Na2CO3胁迫对甜菊不同碱耐性品种生理代谢的影响

[目的]探讨不同甜菊（Stevia rebaudiana）品种在碱胁迫下耐碱的生理机理。[方法]采用基质培养方法,研究了Na2CO3对不同耐碱性甜菊品种守田2号（相对耐碱型）和中山4号（碱敏感型）叶片叶绿素、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶和脯氨酸生理代谢的影响。[结果]1.2g/L Na2CO3碱胁迫均使守田2号和中山4号幼苗叶片叶绿素含量不同程度降低,且中山4号在整个胁迫期内MDA含量均高于对照,增幅最大为43.2%,守田2号MDA含量在胁迫初、末期低于对照,在碱胁迫14d时MDA含量最高,比对照增加24.4%。守田2号和中山4号碱胁迫期间SOD活性均表现出先增后降的趋势,但相对耐碱的守田2号叶片SOD活性增幅高于碱敏感型甜菊中山4号,胁迫后期守田2号SOD活性降低,但POD活性高于中山4号,说明此时POD具有较强的活性氧清除能力。耐碱甜菊守田2号和相对碱敏感甜菊中山4号在胁迫期内叶片脯氨酸含量均高于对照,表明脯氨酸的渗透调节可能不是2种甜菊耐碱能力差异的关键调节因子。[结论]不仅为进一步选育甜菊耐盐新品种提供了理论依据,同时对提高我国盐碱地利用率、改善滩涂立地环境具有重要意义。     

甜叶菊水分胁迫响应基因SrDREB2A克隆及表达分析

甜叶菊被誉为“世界第三大糖源”,具有重要的经济价值,但其生长对水分胁迫十分敏感,因而限制其进一步推广。AP2/ERF转录因子是植物特有的一类转录因子,其中DREB亚家族蛋白被广泛报道可以提高植物非生物胁迫抗性。本研究在甜叶菊中克隆了拟南芥AtDREB2A同源基因SrDREB2A,该基因编码区长度为903 bp,编码301个氨基酸残基。系统进化树分析将其归类于DREB亚家族的A-2亚组,与青蒿的AaDREB2亲缘关系最近,并且包含一个典型的AP2结构域。SrDREB2A在甜叶菊叶片中表达量最高,并且受水分胁迫显著诱导。SrDREB2A蛋白定位于细胞核,具有转录激活活性,进一步发现100 mmol/L高浓度的3AT(3-氨基-1,2,4-三唑)不能抑制其转录激活活性。对SrDREB2A全长序列进行截断,结果发现其转录激活活性区段位于211～301 aa,而1～210 aa区段不具有激活活性,此无激活活性区段可用于后续的酵母双杂交筛库。以上研究为通过分子生物学手段提高甜叶菊耐旱性提供了基因资源,并且为进一步研究SrDREB2A的分子功能奠定基础。     

10种水生观赏植物对不同富营养化水体的净化效果研究

通过温室静态试验研究了路易斯安娜鸢尾等10种水生观赏植物在中浓度和高浓度富营养化水体环境下的生长状况及对不同富营养化水体TN、TP和COD的去除能力。结果表明,无论中浓度还是高浓度富营养化水体环境下10种水生观赏植物中泽苔草、水芋、水生美人蕉、再力花长势均非常旺盛,而菖蒲、千屈菜和马蔺长势相对最弱,鲜重增加量最低。水芋、水生美人蕉、泽苔草和再力花对TN的去除能力较强,其在高浓度富营养化水体生长30d时对TN的去除率依次为97.85%,97.79%,96.12%,95.74%;千屈菜和菖蒲对TN的去除能力较弱,试验结束时其对高浓度富营养化水体TN去除率为77.43%和63.16%。不同植物对TP的去除能力存在差异,泽苔草对TP去除能力最强,试验结束时其对高浓度富营养水体TP去除率达99.17%,达国家Ⅰ类水质TP标准;其次为再力花和水芋,在高浓度富营养水体生长30d时TP去除率分别为98.65%和98.66%,达国家Ⅱ类水质TP标准;菖蒲、千屈菜和马蔺对TP去除能力最弱。此外,不同植物对降低水体COD也有一定作用,但是水体自净化也能够达到较好的降低COD的效果。从不同植物对水体N、P积累量来看,泽苔草在中、高2种浓度富营养化水体下单株植物净化能力居于10种植物之首,而路易斯安娜鸢尾尽管对N、P的去除能力居中,但其是10种植物中唯一的四季常绿观赏水生花卉植物,一年四季均可修复水体,具有较大的应用潜力。     

德国鸢尾新品种‘幻舞’

德国鸢尾‘幻舞'是以‘93E41076-10'与‘Elizabeth of England'杂交选育成的新品种。属常绿、旱生、耐寒型。花蓝色,花茎50~60 cm,单花茎着花4~6朵,花期4-5月。具有茎矮,花大,花色艳丽,抗倒伏等优点。适宜江苏地区露地栽培。     

德国鸢尾新品种‘鸣莺’

‘鸣莺’是以‘Sun Doll’为母本，‘Blue Staccato’为父本杂交选育出的德国鸢尾新品种。花茎75 ~ 80 cm，花黄色（RHS 4D），外花瓣中间杂有浅紫色底纹，花瓣边缘波浪状。单株着花6 ~ 8朵，花期4—5月。具有花量大、花期长、抗病、易繁殖等优点。在长江中下游地区可周年露地栽培。     

纳米硫对铅胁迫下油菜幼苗生长和铅积累的影响

为探究纳米硫(SNPs)对植物生长和重金属积累的影响,以油菜为研究材料,通过在培养基中添加SNPs和铅(Pb),研究了Pb胁迫下SNPs对油菜幼苗生长、生理以及Pb积累的影响。结果表明,1.2 mmol·L-1Pb对油菜种子发芽率没有影响,但显著抑制了幼苗的生长,油菜鲜质量较对照(Pb0)下降了38.9%。同时,Pb胁迫导致膜脂过氧化严重,油菜地上部和根系膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量分别为对照的3.7倍和2.5倍,且地上部和根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性响应Pb逆境胁迫均有所上升。而Pb胁迫下添加300 mg·L-1SNPs与单一Pb胁迫相比,油菜地上部和根系Pb含量仅为Pb单一处理的5.7%和29.5%,干质量分别较Pb单一处理增加70.7%和26.1%,同时MDA含量和抗氧化酶活性均低于Pb单一胁迫下水平。另外,Pb胁迫下添加与SNPs同浓度大颗粒硫(SBPs)和硫酸盐的研究结果也显示,SNPs对油菜吸收Pb的抑制作用和毒害缓解作用显著优于SBPs和硫酸盐。研究表明,SNPs可极大地阻控油菜对Pb的吸收并显著缓解Pb对油菜的毒害。     

NaCl和Na2CO3胁迫对5种鸢尾属植物生长的影响

为探明5种不同鸢尾属植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)、花菖蒲(I.ensata var.hortensis)、溪荪(I.sanguinea)、马蔺(I.lactea var.chinensis)和喜盐鸢尾(I.halophila)对盐胁迫的耐受能力,采用溶液培养研究了不同浓度NaCl和Na2CO3胁迫对5种鸢尾属植物外在形态、生长以及存活率的影响.结果表明:在低浓度(0.3％)NaCl胁迫下,5种鸢尾属植物生长健壮,无任何盐害症状;中度浓度(0.6％～1.2％)NaCl胁迫下,黄菖蒲、溪荪和花菖蒲生长变化均相对较平缓,增幅不大,且胁迫浓度越大,胁迫时间越长,其生长受抑现象越明显;而喜盐鸢尾和马蔺无论是叶片还是根系即使在高浓度(1.5％～ 1.8％)NaCl下也均基本保持稳定的增长幅度,二者存活率分别达74％和80％,其他3种鸢尾在此高浓度盐胁迫下植株全部死亡,表明高浓度NaCl胁迫下的马蔺和喜盐鸢尾抗NaCl能力最强.另外,不同浓度Na2CO3处理28 d,即使在最低浓度(0.1％)胁迫下盐害均达到Ⅲ～Ⅳ级,而在高Na2CO3浓度下,5种鸢尾属植物大部分死亡.说明Na2CO3较NaCl对参试鸢尾属植物具有更大的毒害作用.     

甜菊葡萄糖苷转移酶基因SrUGT76G1启动子的克隆及其功能的瞬时表达分析

甜菊苷(stevioside,St)和莱鲍迪苷A(rebaudioside A,R-A)是甜菊叶片中两大主要糖苷组分,甜菊糖苷生物合成途径的研究表明SrUGT76G1基因在St向R-A转化中起关键作用。为了进一步研究SrUGT76G1基因的表达调控,本试验采用hiTAIL-PCR的方法,经过2次步移从甜菊基因组中克隆到SrUGT76G1基因翻译起始位点上游2 283 bp的启动子序列。采用PlantCARE、PLACE等在线工具对序列进行分析,结果显示在这段序列上共有475个顺式调控元件,除了TATA-box、CAAT-box、MYB结合位点等典型的保守元件外,还包括光照、干旱、厌氧等环境因子响应元件,生长素、赤霉素等植物激素响应元件,芽、胚乳等组织特异性表达元件等。为了初步研究SrUGT76G1基因启动子的功能,本试验通过克隆SrUGT76G1转录起始位点上游1 989 bp带酶切位点的序列,将其替换植物表达载体pCAMBIA1301-220中的CaMV35S启动子,连接下游的GUS报告基因,构建重组植物表达载体pCAMBIA1301-220-SrUGT76G1P,以pCAMBIA1301-220载体作对照,通过农杆菌(EHA105)真空渗透法转入拟南芥和甜菊幼苗。瞬时表达结果表明,该SrUGT76G1启动子序列能驱动GUS基因在拟南芥和甜菊叶片中表达,具有启动子活性。     

微量元素配施对甜菊生长和甜菊糖苷含量的影响

采用正交试验设计,以当年生甜菊扦插苗为试材进行盆栽试验,研究锌(Zn)、硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo)配施对幼苗生长和糖苷含量的影响。结果表明,合理配施Zn、B、Mn、Mo能促进甜菊生长发育,施锌能显著影响甜菊茎粗,施钼则显著影响甜菊叶片中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量;适宜配比的Zn、B、Mn、Mo对甜菊糖苷含量也有积极的调节作用,Zn 0.1%、B 0.1%、Mn 0.3%和Mo 0%的组合处理下甜菊叶片中R-A苷和总甜菊糖苷含量均最高,Zn 0.2%、B 0%、Mn 0.2%和Mo 0.3%的组合处理使甜菊叶片中R-A/总苷的比率最高。     

甜菊单倍体的离体诱导初探

对甜菊头状花序、花及小孢子的发育进行了观察,在此基础上分离了甜菊花药和未受精胚珠,并分别进行体外培养诱导单倍体。结果表明甜菊花药诱导愈伤较容易,在MS+1.5 mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+4%蔗糖的培养基上诱导愈伤率高达80%,由于尚未得到胚状体或再生植株,花药愈伤继续诱导分化还需进一步研究;通过培养基筛选发现未受精胚珠在MS+0.04 mg/L 6-BA+1.5 mg/L NAA+4%蔗糖的培养基上可直接诱导出胚状体,诱导率为1.2%,本试验共诱导出胚状体4个,转接生根并移栽存活2株,但经根尖细胞染色体计数发现其均为二倍体(2n=22),因为两再生植株现蕾期、株高、叶型等性状与亲本有显著差异,推测其可能是单倍体自然加倍的结果,但有待进一步研究证明。本研究作为甜菊单倍体诱导培养的初次尝试,对今后甜菊育种和遗传研究有重要意义。