果树非生物逆境应答机制研究进展

干旱、低温、高温、盐碱及营养胁迫等非生物胁迫长期以来对果树生产造成的损失巨大。近年来,国内外关于果树非生物逆境应答机理方面的研究逐步深入。本文从果树非生物逆境应答的生理生化机制、逆境信号转导途径、逆境应答基因等三个方面系统全面地综述了果树抗逆机制,并对今后果树抗逆境研究作出了展望。     

三明野生蕉抗寒特性的形态学与生理生化研究

【目的】探究三明野生蕉(Musa itinerans)抗寒的形态学和生理生化机制。【方法】以三明野生蕉为材料,以不耐寒‘天宝蕉’(Musa acuminata‘Tianbaojiao’)为对照,采用石蜡切片法对比二者的叶片组织结构和在4℃低温处理24 h前后的表型变化。同时,比较低温处理前后叶片叶绿素荧光参数,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量的变化差异。【结果】三明野生蕉海绵组织较薄,叶片细胞结构紧密度(CTR)更高。低温处理后,三明野生蕉叶片挺立、无损伤,叶绿素荧光参数均处于较高水平,冷害对其光合系统损伤不明显;低温处理前后,三明野生蕉SOD、POD和PPO活性和Pro含量均显著高于‘天宝蕉’。低温会导致三明野生蕉PPO活性和MDA含量显著降低,而‘天宝蕉’则表现出相反的趋势。室温条件下,三明野生蕉CAT活性与‘天宝蕉’差异不大,低温处理后却显著高于‘天宝蕉’。【结论】三明野生蕉在低温处理前后的表型和叶绿素荧光参数变化不大,推测三明野生蕉抗寒特性与较高的CTR、抗氧化酶活性和Pro含量有关。     

谷子苗期耐低磷种质筛选及其根系保护酶系统对低磷胁迫的响应

本研究旨在探讨不同基因型谷子苗期耐低磷特性,建立其筛选的评价体系,筛选出苗期耐低磷谷子种质材料。对160份核心谷子种质资源的苗期株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、叶长、叶宽、茎粗、地上磷含量、地下磷含量、地上干重和地下干重11个指标的耐低磷系数进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同谷子耐低磷相关指标和耐低磷特性;针对筛选出的低磷敏感和耐低磷品种,在生理水平上分析其根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明, 9份材料属于低磷敏感品种, 66份材料属于低磷较敏感品种, 70份材料属于较耐低磷品种, 15份材料属于耐低磷品种;低磷胁迫促使谷子根系SOD、POD、CAT活性增加。总之,以综合指标对谷子耐低磷特性的鉴定更为客观;根系保护酶系统对谷子在低磷胁迫下的适应性具有重要作用。     

14份小黑麦资源在青海民和地区的适应性试验

[目的]为获得适宜在青海民和地区种植的小黑麦品种,[方法]在当地进行国内外小黑麦品种的适应性试验,测定其生育期、株高、出苗率、发芽等指标。[结果]结果表明：国内的小黑麦品种比国外的品种生育期短2-10 d;株高相比较而言“Pingpong”最高,达164.3cm,其次是“中饲1048”(158.07cm)和“中饲3241”(153.50cm);出苗率“中饲1048”最高,为60.67%;综合发芽指标及千粒重分析表明, “中饲1048”最高,“中饲3241”次之,在该地区表现出良好的适应性。[结论]因此,“Pingpong”、“中饲1048”和“中饲3241”三个品种可以作为该地区种植的推荐品种。     

湖南舜皇山不同海拔森林线附近群落结构与物种多样性

为了研究湖南舜皇山不同海拔森林线附近群落结构与物种多样性,在舜皇山东南坡海拔683～1883 m每隔300 m设立5个森林线,在森林线样方调查基础上,分析森林线附近的物种组成、群落结构特征和群落的多样性指数。结果表明：(1)在森林线5个海拔的样地中共有种子植物28种,分属17科19属;(2)群落结构总体上呈现出增长的趋势;(3)随海拔高度的增加,Shannon指数、Alatalo指数呈现出“n”形变化规律,Simpson指数呈现出“U”形变化规律, Cody指数显著降低(P＜0.05),海拔(1583～1883 m)的Jaccard指数显著高于海拔(683～1283 m)的Jaccard指数(P＜0.05)。     

玉米自交系响应花粒期高温胁迫差异表达基因的分析

为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异,发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质,明确高温胁迫引起玉米减产的机理,从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先,利用Ampha~(TM)Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA,利用Illumina Hiseq2000~(TM)高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序,序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图(VENN图)重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析,获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示,高温胁迫后和正常生长条件下,昌7-2花粉活性分别为24. 37%,42. 89%,郑58花粉活性分别为35. 57%,64. 83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因,郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示,高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上,昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明,共获得55个转录因子家族,其中,有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明,通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息,昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异,热激蛋白(Hsps)、热激转录因子(Hsfs)、生长素(IAA)基因和磷脂酰基醇-4,5-二磷酸基因家族(PIP2)在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。     

水稻LRR-RLK基因LP7的克隆及表达分析

LRR-RLK是类受体蛋白激酶RLK家族中最大的亚家族,在调控植物非生物胁迫等方面具有重要作用。为解析水稻LRR-RLK成员LP7(LOC_Os05g24010)在耐低磷胁迫中的作用,从水稻品种日本晴中克隆了LP7全长序列,分析其编码蛋白的氨基酸序列,研究其组织表达模式、亚细胞定位及低磷胁迫下的表达变化。结果表明,LP7基因全长2 832 bp,编码943个氨基酸,LP7蛋白具有典型的LRR-RLK成员特征,LP7蛋白与玉米中的同源蛋白NP_001131018同源性比较高,同源性高达77%。组织表达模式分析表明,LP7基因在根、茎、叶等组织中均表达,在叶中表达量最高。亚细胞定位结果表明,LP7蛋白定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR分析表明,LP7基因受低磷胁迫诱导表达,其表达量较正常培养条件下增加15倍。初步推测该基因可能在水稻响应低磷胁迫中具有重要作用。     

低磷胁迫下不同基因型棉花生理和形态的响应差异

盆栽条件下,选用18个不同基因型棉花品种,研究2个磷水平:适磷P(KH_2PO_4 1.00×10^-3 mol·L^-1)处理和低磷P 0(KH_2PO_4 0.01×10^-3 mol·L^-1)处理对棉花幼苗的磷利用效率、叶绿素含量、地上地下鲜重和干重及形态特性的影响。试验结果表明:棉苗地上部鲜重、地上部干重、总干重、总叶面积、叶绿素含量和磷利用率等指标在不同磷处理水平和不同基因型品种间都存在着显著或极显著差异,可作为研究品种耐低磷能力的性状指标;各性状相对值变异系数的大小顺序为:总叶面积>地上部干重>总干重>地上部鲜重>叶绿素含量>磷利用率;根据相对值表现及聚类分析表明:中棉所42号、新陆早19号和鲁研棉28号在低磷和适磷处理的比较中,各测定指标的综合表现良好,能够很好的适应低磷胁迫条件,属于耐低磷基因型品种。     

混合盐碱胁迫对橡胶草种子萌发的影响

以野生橡胶草为研究材料,将中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和碱性盐(NaHCO_3、Na_2CO_3)按不同比例和浓度配制成25组梯度混合盐溶液,采用室内培养法观察了混合盐胁迫对橡胶草种子萌发的影响。结果表明:随着盐浓度的增加,相对盐害率上升,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和初生根长度均呈下降趋势;在相同盐浓度条件下,pH值高的混合盐对种子萌发的抑制作用更强;逐步回归分析表明,盐浓度是抑制种子萌发的主导因素,pH值的影响次之。