植物硼效率差异的研究进展

综述了植物种类及不同品种间，特别是甘蓝型油菜品种间硼效率差异的生理生化机理及遗传学和分子生物学研究进展。指出，植物细胞壁果胶含量的形态及光合初产物的种类和运输形式是导致植物营养生长硼效率差异的主要原因，但是否是生殖生长硼效率差异的原因有待进一步证实 。植物硼效率是由基因控制的，应用遗传学和分子生物学技术可得到理想的硼高效品种。     

低氮条件下油菜根系伸长与细胞壁组分的变化

以甘蓝型油菜‘中双 11’为材料,设置低氮 LN(0.3 mmol/L NO₃^–)和高氮 HN(6.0 mmol/L NO₃^–)水平,通过营养液培养试验, 探究低氮对油菜根尖细胞伸长分裂过程和细胞壁组分的影响。试验结果表明：低氮处理诱导了油菜根系的伸长,根表面积和根体积的增加, 根冠比和氮生理利用效率均显著高于高氮处理;低氮处理提高了油菜根尖伸长区细胞分裂素含量及成熟区生长素的含量,诱导了伸长区细胞分裂和成熟区细胞伸长;对细胞壁主要组分(果胶、纤维素、半纤维素和木质素)进行定量分析,发现低氮处理显著提高了油菜根系细胞壁中果胶和纤维素的含量,但不同氮水平处理的油菜根细胞壁中半纤维素、木质素含量无显著差异;转录组分析结果表明,果胶含量的增加主要是由于低氮抑制了果胶降解酶相关基因的表达,而纤维素含量的提高主要是因为纤维素合成的增加和降解的减少,同时低氮胁迫下膨胀素相关基因的表达上调也说明低氮促进了细胞壁的松弛,有利于细胞的膨大和分裂。     

硼对豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的影响

以中豌5号豌豆为试验材料,采用雾培法,研究了加硼条件下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分总糖、糖醛酸以及果胶硼含量的变化.结果表明:加硼后,边缘细胞和根段果胶含量明显增加,且10～20 mm根段加硼后果胶含量增加达到显著水平,根段的半纤维素总糖含量显著降低;边缘细胞果胶糖醛酸含量高于根段,0～10mm和10～20 mm根段细胞壁果胶1(螯合态果胶)糖醛酸含量分别是果胶2的糖醛酸的2.6和2.0倍;边缘细胞果胶硼含量显著高于根段,且边缘细胞和根段果胶1硼含量分别是果胶2硼含量的7.7、6.4和6.2倍.结果显示,豌豆根边缘细胞和根段细胞壁果胶含量与硼含量呈正相关,表明果胶含量高的边缘细胞比根尖更需要硼.且主要与新生果胶相结合.     

不同硼效率油菜品种细胞壁果胶硼的结合位点

用果胶酶水解油菜上部叶细胞壁中提取的果胶，用二乙氨乙基(DEAE)—琼脂糖(Sepharose)色谱柱层析分离含硼化合物，研究硼在不同硼效率甘蓝型油菜品种(Brussica na pus)细胞壁果胶中的结合位点。结果表明：硼在不同油菜品种、不同提取剂提取的果胶酶解液中均只有1个色谱峰，该峰与鼠李半乳糖醛酸聚糖-Ⅱ(RG-Ⅱ)的特种糖残基-3-脱氧-D-甘露-2-辛酮糖酸(KDO)色谱峰重合，所有酶解液中硼和KDO出峰的位置基本相同，只是峰的高低不同，证明RG-Ⅱ可能是硼在油菜细胞壁中的唯一结合位点，RG-Ⅱ在不同油菜品种细胞壁中的结构基本相同，但含量不同。     

不同裂性葡萄品种果皮结构及代谢物质差异分析

【目的】研究不同葡萄品种从转色期至成熟期裂果特性的调控因子,为易裂果品种在新疆高效栽培提供数据支撑。【方法】以红地球、里扎玛特、新郁、无核紫、木纳格5个葡萄品种为材料,在转色期至成熟期,测定细胞壁结构性物质水溶性果胶、原果胶、半纤维素含量及代谢水解酶PG、PEP、PL、CE活性,分析采收期细胞壁结构及细胞凋亡情况,研究细胞壁组成成分和细胞凋亡与裂果之间的关系。【结果】红地球为不易裂果品种,里扎玛特为极易裂果品种,其他3个品种为易裂果品种。红地球原果胶采收期含量最高,花后80~90 d原果胶含量增幅最高达到31.6%,里扎玛特的增幅最小为1.1%;花后70~90 d新郁和里扎玛特水溶性果胶含量增幅分别为80.8%和67.2%,红地球水溶性果胶增幅最低,增幅为26.1%,采收期果胶裂解酶酶活性下降;花后80~90 d里扎玛特半纤维素含量显著升高,增幅为134.7%,红地球成熟期含量下降,增幅为-5.9%。里扎玛特角质层不平整有断口与缺链,表皮细胞排列松散细胞间有间隙;新郁亚细胞间由于胞间质降解出现空腔;红地球角质层平整光滑,细胞排列整齐,细胞间无明显间隙。采收期里扎玛特细胞凋亡现象严重,新郁、木纳格、无核紫有不同程度凋亡现象,红地球无明显凋亡现象。【结论】随着采收时间的推移,不易裂果品种原果胶含量及增速显著高于易裂品种,水溶性果胶和半纤维素含量变化规律相反;这3个指标与裂果相关。随着果实的成熟易裂品种在细胞壁代谢相关酶的作用下降解细胞壁结构多糖,果胶转化为水溶性果胶,纤维素转化为半纤维素,致使角质层不平整出现断口与缺链,细胞出现凋亡,降低了果皮的强度及细胞壁的延伸性,诱导了裂果发生。     

杏果实发育成熟过程中细胞壁组分和水解酶活性的变化

以早、中、晚熟6个新疆杏品种为材料,测定果实坐果至成熟过程中细胞壁含量、细胞壁组成物质含量、果胶酶、纤维素酶和口一葡萄糖苷酶活性的变化,深入探究杏果实发育成熟生理机制。研究结果表明：杏果实发育成熟过程中,细胞壁含量下降;水溶性和离子型果胶含量上升,早熟品种巴都玉吕克水溶性果胶含量最高,成熟时为13．26mg／g,中熟品种轮台小白杏最低,为10．60mg／g,离子型果胶含量与其相似,两品种间差异显著（P〈0．05）;共价结合果胶含量呈先上升,至成熟期下降的趋势;纤维素和半纤维素含量整体呈下降趋势,至成熟期,纤维素下降至原含量的1／3左右;不同品种杏果胶酶活性大小依次为：早熟品种〉中熟品种〉中晚熟品种,品种间差异显著（P〈0．05）;纤维素酶活性整体由0．47U／g左右上升至1．42U／g左右,品种间差异不显著;p葡萄糖苷酶活性变化规律性不强,品种间差异不显著（P〉0．05）;其中,早、中及中晚熟果实果胶酶活性依次递减,且差异显著（P〈0．05）。     

甘蓝型油菜不同硼效率品种对缺硼反应的研究

采用土培方法,研究了２个甘蓝型油菜硼低效品种和４个甘蓝型油菜硼高效品种对缺硼反应的差异。结果表明：高效品种叶色浅,生育期短,抽苔早,低效品种叶色深,生育期长,抽苔晚,生育期和抽苔日数与硼效率系精简是的相关性达到极显著水平,可作为早期筛选甘蓝型油菜不同品种硼效率高低的参考指标;在轻度缺硼条件下,低效品种苗期长势较弱,硼含量较高,经济系数小,则高效品种长势较好,经济系数大,轻度缺硼时,不同硼效率品种茎     

高硼土壤增施硫肥对油菜硼吸收与分配的影响

【目的】 探索高硼环境下施用硫肥对油菜硼吸收和分配的影响,为合理施用硫肥缓解油菜硼毒害提供理论基础。【方法】 以油菜华油杂9号为试验材料,在高硼灰潮土上（全硼含量13.44 mg·kg ^-1,有效硼5.03 mg·kg ^-1）进行盆栽试验。研究了6个硫水平（0、20、50、100、200、500 mg·kg ^-1）对油菜果荚、叶、茎、根部的硼含量及硼的分配、细胞壁的提取率、细胞壁硼含量和比例的影响。 【结果】 随着施硫量增加,油菜各部位的生物量呈先增加后降低的趋势,其中施硫50 mg·kg ^-1时,油菜鲜重生物量最高,可达364.5 g/株。施用不同量硫肥后,油菜硼含量及分配均为果荚>叶>茎>根,表明果荚为硼的主要累积器官。增施硫肥,油菜果荚的硼含量呈下降趋势,施硫量由0增至100 mg·kg ^-1,油菜果荚硼含量和分配显著降低,降幅分别为14.8%和15.0%。油菜果荚细胞壁提取率增加43.0%,其细胞壁硼含量和比例无显著变化,继续增施硫肥至200 mg·kg ^-1,油菜果荚硼含量、硼分配比和细胞壁硼均下降至显著水平,且细胞壁硼分配比显著上升。与果荚不同,增施硫肥后油菜叶、茎和根的硼含量则呈缓慢上升的趋势。施硫量由0增至100 mg·kg ^-1,油菜叶、茎和根硼含量分别增加15.0%、32.9%和34.9%,其分配比例分别增加13.4%、29.6%和18.6%,同时油菜叶片、茎和根部细胞壁硼含量显著增加12.3%、22.9%和14.9%,表明增施硫肥增加了油菜叶、茎和根的硼含量。 【结论】 硫肥可通过增加油菜生物量,限制硼从根、茎、叶到果荚的转运,以及增加油菜果荚细胞壁硼含量来缓解高硼对油菜果荚的毒害,最佳施硫量为50—100 mg·kg ^-1。     

猕猴桃果实软化过程中细胞壁多糖物质含量与果胶降解相关酶活性变化

为研究不同贮藏温度下不同品种猕猴桃果实软化过程中细胞壁多糖物质降解特性,以及相关果胶降解酶对猕猴桃果实软化进程的影响,测定25℃和4℃贮藏过程中徐香、金丽、晚绿猕猴桃果实的硬度、细胞壁多糖物质含量和果胶降解相关酶活性,并对其进行相关性分析。结果表明,3个品种猕猴桃果实软化过程中半纤维素、纤维素和共价型果胶(covalent soluble pectin, CSP)含量不断降低,水溶性果胶(water soluble pectin, WSP)含量不断增加,而离子结合型果胶(ionic soluble pectin, ISP)含量相对稳定。晚绿猕猴桃各细胞壁多糖组分含量变化速度最快,金丽次之,徐香最慢。4℃贮藏延缓了猕猴桃果实细胞壁多糖物质的降解。相关性分析结果表明,3个品种猕猴桃果实硬度与WSP含量之间均呈显著(P<0.05)负相关,与CSP、半纤维素、纤维素含量之间呈显著正相关。果胶降解酶活性测定结果显示,25℃贮藏前期,晚绿猕猴桃内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-polygalacturonase, PG)和β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)活性显著高于...     

铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化

 【目的】明确根边缘细胞与根对铝敏感性差异及其与细胞壁多糖组分含量的关系。【方法】以中豌五号为材料,采用雾培法,研究铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化。【结果】在4.0 mmol?L-1AlCl3处理24 h后,边缘细胞活性显著降低,细胞活性抑制率达到了19.2%,根系相对伸长的抑制率为10.1%。无铝条件下,边缘细胞的细胞壁果胶、纤维素糖醛酸和总糖含量显著高于根段细胞壁。4.0 mmol?L-1 A1C13处理后,豌豆0～10 mm和10～20 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,边缘细胞提高幅度尤为明显;边缘细胞果胶总糖含量显著提高,半纤维素和纤维素总糖显著降低,而2个根段细胞壁果胶、半纤维素和纤维素总糖含量提高。边缘细胞果胶、半纤维素和纤维素的铝含量显著高于0～10 mm和10～20 mm根段,0～10 mm根段铝含量高于10～20 mm,且在4.0 mmol?L-1 A1C13处理24 h后边缘细胞果胶1铝含量分别是0～10 mm、10～20 mm根段的14.4和17.4倍;同时,边缘细胞细胞壁半纤维素和纤维素多糖较果胶高,且含有相当量的铝。【结论】豌豆根边缘细胞细胞壁果胶含量显著高于2个根段,与铝含量呈显著正相关,显示果胶含量高的边缘细胞与根尖相比对铝毒更为敏感,同时,边缘细胞细胞壁多糖(包括果胶,纤维素和半纤维素)可能与铝的结合有重要作用。     

硼对不同硼效率甘蓝型油菜叶片6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性和可溶性糖含量的影响*

 通过营养液培养试验,研究了硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6-PDHase）活性和可溶性糖含量的影响。结果表明,在正常硼营养条件下,随着生育期的推进,叶片酶活性先升高,在花期达到顶点,而后下降,可溶性糖也有类似的变化。在升高和下降的快慢上,高效品种要大于低效品种。低硼胁迫使两油菜品种叶片可溶性糖含量和酶活性均有不同程度的升高。对于可溶性糖,低效品种在低硼处理下的叶片累积量明显高于其他处理,高效品种低硼处理次之,高效品种硼正常处理最低;酶活性上,在苗期和蕾薹期,低效品种升高的幅度大于高效品种,而在花期及其以后时间内,则高效品种升高的幅度要大于低效品种。     

不同钾和硼水平对棉花叶片逆境生理及其细胞壁硼的影响

为了揭示钾、硼对棉花叶片细胞膜及硼利用的影响,本试验以棉花作为研究材料,采用营养液培养方式,研究了不同钾、硼处理叶片逆境下细胞膜及与细胞壁结合的硼比例的变化。结果表明,施钾水平为20 mg·L^-1时,缺硼(0 mgB·L^-1)阻碍棉花地上部生长和干物质的积累,且与正常硼(0.2 mgB·L^-1)相比,叶片逆境生理指标均显著升高,束缚态硼相对含量、R值(半束缚态硼/自由态硼)、细胞壁提取率和叶片总细胞壁硼占叶片硼的比例均有所升高;施钾水平为2 mg·L^-1时,缺硼叶片逆境生理指标、自由态硼和半束缚态相对含量及R值较正常硼处理也均显著升高,但束缚态硼相对含量和叶片总细胞壁硼占叶片硼的比例降低。因此,适钾与低钾时,缺硼均会明显破坏细胞膜透性。适钾条件下,缺硼导致细胞壁增厚,在细胞壁与果胶多糖结合的硼的比例升高;而低钾时,缺硼对于叶片细胞壁提取率无显著影响,进入叶片细胞质的硼的比例升高,但与果胶多糖结合的硼的比例降低。     

硼对硼高、低效2个甘蓝型油菜品种衍生的DH系籽粒品质的影响

通过田间试验,研究了硼对甘蓝型油菜硼高效品种宁油7号和硼低效品种Tapidor及其衍生的186个DH株系产量和品质的影响,结果表明:施硼降低油菜籽粒硫甙和芥酸含量,提高脂肪和油酸含量;硼效率与油菜株系的籽粒品质之间没有相关关系;因此,通过油菜品质指标不可能反映油菜品系的硼效率。     

硒减轻油菜幼苗硼毒害机理的研究

【目的】硼是植物生长发育所必需的微量元素,但在土壤中过量存在会对植物产生毒害。在干旱半干旱地区硼毒害是限制作物生长的重要因子,此外,硼矿开采以及硼肥用量过大或施用不均匀均会导致硼浓度过高,从而限制作物生长。适量硒能提高作物抗性,减轻作物因逆境产生的伤害,本文旨在通过适量硒处理,研究硒对高硼条件下油菜生物量及油菜活性氧代谢的变化,探讨硒缓解高硼对油菜生长抑制作用的机理,进而提高作物对硼的适宜范围,减轻硼毒害对农业生产的危害。【方法】本文以油菜（湘农油571）为试验材料,设置硼和硒2因素2水平（硼水平为：50、500 μmol•L-1,分别用B50、B500表示,硒水平为：0、1 μmol•L-1,分别用Se0、Se1表示）完全随机试验,共4个处理,通过苗期溶液培养,研究硒对高硼（500 µmol•L-1）胁迫条件下油菜幼苗生长、硼吸收累积和抗氧化酶及非酶系统的影响。【结果】高硼胁迫条件下油菜幼苗地上部和地下部干物质重显著降低,与正常硼（50 μmol•L-1）处理相比分别降低20.1%和32.0%;硼含量和累积量显著增加,与正常硼处理相比分别增加2.95和2.97倍;油菜幼苗因硼毒害导致叶片内抗氧化酶（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX））活性和非酶抗氧化物（谷胱甘肽（GSH））含量显著降低,与正常硼处理相比,CAT、POD和APX活性分别降低19.7%、11.0%和15.0%;而过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量显著增加,比正常硼处理分别增加19.0%和18.5%。高硼条件下,经1 μmol?L-1硒处理,与无硒处理相比,地上部和地下部干物质重分别增加22.8%和28.6%,硼含量和累积量分别降低38.6%和31.9%;油菜幼苗叶片内抗氧化酶活性和非酶抗氧化物含量显著增加,CAT、POD和APX活性分别增加12.8%、15.1%和15.3%,GSH和ASA含量分别增加9.7%和21.0%;而过氧化氢和丙二醛含量分别降低25.1%和21.2%。【结论】适量硒可降低高硼胁迫下油菜幼苗硼的吸收累积,增强抗氧化酶和非酶系统抗氧化作用,降低活性氧累积,减轻细胞质膜因过氧化作用而产生的损伤,从而显著减轻过量硼对油菜生长的影响,提高油菜幼苗对硼过量的适应性。     

缺硼对甘蓝型油菜亲本及其F1代CAT和POD活性的影响

采用水培试验研究了缺硼对甘蓝型油菜亲本及其F1代过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的影响。结果表明,缺硼降低叶片中CAT活性,而增有中CAT活性,缺硼增强叶片和根中POD活性,甘蓝型油菜利用硼高效品种CAT活性明显高于低效品种,F1代CAT和POD活性多介于双亲之间。     

Effects of Boron Nutrition on 45Ca Retranslocation and Distribution in Rape (Brassica napus L. ) Cultivars

Using tracer techniques with the radioisotope 45Ca, the effects of boron supply from soil andnutrient solution on the retranslocation of 45 Ca from leaves to other parts of rape plants were studied. Resultsindicated that only a small portion of foliar-applied 45Ca could be retranslocated to other parts of the rapeplant. There was no pronounced effect of boron level in the soil on 45 Ca retranslocation. Increasing boron con-centrations in the nutrient solution significantly reduced 45 Ca radioactivity in root and stem, but increased 45 Cauptake and 45 Ca translocation to the upper leaves of rape plants. It was suggested that 45 Ca absorbed by newlydeveloped roots was easily distributed to upper leaves of rape plants. Boron may alter distribution of calciumvia its effect on root development or growth of newly developed roots.     

外源硼对油菜苗期相关酶活性的影响

通过盆钵土培试验,研究了不同浓度外源硼对油菜苗期过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶的影响。结果表明,缺硼及硼过量时SOD和CAT的活性显著下降,POD活性显著上升,说明在逆境胁迫下,SOD和CAT活性受到不同程度的抑制作用,对油菜生长不利。在实际生产中需要根据土壤中硼含量确定合适的施肥水平。     

硼对不同油菜品种生长发育及产量和品质的影响

通过多点大田试验和盆栽试验，证明硼肥具有促进油菜生长，提高产量和品质的作用。常规油菜和优质油菜品种对硼肥反应在生长和产量上均表现出显著差异，在品质上则具有相似的反应趋势。常规品种和优质品种对缺硼反应的差异与其叶片含硼量、硝酸还原酶活性、株高、叶面积及干物质的差异有一致性，说明上述指标可以作为油菜耐低硼能力的鉴别依据，优质油菜品种对缺硼反应敏感，施用硼肥具有更好的增产效果；土壤水溶性硼含量愈低，硼肥的增产效果愈佳，两类品种所表现出的差异也就更大。     

不同硼利用效率甘蓝型油菜对钙的吸收和分配

在土培条件下,研究了不同硼利用效率甘蓝型油菜钙的吸收、分配和钙硼幽会结果表明,不同甘蓝型油菜品种在钙含量、累积量、繁殖器官中的分配及钙硼比值有差异：蕾期时品种钙含量小于低效品种,角果期则相反。在钙累积量上则为高铲品种大于低效品种。高效品种钙在繁殖器官的分配大于低效品种。硼促进钙向系列器官的运输且对高铲品种的促进作用大。硼不足时钙硼比值为高效品种小于低效品种,随着硼水平的提高,钙硼比值明显下降。