南方红豆杉种子休眠解除过程中的生理生化特性

为揭示南方红豆杉种子休眠及其解除的机理,为农林业生产上种子休眠的解除提供科学依据,将南方红豆杉种子用300mg/L的赤霉素浸泡2d,浓硫酸处理1min后与湿沙混匀,先在4℃下低温层积3个月,然后转入25℃暖温层积3个月,最后转入4℃低温层积150d。取各个层积阶段(90d,180d,330d)的种子(以未层积的种子为对照)进行生理生化指标的测定。结果表明:南方红豆杉种子在休眠解除过程中脂肪含量逐渐降低,层积结束时其含量比对照低3.45%;淀粉含量呈先显著下降后又升高的趋势,层积结束时其含量比对照低13.1%;可溶性糖含量总体呈升高态势,层积结束时其含量比对照高29%;可溶性蛋白含量呈现出与淀粉相似的变化趋势,但层积结束时其含量与对照接近。种子的淀粉酶活性先升后降,层积后比对照低91.3%,而过氧化物酶的活性呈现升-降-升的变化趋势,层积结束时比对照高79%。     

沙棘优良抗旱品种离体再生体系的建立和优化

本文在沙棘杂交育种工作和抗旱性综合评价研究的基础上,获得了优良抗旱品种雄性植株无性系,并较系统地研究了该无性系通过器官发生途径实现离体培养,建立和优化再生体系所需的条件。结果表明:春季采集生长旺盛的健康新梢,建立无菌培养体系效果最好,试管苗再生可以通过两条途径实现:1)采用培养基WPM+BA0.5mg/L+2,4-D0.5mg/L可以诱导无菌叶片和茎段切口处产生愈伤组织,采用培养基WPM+BA0.4～0.6+IBA0.02～0.03,可以诱导茎段来源的愈伤组织再分化形成大量绿色不定芽点;经继代培养后,不定芽最终可以生长成为具有一定高度和粗度的健壮新梢;在生根培养基1/2WPM+IBA0.5mg/L+NAA0.5mg/L上培养20d后,生根率可以达到100%。2)不定芽也可以直接从茎段或叶片的切口处发生,采用最佳的培养基(WPM+TDZ0.01～0.02mg/L+IBA0.01～0.02mg/L)和适宜的试材类型(从无根组培苗上剪取的茎段和从有根组培苗上剪取的叶盘),不定芽发生率可以达到100%,平均每个茎段上产生的不定芽数为4.45个,叶片上产生3.25个;不定芽再经过增殖、伸长、壮苗(培养基为WPM+BA0.2mg/L+IBA0.05mg/L)后,在生根培养基1/2WPM+IBA0.5mg/L+NAA0.5mg/L上培养20d后亦可100%生根。     

渗透胁迫下群众杨根细胞中的K+累积效应

群众杨插条苗经PEG渗透胁迫处理后,取根部样品,经过快速冷冻、冷冻干燥、乙醚真空渗透及塑料包埋后,用透射电镜X-射线能谱微区分析技术,对根表皮层、皮层及中柱薄壁组织细胞的细胞壁、细胞质和液泡中的K+含量与分布进行了测定.结果表明,在渗透胁迫下,在根各部位组织细胞的细胞壁、细胞质和液泡中,K+含量都有不同程度的增加,增加的K+主要积累在液泡中.渗透胁迫所促进的K+吸收可被蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺所抑制.     

毛果杨基因PtNRT2.7的功能初步鉴定与分析

本研究从毛果杨基因组中克隆一个NRT2家族的新基因PtNRT2.7。生物信息学分析显示,其编码的蛋白不存在信号肽及切割位点,属于非分泌蛋白;具有11个跨膜结构域,亲水区与输水区交替分布,主要分布于细胞膜,而且该基因的亚细胞定位分析显示该蛋白定位于细胞膜,综合以上结果可判断此蛋白为膜蛋白。对其在毛果杨的表达特征分析显示,PtNRT2.7基因主要在叶片中表达,其中成熟叶中的表达量最高;PtNRT2.7基因受硝酸盐诱导并在1 h时达到表达峰值;SA、JA、GA或IAA激素处理可诱导PtNRT2.7基因表达,而在Eth、ABA或NaCl处理下该基因的表达受抑制。利用农杆菌花序侵染法转化野生型拟南芥和突变体(nrt2.7),显示在KNO3浓度大于0.1 mmol/L时,PtNRT2.7过表达株系相比较拟南芥野生型和突变体株系促进了根的生长,而atnrt2.7突变体在KNO3浓度大于1 mmol/L的条件下抑制了根的生长,且PtNRT2.7过表达atnrt2.7突变体株系可恢复正常生长。研究结果表明,PtNRT2.7可以由硝酸盐和激素诱导并增强植物根系的生长,提高氮素的吸收利用。      

修枝对复合农林系统内小气候及作物生长的影响

对复合农林系统内的杨树进行4种不同强度的修枝处理,分别为修掉树冠高度的1/6、2/6、3/6、4/6,以CK(不修枝)为对照,对复合农林系统内的小气候和林下作物生长情况进行了研究。结果表明:修枝能有效增加林下光合有效辐射39.7%～98.9%,随之引起其他气候因子变动,包括增高林下气温及叶温、降低空气相对湿度并减少浅层土壤的含水量。修枝强度越大,这种增温和减湿的作用越明显。就林下玉米生长情况而言,修枝能有效增加玉米的净光合速率和蒸腾速率,并显著促进玉米植株增高、增粗、增重,且越到后期修枝对玉米生长的促进作用越明显。修枝能有效增加林下玉米产量,并主要通过增加玉米穗数增产。说明修枝在保证林冠功能的前提下,作为复合农林系统优化措施是可行的。      

中国沙棘体细胞胚胎间接发生与植株再生

以中国沙棘组培苗茎尖为外植体,在1/4 MS基本培养基上,对愈伤组织、胚性愈伤组织及体细胞胚胎进行诱导,探讨植物生长调节剂配比对中国沙棘愈伤组织、胚性愈伤组织的诱导和体细胞胚发生的影响。结果表明:在KT 1.0 mg/L + NAA 0.3 mg/L的最佳组合中,暗培养20 d后,愈伤组织的诱导率达到90.10%;暗培养30 d后,胚性愈伤组织的诱导率达到77.67%;将胚性愈伤组织转移到新鲜诱导培养基上,光培养20 d,平均体细胞胚发生数达到15.48。为了得到完整的再生小植株,将胚状体转移到不含任何生长激素的体细胞胚发育及植株再生培养基上,分析了KT和白砂糖不同浓度的组合对小植株再生的影响。结果发现:WPM + KT 0.05 mg/L + 白砂糖 20 g/L + 琼脂粉 6.5 g/L + CH 0.5 g/L处理上的植株再生率达到60.30%。该研究建立起了完整的中国沙棘体细胞胚胎间接发生的再生体系。      

XERICO和Tyr-rich HRGP双价基因植物表达载体的构建

以拟南芥基因组DNA为模板,通过特异性PCR扩增,克隆了逆境诱导表达启动子rd29A和XERICO基因、组织特异性启动子PAL2和Tyr-rich HRGP基因。构建了pBrd-XERICO-PAL2-tyr-rich HRGP-nos双价基因植物表达载体,并将其导入根癌农杆菌EHA105中。     

杨树稳定碳同位素分辨率与水分利用效率和生长的关系

测定7个1.5年生杨树无性系的功能叶、当年生枝和树干的Δ13C,并转换成WUE,同时用气体交换法测定这些无性系的瞬时WUE.结果表明:杨树叶、枝、干的Δ13C依次显著降低,对应的不同时间尺度的WUE则依次显著增大;用气体交换法和叶Δ13C评价7个参试无性系的结果基本一致,用当年生枝Δ13C与用树干Δ13C的评价结果基本一致,但用气体交换法、叶Δ13C的评价结果与用枝Δ13C、干Δ13C的评价结果差异很大;枝Δ13C和干Δ13C与树高、胸径间有显著正线性相关,而叶Δ13C与生长的相关性不明显.枝、干Δ13C不仅可作为评价不同杨树无性系整株水平长期水分利用效率的良好指标,而且还有可能被用于预测和评价良好水分条件下杨树的生长潜力.     

镉处理对杨树光合作用及叶绿素荧光参数的影响

用Cd浓度为0、25、50、100 μmol·L-1 Hoagland营养液培养3个欧美杂交杨无性系XMH-4、MH-8、XMH-10扦插苗5个月后,处理植株的叶绿素含量、光合作用、PSⅡ原初光化学反应量子效率均显著降低.对5种与光系统密切相关的矿质元素的分析表明:镉处理显著增加Ca、Mg、Fe、Cu在功能叶的含量,极显著地降低Mn的含量.结合叶绿素荧光和元素分析结果,推测镉胁迫使PSⅡ反应中心氧化端出现电子传递障碍,镉胁迫下的黄化症不是由于Mg或Fe的缺乏引起的,而是镉胁迫导致Mn亏缺,抑制叶绿素合成造成的.     

甘菊DlBADH1基因启动子DBP12表达特性研究

用pCAMBIA1305.2做载体,构建含有甘菊(Dendranthema lavandulifolium)DlBADH1基因(登录号:DQ011151)启动子DBP12(登录号:DQ497621)的质粒pCHW-2.利用叶盘转化法,通过农杆菌EHA105菌株介导,将重组质粒导入烟草叶片.采用GUS组织活性检测法鉴定烟草转基因植株,结果表明:DPB12启动子驱动的GUS基因表达无组织特异性.对转基因植株进行NaCl、ABA、SA处理,GUS荧光测定发现:100μmol/L ABA胁迫处理24 h和400 mmol/LNaCl胁迫处理48 h,转pCHW-2烟草植株叶片中GUS酶活性均有大幅度提高.该结果表明:DlBADH1基因启动子DBP12是一个诱导型启动子.这一研究结果为进一步研究甘菊中BADH基因调控表达机理提供了参考.