超声波直接转导外源基因转化八棱海棠的技术研究

应用超声波直接转导法,对八棱海棠进行rolC基因转化,同时,利用gus基因瞬间表达的方法研究了超声波处理时间、处理功率和转化缓冲液中二甲基亚砜(DMSO)对rolC基因转化率的影响.结果表明:当DMSO为5%(体积分数)时,用80 W功率处理20 min,能够获得最佳的转化效果.在超声波最佳处理条件下转化486个八棱海棠叶片,共得到237个抗性愈伤组织和9株抗性苗,转化率为1.85%.GUS染色、PCR及Southern blotting检测结果显示,有8个八棱海棠株系的基因组中整合了完整的外源rolC基因.     

超声波直接转导外源基因转化八棱海棠的技术研究

应用超声波直接转导法,对八棱海棠进行rolC基因转化,同时,利用gus基因瞬间表达的方法研究了超声波处理时间、处理功率和转化缓冲液中二甲基亚砜(DMSO)对rolC基因转化率的影响.结果表明:当DMSO为5%(体积分数)时,用80 W功率处理20 min,能够获得最佳的转化效果.在超声波最佳处理条件下转化486个八棱海棠叶片,共得到237个抗性愈伤组织和9株抗性苗,转化率为1.85%.GUS染色、PCR及Southern blotting检测结果显示,有8个八棱海棠株系的基因组中整合了完整的外源rolC基因.     

转番茄铁载体基因（LeIRT2）八棱海棠株系的鉴定

 【目的】选育具有抗缺铁能力的苹果属植物新种质。【方法】通过半定量式RT-PCR检测、印迹杂交、营养液pH的变化和低铁(铁浓度为10-6 mol•L-1)水培条件下，根系和叶片的金属元素含量分析。【结果】在通过Southern杂交获得的9个转番茄铁载体蛋白基因八棱海棠（Malus robusta Rehd.）株系中，有6个转基因株系成功转录，目的基因在叶片和根系中都有表达。其中2个在缺铁情况下显著提高了根系总铁的含量和叶片中活性铁的含量，同时也大幅度提高了根系和叶片中锌的含量。【结论】转番茄铁载体蛋白基因八棱海棠株系表现出较强的抗缺铁胁迫能力。     

转rolC基因八棱海棠组培苗生物学特性的研究

【目的】通过研究转rolC基因八棱海棠不同株系的转基因拷贝数，在转录水平上的表达丰度，以及转基因组培苗的生物学特性，为进一步深入阐明rolC基因在八棱海棠中的表达机制和培育优良的苹果砧木奠定理论基础。【方法】以通过gus染色和PCR检测的3个转rolC基因八棱海棠株系组培苗为试材。Southern杂交鉴定rolC基因整合拷贝数。Northern杂交鉴定rolC基因在转录水平上的表达丰度。调查转基因植株组培苗在含有不同种类和浓度的植物生长调节剂的培养基上茎段增殖、叶片再生、生根能力等生物学特性；将生根后的组培苗进行炼苗，移入温室4个月后，研究株高、节间数、节间长度、叶面积等生物学特性。【结果】Southern杂交结果表明，rolC基因分别整合进入3个八棱海棠株系基因组，其中株系20a和33a分别获得了1个rolC基因拷贝，株系20b获得了2个rolC基因拷贝。Northern杂交结果表明，3个转基因株系中的rolC基因均在转录水平上得到了表达，且该基因在单拷贝株系的表达丰度高于双拷贝株系。转基因组培苗生物学特性研究结果表明：（1）3个转rolC基因八棱海棠株系茎段增殖系数、叶片再生率、生根所需外源激素浓度均显著低于对照植株，单拷贝株系的以上指标亦显著低于双拷贝株系。（2）3个转基因八棱海棠株系组培苗平均生根数显著高于转基因株系，双拷贝株系显著低于单拷贝株系；根长情况正好相反；对照植株根粗和转基因株系根粗之间均无显著差异。（3）3个转基因八棱海棠株系的株高、节间长度、节间数、叶面积均显著小于对照植株。其中单拷贝株系显著小于双拷贝株系。【结论】rolC基因整合进入3个八棱海棠转基因株系基因组，并分别在转录水平上得到表达。外源rolC基因的表达导致转基因植株体内内源激素含量和植株形态学的改变，且rolC基因的整合拷贝数对它的表达有一定的影响。     

介质盐碱铁对八棱海棠根际pH值的影响

用水培和二次正文旋转组合设计，研究了介质铁，ｐＨ值，ＮａＣｌ与植株生长、失绿和根际ｐＨ值的关系。结果表明，抑制了极系Ｈ￣＋的释放。高ｐＨ值和缺铁可使根际ｐＨ值降低。盐在单独作用时，对根际ｐＨ值无影响。介质４因素对根际ｐＨ值的影响程度依次为，ｐＨ值和铁，盐的影响最小。八棱海棠根系能分泌质子，降低根际ｐＨ值，故较抗盐碱。石灰性土壤和以为主的盐碱土，植株失绿严重，是因高浓度的抑制了根系Ｈ￣＋的分泌。     

缺铁胁迫下转番茄铁载体蛋白基因八棱海棠对矿质元素吸收的影响

在不同浓度缺铁水培条件下,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定转基因和非转基因植株叶片和根系Ca2+、Mg2+、Ni2+的含量。研究结果表明:在Fe2+浓度为1μmol.L-1时,转番茄铁载体蛋白基因(LeIRT2)八棱海棠株系叶片中Mg2+的含量显著低于非转基因株系,而根系Mg2+的含量显著高于非转基因株系;该浓度下转基因株系根部Ni2+含量显著高于非转基因株系,叶片中Ni2+含量与非转基因株系无显著差异。Fe2+浓度为10μmol.L-1时,转基因株系叶片和根系Mg2+、Ca2+的含量与非转基因株系无显著差异。Fe2+浓度为1μmol.L-1时,转基因株系叶片和根系Ca2+的含量与非转基因株系无显著差异。无铁条件下在叶片和根系中Ca2+、Mg2+含量无显著差异。     

八棱海棠种子催芽试验

对八棱海棠种子分别进行水浸处理、赤霉素溶液浸泡处理、蔗糖溶液浸泡处理、低温层积等处理,而后进行发芽试验,统计分析发芽率、发芽势以及移栽生长情况等指标。结果表明:蔗糖溶液和赤霉素溶液浸泡均不能完全打破种子休眠;低温层积是解除种子休眠的有效方法,低温层积90d后,可解除种子休眠。     

干旱胁迫对八棱海棠叶片生理指标的影响

为了研究干旱胁迫对八棱海棠叶片部分生理指标的影响。以营养液培养的八棱海棠(Malus robusta Rehd.) 1年生实生苗为试材,用20%聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG-6000)模拟干旱,对其根系进行处理。试验结果表明:相对电导率和丙二醛含量呈增加趋势,但前期增加缓慢,后期增加迅速;蛋白质含量表现为先上升后下降; DNA总量和叶绿素含量呈下降趋势,但前期下降慢,后期下降快。     

八棱海棠耐盐碱性评价

为探明八棱海棠的耐盐碱性种质资源价值,以实生苗为试材,采用水培的方法评价了八棱海棠耐盐性和耐碱性.结果表明:1)0.4％ NaCI处理30 d时,八棱海棠的盐害指数为51.1,根据耐盐性评价标准判定为中等耐盐型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐盐型植株分别占群体总数的20.6％、23.9％、37.0％、12.0％和6.5％.2)pH9.5碱处理(Na2CO3)30 d时,八棱海棠的碱害指数为16.3,根据耐碱性评价标准判定为极强耐碱型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐碱型植株分别占群体总数的79.1％、15.3％、4.2％、1.4％和0％.八棱海棠中存在极强耐盐型和极强耐碱型植株,是优异的耐盐/碱型种质资源树种.     

八棱海棠生物学特性及育苗栽培技术

总结了八棱海棠的生物学特性,并从种子采集及处理、培育壮苗、适时栽植、整枝修剪、土肥水管理、病虫害防治等方面介绍了其育苗栽培技术,以期为八棱海棠的栽培提供参考。     

转番茄铁载体基因（LeIRT2）八棱海棠对缺铁胁迫的响应

 在低铁(铁浓度为10-6mol·L-1)水培条件下，2个转番茄铁载体蛋白基因八棱海棠（Malus robusta Rehd.）株系表现出较强的抗缺铁胁迫能力。叶片叶绿素含量和净光合速率显著高于对照；叶片细胞间隙CO2浓度显著低于对照；根系的质子分泌和三价铁螯合物还原酶（FCR）活性均升高，明显强于同样条件下的非转基因植株。根系扫描电镜结果显示，转基因株系根系的吸收区和根毛的表面结构皱折增多，表面积增大。     

铅对八楞海棠氮素代谢的影响

[目的]丰富果树铅胁迫的理论研究,为果树铅污染的预测预报、综合治理提供理论依据。[方法]以去离子水为对照,研究500、1000、2000mg/k(g以Pb2+计)的铅胁迫对八楞海棠氮素代谢的影响。[结果]八楞海棠的硝酸还原酶活性在500mg/kg的铅胁迫下达到最高值,2000mg/kg的铅胁迫使其活性降至对照的81%。铅胁迫对八楞海棠叶片脯氨酸含量的影响不大。八楞海棠的可溶性蛋白含量随着铅胁迫时间的延长和铅胁迫浓度的增加而下降,500、1000、2000mg/kg铅胁迫21d时,其含量分别降至对照的83.2%、75.6%和67.9%。[结论]高浓度的铅胁迫使八楞海棠的硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量下降。     

盐胁迫对八棱海棠和新疆野苹果叶片解剖结构的影响

[目的]比较八棱海棠和新疆野苹果在不同盐浓度下叶片组织解剖结构的变化,分析其耐盐性,为我区南疆盐渍化土壤条件下苹果的商业化提供砧木资源.[方法]试验以盆栽的八棱海棠和新疆野苹果为试验材料,用8g/L的NaCl溶液进行盐胁迫处理,以只浇灌Hoagland完全营养液作为对照(CK),在处理第20天取样,采用石蜡制片法制作切片,测量出八棱海棠和新疆野苹果的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织指标,观察分析八棱海棠和新疆野苹果叶片的解剖结构.[结果]光镜显微结构表明,与对照相比,在盐胁迫环境下,八棱海棠和新疆野苹果的叶片厚度、上下表皮、海绵组织发生不同程度的加厚,而栅栏组织厚度减小.与新疆野苹果相比,8 g/L NaCl处理的八棱海棠叶片细胞结构损伤较小,能够较好地保持细胞结构的完整性.[结论]八棱海棠对盐胁迫的适应能力高于新疆野苹果,对盐胁迫表现出较强的适应性.     

不同施氮处理对平邑甜茶根系构型的影响

以平邑甜茶(Malus hupehensisRehd.)实生苗为试材,在沙培条件下研究供氮变化对平邑甜茶幼苗根系生长的影响。结果表明:1 mmol/L NO3-处理的植株茎叶生物量及根系生物量均达到最高水平,分别比对照增加116.7%和38.5%;对侧根生长而言,侧根长度与侧根数量也在1 mmol/L NO3-处理时最高,分别比对照增加168.9%和100.9%;但超过1 mmol/L后随浓度升高持续下降;NH4+处理的以上各指标表现相同的趋势,但相同供氮浓度时,NH4+处理的低于NO3-处理。对主根而言,氮素供应能明显促进主根生长,但各浓度处理间差异不显著。采用肥料袋控缓释方法研究氮素对平邑甜茶根系生长的影响,结果显示局部供应NO3-与NH4+均能显著增加侧根密度。     

土壤紧实度对楸子幼苗根系生长及活力的影响

为了研究土壤紧实度对果树幼苗期根系生长发育的影响,试验以楸子幼苗为材料,采用盆栽试验观测了3种土壤紧实度(1.25 g/cm3、1.40 g/cm3和1.55 g/cm3)下楸子幼苗根系形态变化以及根系活力和生物量的变化.结果表明,随着土壤紧实度增加,楸子幼苗移栽成活率降低,根系生长减慢,根系活力和根系生物量下降,尤其在1.55 g/cm3土壤容重下幼苗根系生理功能受到显著影响,根冠比(R/T)没有规律性变化;土壤紧实度影响楸子幼苗根系形态和生理功能代谢,高紧实度土壤不利于楸子幼苗根系生长.     

菲和芘胁迫对平邑甜茶根毛细胞钙、钾和氢离子流动性的影响

【目的】探明多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对植物生长毒害的机理,以及PAHs中不同物质毒害效应的差异。【方法】采用非损伤微测技术测定平邑甜茶幼苗根毛经多环芳烃菲和芘处理后Ca2+、 K+、H+流速变化。【结果】经过菲处理后,Ca2+、K+、H+流动性发生明显逆转,平均流速由对照的（-63.53±9.30） pmol•cm-2•s-1、（-60.56±14.56） pmol•cm-2•s-1、（+44.38±5.19 ） pmol•cm-2•s-1分别改变为(+127.18±39.95) pmol•cm-2•s-1 、(+109.97±25.68) pmol•cm-2•s-1、(-10.35±1.57 ) pmol•cm-2•s-1。经芘处理后,Ca2+、K+、H+流动性同样发生逆转,平均流速分别改变为（+220.29±60.42） pmol•cm-2•s-1、（+140.21±27.87） pmol•cm-2•s-1)、（-14.42±3.16） pmol•cm-2•s-1。【结论】PAHs破坏了细胞膜通透性,降低了离子通道活性,活化了根细胞质膜 Ca2+-ATPase 及 Ca2+/ H+反向转运体,扰乱了平邑甜茶根系对Ca2+、K+离子的吸收过程,造成相应元素缺失,并且芘造成的毒害效应显著高于菲,成为PAHs毒害植物体的机理之一。说明多环芳烃对植物生长的影响可以追溯到离子吸收及离子通道的改变上,为进一步研究PAHs对植物影响提供了理论依据。