胁迫（4℃,-10℃,-15℃,-20℃）处理,测定了苜蓿根颈活力、非结构碳氮含量和抗氧化酶活性。结果表明：低温胁迫对苜蓿根颈活力、非结构碳氮含量、非结构碳氮比（Cnstructured carbon nitrogen ratio,C/N）及过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性均有极显著影响（P<0.01）;随低温胁迫的增加不同颈粗的苜蓿根颈活力均降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈增加-降低-增加的变化,淀粉含量、C/N和CAT活性均呈先增加后降低的趋势;苜蓿根颈活力大小与根颈中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、CAT活性及C/N显著相关（P<0.05）。研究认为,根颈直径大的苜蓿抗寒性较强,其通过调控根颈中可溶性蛋白、可溶性糖含量和CAT活性及C/N以适应低温胁迫。     

多年生黑麦草LpGCS基因克隆及其在烟草中的初步功能验证

本研究以多年生黑麦草‘高帽2号’叶片为试材,根据同源基因的CDS序列设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了多年生黑麦草γ-谷氨酰基半胱氨酸合成酶基因LpGCS。该基因全长为1674 bp(GenBank登录号:KJ551844),具有完整的开放阅读框(ORF),共1125 bp;对其氨基酸序列特性、结构以及与其他8种同源基因氨基酸序列间的同源性进行了研究,预测该蛋白分子量为42.86 kDa,属于不稳定类蛋白质,其蛋白质二级结构以α-螺旋为主;蛋白质氨基酸序列与其他8种同源基因氨基酸序列间同源性都比较高;此外,成功构建了该基因的正、反义植物表达载体pCAMBIA-Ubi-LpGCS+和pCAMBIA-Ubi-LpGCS-,并通过农杆菌介导法获得转正、反义基因烟草。对转基因植株和野生型烟草进行镉离子胁迫试验,生理生化指标测试结果表明镉离子胁迫处理10 d后,转LpGCS+植株中MDA含量低于野生型,光合色素含量与POD、SOD、CAT活性均高于野生型;而转LpGCS-植株中MDA含量高于野生型,光合色素含量与POD、SOD、CAT活性均低于野生型。综上所述,LpGCS基因在烟草中的过量表达可以提高植株的耐镉胁迫能力,为进一步利用该基因转化多年生黑麦草培育抗重金属植株奠定基础。     

“麦/玉/豆”模式下氮肥运筹对玉米碳氮代谢的影响

在“麦/玉/豆”套作模式下,以玉米杂交种川单418为材料,采用两因素随机区组设计,通过2年试验研究了不同施氮量0,90,180,270,360 kg纯N/hm²,和不同施氮时期即底肥∶拔节肥∶攻苞肥=5∶0∶5,3∶2∶5和5∶2∶3对玉米碳氮代谢的影响。研究结果表明,施氮量低于270 kg纯N/hm²时,随着施氮量的增加,玉米叶片、茎鞘的氮素和总糖积累以及碳氮代谢关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性表现出增加趋势,超过270 kg纯N/hm²时会起抑制作用,2年均以施氮量为270 kg纯N/hm²时表现最优,其次是施氮量为180 kg纯N/hm²,施氮量为180和270 kg纯N/hm²时显著或极显著高于对照。各施氮处理叶片C/N从拔节期至乳熟期平均下降速率分别为26%,25%,21%,23%,且当施氮量为270 kg纯N/hm²时茎鞘C/N保持较低水平,叶片乳熟期仍然保持高效合成能力,有利于产量形成。不同氮肥配比对碳氮代谢影响表现为3∶2∶5>5∶0∶5>5∶2∶3,氮肥后移(3∶2∶5)促进叶片和茎鞘糖、氮积累,增强硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性,与氮肥前移(5∶2∶3)相比差异显著。因此“麦/玉/豆”模式结合氮肥运筹能够协调并能明显改善玉米碳氮代谢,进而实现周年作物的可持续生产。综合总糖、氮素的积累以及碳氮代谢关键酶的表现,“麦/玉/豆”模式下以施270 kg纯N/hm²,基追比3∶2∶5为最佳氮肥运筹方式。