硝普钠对黄瓜幼苗缺镁和硝酸盐胁迫的缓解效应

【目的】设施栽培中土壤次生盐渍化严重,导致植株出现缺镁失绿症状。通过研究硝酸盐胁迫下外源NO供体(硝普钠,SNP)对缺镁黄瓜幼苗生长的影响,探究硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫缓解效应,为解决设施生产中黄瓜幼苗的缺镁失绿症状提供理论指导。【方法】采用水培的方式培养黄瓜幼苗,幼苗长至三叶一心时进行处理。营养液采用山崎配方,镁离子浓度设两个水平为2 mmol/L(正常浓度)和1 mmol/L(缺镁胁迫);硝酸盐浓度设两个水平为14 mmol/L(正常浓度)和140 mmol/L(硝酸盐胁迫);硝酸盐和镁正常浓度为对照。用0.1mmol/L SNP分别缓解缺镁胁迫、硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫,用0.1 mmol/L SF(铁氰化钠)处理,观察SNP反应产物的影响;NO-3由Ca(NO3)2·4H2O和KNO3提供,各占1/2,p H由H2SO4调节,保持在5.5 6.5。【结果】1)缺镁胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。缺镁处理的黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性与正常处理的黄瓜幼苗相比明显降低。2)硝酸盐胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量、黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。3)缺镁和硝酸盐双重胁迫下,黄瓜幼苗的相关生长指标和抗逆指标较正常处理的黄瓜幼苗降低或增大更为显著。4)缺镁胁迫,硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫下,外施0.1 mmol/L SNP处理的黄瓜幼苗,株高和叶面积增加值、干物质增长量、幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性较未添加SNP处理的黄瓜幼苗显著提高,电解质渗漏率和丙二醛含量则明显降低。外施0.1 mmol/L SF则没有表现出明显的作用。【结论】硝酸盐胁迫下缺镁黄瓜幼苗生长受到明显抑制,出现失绿症状,通过添加0.1 mmol/L SNP,黄瓜幼苗的生长抑制得到明显缓解,说明在硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫有显著缓解作用,增强黄瓜幼苗的耐盐性和对镁的吸收能力。     

玉米逆境响应基因ZmGST23克隆和表达分析

谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)是植物抗氧化系统的重要成员,在初生代谢、次生代谢、细胞信号转导及逆境响应等生物学过程中发挥着重要作用.本研究以GenBank中公布的玉米谷胱甘肽-S-转移酶23基因(ZmGST23)mRNA序列(GenBank登录号:NM_001111524)为依据,采用RT-PCR方法从玉米(Zea mays)自交系F83中克隆得到ZmGST23基因669 bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码222个氨基酸,蛋白分子量为24.84kD,理论等电点为5.68.保守结构域分析表明,该基因具有GSTs所特有的N端及C端结构域,并含有典型的G位点及H位点,属于Tau类谷胱甘肽硫转移酶.系统进化分析表明,ZmGST23编码蛋白与高粱(Sorghum bieolor)GST蛋白亲缘关系最近,且在不同物种间存在明显的种属特性.启动子序列分析结果显示,ZmGST23基因启动子区含有多个响应逆境及植物激素的作用元件,包括脱落酸(abscisic acid,ABA)响应元件、生长素(auxin,IAA)响应元件、赤霉素(gibberellin,GA)响应元件、厌氧响应元件、防御及逆境响应元件以及干旱诱导的MYB转录因子(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)结合位点.胁迫诱导表达分析表明,ZmGST23的表达显著受干旱脱水、水涝、盐、ABA、IAA、GA、低温及高温等非生物胁迫的诱导.组织特异性表达分析表明,ZmGST23基因在幼芽和成熟叶片中表达量较高,在幼根、花丝、苞叶、雌穗及雄穗中表达量较低,存在明显的组织特异性.将ZmGST23基因片段连接至原核表达载体pEASY-E1中,转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21,用0.5 mmol/L的异丙基硫代半乳糖苷(isopropylβ3-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达1～4 h后获得30 kD的诱导蛋白.本研究结果为进一步利用该基因进行玉米抗性改良提供了一定的理论依据.     

生物炭对引黄灌区水稻产量和氮素淋失的影响

为解决宁夏引黄灌区稻田因过量施肥导致的土壤质量降低和养分淋失加剧问题,通过田间小区试验研究了施用外源生物炭对水稻产量、氮素淋失和平衡特征的影响。结果表明:同等施氮条件下,施用生物质炭对水稻子粒产量有显著的影响,生物炭用量达13 500kg/hm~2时水稻增产显著。施用生物炭也提高了氮肥利用率,施用生物炭9 000kg/hm~2和13 500kg/hm~2处理,氮肥利用率分别提高了6.7和7.8个百分点。田面水中总氮(TN)浓度和土体中TN淋失量随着生物炭用量的增加而降低,TN淋失量降幅在8.03%~13.36%之间,施用生物炭处理的氮素表观损失量分别降低了11.8%~45.2%。综合考虑引黄灌区水稻产量和环境效益,生物炭施用量控制在9 000~13 500kg/hm~2效果最佳。     

玛曲县沙漠化草地褐鳞苔草固沙特性初探

褐鳞苔草(Carex brunnescens)是玛曲县沙漠化草地固沙的先锋植物,对维护玛曲高寒草地生物多样性和生态系统稳定性有重要作用。为了揭示褐鳞苔草种群的繁殖及固沙特征,对其地下部分的形态结构与种群繁殖特征,种群密度和地下部分数量指标与积沙特征的相互关系进行了研究,结果表明:褐鳞苔草地下茎(水平茎)高度发达,当地面被风沙覆盖后,地下水平茎会迅速延长并在茎节点上长出垂直茎,垂直茎快速向上生长并穿透沙面形成新的植株(沙埋深度小于50 cm),周而复始使地下茎形成多层网状结构,起到固沙作用。当种群密度小于146株/m2、地下茎直径小于1.40mm、一级根系直径大于0.627 mm时存在明显的风蚀现象;种群密度为146~158株/m2、地下茎直径为1.40 mm、一级根系直径为0.612~0.627 mm时固沙效果较好;种群密度大于158株/m2、地下茎直径大于1.40 mm、一级根系直径小于0.612 mm时出现明显的堆积现象。以上结果表明,通过人工辅助和工程措施,褐鳞苔草可作为玛曲高寒沙漠化草地生态治理的优良草种,具有良好的推广应用前景。     

青海省湟水谷地经济发展与生态环境耦合协调度的时空分异

经济与生态环境的协调有序发展是可持续发展的重要基础,以青海湟水谷地3个典型区县为例,构建了经济发展—生态环境系统的评价指标体系,并运用耦合协调模型分析了2008—2015年两系统的耦合协调度及综合发展水平,最后从时空角度定量揭示出湟水谷地经济发展与生态环境两系统之间相互耦合协调程度及空间分布规律。研究结果表明:(1)2008—2015年湟水谷地经济发展—生态环境耦合协调度总体呈上升趋势,属于良好耦合的中度协调类型,D∈[0.429 4,0.743 8]。(2)空间分布上来看,3个区县的耦合度出现了初级耦合、中级耦合和良好耦合3种状态;耦合协调度出现了轻度失调、濒临失调、勉强协调、初级协调和中度协调5种状态,耦合协调度的变化稍滞后于耦合度的变化。(3)空间组合上,出现了初级耦合濒临失调衰退区、良好耦合轻度失调衰退区、中级耦合濒临失调衰退区、良好耦合勉强协调区、良好耦合初级协调区、良好耦合中度协调发展区6种空间组合类型。总体而言,经济发展对生态环境的胁迫作用和生态环境对经济发展的约束作用是制约整体协调发展水平的主要原因。研究结果为提高青海湟水谷地综合发展质量、协调区域经济发展与生态环境保护提供决策参考。     

黄瓜砧木对南方根结线虫生长发育的影响及其与根系分泌物的关系

黄瓜是设施主栽蔬菜,长期连作导致根结线虫病发生和危害加重;嫁接是提高黄瓜对根结线虫抗性的有效手段,但不同砧木品种间存在差异。为探明嫁接提高黄瓜抗根结线虫能力的机制,试验选用不同抗性的砧木品种‘云南黑籽南瓜’(低感)和‘甜砧南瓜’(高感),以‘新泰密刺’自根黄瓜为对照,采用人工接种,研究了黄瓜砧木对南方根结线虫生长和繁殖的影响,并探讨了根系分泌物与线虫卵孵化的关系。结果表明:线虫侵染初期,3个品种根内的二龄幼虫(J2)数差异显著,‘云南黑籽南瓜’最少,‘甜砧南瓜’次之,‘新泰密刺’最多;侵入根内的J2均能正常发育为成虫,根内线虫总数以‘云南黑籽南瓜’最少,‘新泰密刺’最多;根际J2数量以‘新泰密刺’最多,‘云南黑籽南瓜’最少;发生二次侵染前,根际卵粒数呈现出相同的特点。黄瓜及其砧木根系分泌物明显影响根结线虫卵的孵化,孵化率以‘云南黑籽南瓜’最低,‘甜砧南瓜’次之,‘新泰密刺’最高;接种根结线虫后,根系分泌物影响下的卵孵化率较未接种时明显增加,‘新泰密刺’增幅最大,‘云南黑籽南瓜’增幅最小;随着生育时间延长,三者根系分泌物对卵孵化的促进作用逐渐增强。低感砧木根系分泌物对南方根结线虫卵孵化具有明显的抑制作用,可显著降低线虫在其根内及根际的发育,可能是抗线虫的机制之一。     

祁连山东段青海云杉林C∶N∶P化学计量特征

生态化学计量特征对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以祁连山东段青海云杉林为研究对象,测定了植物和土壤中的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,分析了植物和土壤的C∶N、C∶P、N∶P等化学计量特征。结果显示,祁连山东段青海云杉林叶片的C、N、P含量分别为(4.626±0.977)、(4.433±1.861)、(0.911±0.089)g/kg,变异系数分别为21.12%、41.98%、9.77%;C∶N、C∶P和N∶P分别为1.185±0.427、5.140±1.267和4.904±2.145,变异系数分别为36.03%、24.65%和43.74%。土壤的C、N、P含量分别为(86.01±7.10)、(5.39±1.71)、(0.48±0.10)g/kg,土壤的C、N含量随土层深度的增加变化明显,并且C、N之间存在显著的相关关系。研究结果表明,祁连山东段哈溪林场2 700~3 000 m的青海云杉生长主要受N元素的限制。     

CO2施肥对黄瓜幼苗矿质营养吸收与分配的影响

以土培和砂培黄瓜幼苗为试材，研究CO₂施肥对植株矿质营养吸收和分配的影响。结果表明：每天上午以1100±100 μl/L CO₂浓度施肥3 h或上、下午各施肥3 h明显降低植株各部位多数矿质元素的含量，CO₂施肥时间延长，降幅增大。CO₂施肥增强了黄瓜对矿质元素的吸收能力，使单株吸收总量显著增加，且施肥时间越长，吸收数量越多。因此，在CO₂施肥的同时应增加矿质营养的供给。     

破除种子休眠方法研究进展

破除种子休眠的方法主要有物理方法、化学方法、生物方法.物理方法包括温度处理、机械处理、射线、超声波处理和电场处理、干燥后熟和层积处理;化学处理包括激素处理、无机化学药剂处理和有机化学药物处理.许多植物种子的休眠是综合休眠类型,此类植物种子的休眠需综合方法来破除休眠.     

氮磷钾养分配比对温室土培黄瓜产量及品质的影响

在日光温室内,采用盆栽方式研究了不同氮磷钾养分配比对土壤栽培黄瓜产量及其品质的影响。结果表明：增加磷素用量和比例可以显著提高黄瓜的产量;适量氮钾肥配合增施磷肥可以增加果实中可溶性蛋白含量,适量氮磷肥配合增施钾肥可以改善果实品质,提高可溶性糖和维生素C含量,降低硝酸盐含量。