代谢组学在植物逆境胁迫研究中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后新兴的一门交叉学科, 是系统生物学的一个重要分支, 近年来在研究植物逆境胁迫方面得到了广泛的应用。文中介绍了代谢组学的检测技术、数据处理及分析方法, 概述了其在植物逆境胁迫下的研究概况, 包括温度、盐分、干旱、病原菌和其他逆境, 以及多种逆境综合胁迫等, 展望了代谢组学的发展前景; 利用代谢组学分析植物在逆境条件下代谢物的变化, 推测应答胁迫植物对代谢途径的调整, 可为研究植物耐受性和适应逆境机理提供分析方法。     

我国园林植物耐盐性评价及鉴定研究进展

园林植物耐盐性评价体系建立、耐盐碱园林植物筛选及其在盐碱地园林绿化中的应用至关重要,可为盐碱地区园林绿化树种选择提供依据,以维持生物多样性和生态稳定性。文中从园林植物盐胁迫处理方式及处理时间、植物耐盐性评价指标、数据分析等方面对盐碱区景观绿化植物耐盐性评价进行讨论,发现评价中存在指标多、周期长、结果多样性等问题。同时从地域和形态习性的角度对景观绿化植物耐盐性鉴定进行了梳理,将我国常见的343种绿化植物按耐盐级别进行了分类,其中特耐盐植物80种、强耐盐植物103种、中度耐盐植物93种、轻度耐盐植物55种;南方耐盐植物明显多于北方,在耐盐植物种类和数量上,灌木多于乔木,而草本较少。概述了耐盐碱园林绿化植物的应用现状,对如何解决我国园林植物耐盐性评价、鉴定和在实际应用中的诸多问题,以及我国耐盐碱园林植物研究方向进行了展望。     

短期NaCl胁迫对西伯利亚白刺幼苗Na~+、K~+分配和平衡的影响

[目的]为探究西伯利亚白刺盐适应机制。[方法]以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究不同浓度NaCl(0、200、300 mmol·L-1)胁迫24 h后根系Na~+、K~+离子流的动态变化(利用扫描离子选择微电极技术,SIET)及植株各器官中Na~+、K~+含量的静态变化(利用电感耦合等离子体光谱仪,ICP-OES)。[结果]表明:(1)短期NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根、茎、叶中Na~+含量,其中,叶中Na~+含量是根中的3倍以上;西伯利亚白刺根、茎、叶中K~+含量保持稳定或上升;(2)盐胁迫下,西伯利亚白刺根、茎、叶中K~+/Na~+呈下降趋势,其中,在200、300 mmol·L-1NaCl胁迫下,根中K~+/Na~+差异不显著;(3)离子流结果显示,NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根系Na~+的外流;对照和200 mmol·L-1NaCl胁迫下,K~+净流量分别为156、159 pmol·cm-2·s-1,差异不显著;300 mmol·L-1NaCl胁迫显著提高了K~+的内流,净流量为-370 pmol·cm-2·s-1。[结论]综合分析认为,西伯利亚白刺通过叶片对Na~+区隔,加强根系对Na~+的外排和K~+内流,进而维持植株根系K~+/Na~+的相对平衡,以此适应盐渍环境。     

盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学分析

白榆(Ulmus pumila)耐盐性强,是盐碱地上的重要生态经济树种,但盐胁迫抑制种子萌发已成为盐碱地白榆天然更新的首要障碍因子。小分子代谢物在非生物胁迫下种子萌发期发挥重要作用,但盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学研究尚未见报道。本研究基于高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术的代谢组学方法,对盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学进行了分析。主成分分析(PCA)及偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)结果表明盐胁迫下白榆种子萌发期与对照相比,代谢物呈明显分离状态。利用超几何检验方法,筛选出45个差异代谢物富集KEGG Pathway,包含44个差异代谢物,在KEGG Pathway一级分类环境信息处理中盐胁迫促进了信号转导,抑制了膜转运;在一级分类新陈代谢中盐胁迫促进了脂质代谢,抑制了氨基酸、碳水化合物、能量代谢和其他次生代谢产物的生物合成。综上所述,盐胁迫下白榆种子萌发期可能通过促进信号转导加速生长,以及提升脂质代谢水平增强抗逆性,从而适应外界盐胁迫,其中油菜素内酯和精胺可能是白榆种子萌发期适应盐胁迫的关键调控因子。     

粉单竹纸浆材材性的地理变异

以8个产地的粉单竹群体为研究材料,对其纸浆材材质性状进行遗传变异分析,结果表明:粉单竹的纤维长度、纤维素、戊聚糖和1% NaOH抽出物含量在产地间存在极显著或显著差异.木素含量和纤维长度的绝对变化量很小,无选择意义;苯醇抽出物及灰分含量在个体间变化很大,可进行优良个体的选择;纤维素、戊聚糖含量和纤维长度的遗传力高,受遗传控制强;1% NaOH抽出物受中等强度遗传控制;木素、灰分含量和纤维长宽比受遗传控制最弱.纤维形态性状与化学成分之间无明显相关关系;戊聚糖含量和1% NaOH抽出物呈0.1水平显著正相关,纤维宽度与长度呈0.1水平显著负相关;纤维长宽比与纤维长度具有极显著正相关,而与宽度具有极显著负相关.纤维长度及纤维长宽比呈现纬度上从南到北(海拔上从低到高)逐渐减小的地理变异模式,灰分含量呈现随经度增加而增加的变化趋势.通过比较认为,广东怀集、广西南宁和广西桂林3个产地具有优良的纸浆材材质性状.     

渤海湾河口三角洲盐碱地生态修复研究进展

河口三角洲是盐碱地集中分布区域,是我国国土空间生态修复关注的重点之一。针对渤海湾河海交汇地区盐碱地生态修复问题及其治理需求,文中从盐碱地生态修复概念、研究热点、区域性修复技术等方面进行了总结归纳。通过研究发现,基于区域经济发展驱动、治理需求以及盐碱地水盐环境特殊性和修复成本因素,渤海湾河口地区盐碱地生态修复研究主要集中在大型河口三角洲地区,对中小型河口研究较为薄弱,呈现出由单一修复措施向综合集成、系统修复方向转变,各入海河口区盐碱地生态修复研究的侧重点不同,以植物修复为主、工程技术为辅的生态修复模式是当前盐碱地治理实践和研究的热点,但对人为活动和自然干扰综合影响下的盐碱地生态修复与调控机理以及不同措施组合、植物配置模式的生态修复效益评价体系的研究较为缺乏。未来需要强化以生物改良为主的综合治理和技术集成研究,重视渤海湾地区人类活动和自然等干扰影响研究以及水资源约束下的盐碱地生态修复技术研发,加强生态修复机理及效果的长期试验观测,科学建立治理综合效益评价指标体系,注重盐碱地生态修复体系的稳定性和可持续性。     

植物扦插生根机理研究进展

植物扦插繁殖主要是不定根的形成过程,而不定根形成的复杂过程是多因素共同调控的,研究其生根机理对于了解不定根形成及控制具有重要意义。文中介绍了国内外关于不定根形成机理的分子水平、生理生化（植物激素、酶、营养物质等）以及解剖学等方面的研究进展。通过对生根机理的综合研究可以为难生根植物繁殖提供理论参考,为生产上加快植物扦插生根速率和提高其成活率提供技术支持。     

生理生化指标在林木遗传育种中的应用

阐述了生理生化指标的特性，对与林木生长及抗性有关常用生理生化指标进行了归纳和总结。对目前生理生化在林木遗传育种中的主要应用进行了综述，包括亲本选配、间接选择和杂种优势的生理生化机制等几个方面。对今后该类指标的应用提出了建议。     

野生唐古特白刺悬浮细胞系的建立及生长特性

以野生唐古特白刺的茎段、叶片为外植体,研究了NaClO对外植体的消毒效果和激素2,4-D、NAA和6-BA对愈伤组织诱导及愈伤组织形态的影响,并利用疏松型愈伤组织建立了白刺悬浮细胞系,对其生长特征进行了分析。结果表明:对茎段和叶片用2%的NaClO消毒10 min最适宜,时间过长或过短均会影响成活率;3种激素对愈伤组织的相对生长量和形态均有影响,其中,2,4-D是主要影响因子,且茎段诱导出的愈伤组织相对生长量比叶片的高;根据愈伤组织的生长速度和形态,适宜用浅黄色疏松型愈伤组织构建唐古特白刺悬浮细胞系,最佳试验组合为MS+2,4-D 1.5 mg·L^-1+NAA 0.2 mg·L^-1+6-BA 0.4 mg·L^-1,最佳继代接种量为7.5 mL母液,生长曲线呈"S"型,培养第7天细胞分裂指数达最大值(5.1%),培养第3天细胞活力最强(吸光值为0.69),存活率在细胞生长延迟期和稳定期较对数期下降略快,但均保持在84% 93%间。