植物应答缺铁胁迫的分子生理机制及其调控

铁是植物生长发育中所必需的微量营养元素。虽然土壤中铁的丰度很高,但其生物有效性非常低,特别是在碱性石灰性土壤上,高pH和高重碳酸盐含量严重降低了土壤中铁的有效性。因此如何有效地提高植物对铁的利用效率及增强植物对缺铁胁迫的响应已成为目前该领域的研究热点。本文重点阐述了植物两种不同的铁吸收机制,以及对缺铁胁迫的应答反应;对目前所发现的植物中调控缺铁胁迫的相关基因进行了全面的综述,包括新发现的吞噬机理中所涉及的NRAMP基因;同时也介绍了感应铁缺乏的众多相关信号,包括植物激素、气体信号分子及microRNAs等;此外,还提出利用铁吸收相关基因的转导、控制铁吸收相关因子以及各种农艺措施的实施来提高植物铁的生物有效性从而有效缓解缺铁胁迫。最后对未来有关植物吞噬机制、铁缺乏感应信号及改善植物铁营养新途径等研究方向作了初步展望。     

两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响

钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg~(-1)和11.76 g·kg~(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg~(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。     

超声辅助提取青钱柳叶总三萜化合物研究

以青钱柳叶为原料,以乙醇为溶剂,超声辅助提取总三萜化合物。对提取液乙醇体积分数、料液比和提取时间3个主要因素进行单因素和正交优化实验,并对提取级数和正丁醇萃取次数进行探索。结果表明:体积分数为65%乙醇提取液、1:12料液比、30min提取时间为优化参数,优化条件下得率为9.19%;乙醇溶液2级提取和正丁醇2次等体积萃取,总三萜化合物提取较为完全。     

荆州市农作物病虫害防治工作现状及今后对策

荆州是农作物病虫草鼠害的重发区和常发区,病虫草鼠害是严重制约我市农作物优质、高产高效的重要因子之一。据统计,2009年全市农作物病虫草鼠害发生面积338．13万hm2次,因病虫草鼠害造成的损失约16．5万t,直接影响了农业增产、增收和生产安全。正确认识我市农作物病虫草鼠害防治工作现状,提高病虫防灾减灾意识,增强抗御病虫草鼠害的能力,减轻病虫为害损失,确保农业生产安全,是农业可持续发展的重要环节。     

根际通气对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响

为改善根际气体环境,试验采用基质通气栽培方式,研究不同通气方式对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响。结果表明,基质底部通气和基质上部通气均显著改善根际二氧化碳和氧气体积分数,二氧化碳体积分数比对照降低33.31%～98.02%,氧气体积分数比对照提高2.13%～12.22%。通气处理显著提高基质速效养分质量分数,碱解氮比对照提高12.95%～28.87%,速效磷比对照提高12.02%～20.46%。基质上部通气处理的伤流液流量、电导率值和伤流液氨基酸含量均最高,表明基质上部通气处理根系代谢旺盛,是较理想的基质通气方式。     

兔角蛋白基因转化棉花及其纤维品质的改良

利用农杆菌介导转化法,将棉纤维特异表达启动子GAE6-3A驱动的兔角蛋白基因（MP）转入常规棉花“冀合713”中。PCR及Southern杂交分析表明,兔角蛋白基因已整合进棉花基因组。6个转基因株系中,4个为单拷贝插入,转基因后代的分离符合孟德尔3：1的1对基因的分离规律,外源基因在这些转基因后代中能稳定遗传。对这4个转基因株系T3代纤维检测结果表明,兔角蛋白基因对棉花纤维品质的影响主要是纤维强度的提高,其中3个株系纤维强度提高率达10％以上。     

复合污染土壤上几种叶类蔬菜对Cd和As的富集效应

[目的]不同蔬菜镉、砷富集系数各异,对镉和砷污染土壤的响应也不同。研究复合污染土壤上不同叶类蔬菜对Cd和As的积累效应,为轻度中度Cd和As污染土壤的合理与安全利用提供适宜的蔬菜种类。[方法]采集了西安市12个污染程度不同的菜地耕层土壤,于2015年3月6日5月26日在西北农林科技大学资源环境学院遮雨大棚内进行了盆栽试验。供试7种叶菜,包括菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿。蔬菜收获后,测量了蔬菜产量、Cd和As含量与吸收累积量,计算了蔬菜对Cd和As的富集系数等,并用线性回归模型研究了不同蔬菜栽培的土壤Cd和As安全临界值。[结果]镉污染土壤(0.6~2.4 mg/kg)对大多数蔬菜生物量有抑制效应,中、低浓度镉砷复合污染(Cd 1.0~2.4 mg/kg,As 24.9~26.8 mg/kg)对供试蔬菜生长没有叠加效应。镉污染土壤上,菠菜、油菜、苋菜叶、生菜可食部Cd含量均超出食品安全限量标准(0.2 mg/kg),其中菠菜和油菜Cd最高超标4倍以上;而茼蒿和空心菜茎秆Cd未超标。虽然供试蔬菜砷含量随着土壤砷含量增加有升高趋势,但叶菜As含量没有超标。7种蔬菜Cd富集系数为0.083~0.491,高低顺序为油菜、菠菜、生菜和苋菜叶>油麦菜、苋菜茎和空心菜叶>空心菜茎和茼蒿。菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿土壤Cd安全临界值分别为0.33、0.38、0.46、1.15、0.59~1.79、1.49~8.16和8.98~17.11 mg/kg,其中菠菜、油菜和生菜阈值与现行标准(0.3~0.6 mg/kg)相当,而油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿均大于土壤重金属污染限量值。As富集系数为0.002~0.006,空心菜叶和茼蒿叶片As富集系数显著高于其他蔬菜。7种蔬菜的土壤As临界阈值分别为62.31、70.35、70.21、67.41、67.86~90.43、57.21~75.70和72.43~105.06 mg/kg,均高于现行标准(25 mg/kg)。[结论]中等程度的Cd和As复合污染土壤上,Cd对蔬菜的生长有显著的抑制,As与Cd没有叠加作用。不同蔬菜的产量、污染程度和安全阈值等有显著差异,因此选择低富集、抗污染蔬菜品种是利用中低重金属污染土壤的一条可行途径。空心菜和茼蒿对Cd富集系数低,可推荐在中、低污染土壤上种植。     

逆境胁迫对‘宁玉’草莓叶片自噬小体数量及其相关基因表达的影响

为探索自噬在草莓叶片响应逆境胁迫中的作用,以‘宁玉’草莓为试材,研究了在黑暗、高盐、涝害、高温和干旱胁迫处理下,叶片自噬活动的情况以及Fa ATG5、Fa ATG6、Fa ATG7、Fa ATG8C、Fa ATG8F、Fa ATG12这6个自噬相关基因在草莓叶片中的半定量和定量表达情况。结果显示:在5种胁迫条件下,草莓叶片自噬小体的数量发生变化,都达到4个以上,其中在盐胁迫3 d时达到最多,为35个,在高温胁迫和干旱胁迫下出现先上升后下降的现象,说明高温和干旱胁迫对草莓伤害最为严重。在5种胁迫条件下,自噬相关基因表达总体呈上升趋势,并且在高温胁迫条件下,Fa ATG5、Fa ATG7、Fa ATG8F、Fa ATG12表达水平先升高后下降。在干旱胁迫条件下,Fa ATG6、Fa ATG8C、Fa ATG8F表达水平先升高后下降。Fa ATG8C和Fa ATG8F这两个基因对草莓叶片中自噬小体的形成以及应答不同胁迫中的作用更为重要。     

基于EST库的枳APETALA2基因cDNA克隆及其表达分析

 根据物种间同源基因相对保守的特点,利用生物信息学方法以拟南芥APETALA2 cDNA序列作为模板,对柑橘EST数据库进行同源检索筛选,克隆了柑橘APETALA2基因的cDNA序列,并以枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]花cDNA为模板,根据以上cDNA序列设计特异引物,利用RACE技术分别获得该基因的5'和3'末端,序列拼接后获得枳的APETALA2 cDNA全长。该cDNA全长为1 980 bp,命名为Pt-AP2。Pt-AP2核苷酸序列有一个1 539 bp完整的开放读码框(ORF),5'末端起始密码子ATG其始于290 bp,3'末端非翻译区为152 bp,其中含有27 bp的Ploy⁺(A)。该基因已在GenBank基因数据库注册,注册号为EU883665。推导该cDNA编码512个氨基酸,与苹果、矮牵牛和拟南芥中相应序列同源性分别为59.1%,59.7%和63.8%。序列分析表明, Pt-AP2除了具备完全保守的核定位信号序列（KKSR）外,还具有两个高度保守的重复序列即AP2结构域。分别采用半定量RT-PCR和SYBR Green I实时定量RT-PCR方法分析Pt-AP2在枳叶、茎、根、花和果等不同器官中的表达水平,结果一致表明Pt-AP2在各个器官中的表达水平不同, 花中的表达量最高,果实中的表达量最低。     

果梅(Prunus mume)品种的荧光AFLP指纹分析

荧光AFLP以其操作简易、灵敏性高、可半自动化操作、可软件辅助分析等特点在果树品种鉴定以及遗传资源分析中具有明显的优越性。对荧光AFLP用于果梅品种鉴定进行了研究。所利用的8对选择性引物都可以获得清晰的AFLP指纹,并且任何一对引物都能够很好的区分这50个品种,表明了该技术适于快速鉴定大量果梅品种或用于种质资源的遗传分析。同时,研究利用AFLP指纹信息对来源我国江苏、浙江、广东、福建、云南、四川、湖南7个省份以及日本的果梅品种的遗传多样性指数进行了分析,结果表明,日本(0.2451),中国江苏、浙江(0.1912)果梅的遗传多样性水平明显高于其他几个省份,可能由于这2个地区果梅品种的来源渠道多或者存在其他物种的基因渗入。