黑果枸杞LrDREB1基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

DREB(Dehydrate responsive element binding factor)转录因子是植物非生物逆境适应中的关键调节因子,该类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,在低温、高盐等非生物逆境胁迫下,可调控下游逆境应答基因的表达,对增强植物的抗逆能力有重要作用。黑果枸杞具有极强的耐干旱、盐碱能力,为研究黑果枸杞DREB类基因在低温、盐碱响应中的功能,本研究以强抗盐灌木黑果枸杞总RNA为模板,基于前期转录组测序拼接序列,利用RT-PCR方法克隆得到一条DREB基因。该基因含有一个1116 bp的开放阅读框,编码372个氨基酸。系统进化树分析显示,Lr DREB1基因属于DREB亚家族A2组成员,与拟南芥AtDREB2B、AtDREB2E具有较高的相似性。荧光定量PCR结果显示,Lr DREB1受盐胁迫、ABA胁迫和低温胁迫诱导表达,可能参与依赖ABA的信号转导途径,调节黑果枸杞抗盐响应。本研究通过对黑果枸杞LrDREB1基因的克隆、序列分析和表达分析,为研究Lr DREB1的功能及黑果枸杞抗盐机理提供了帮助。     

翠竹及菲白竹LEA3同源基因的克隆及序列分析

竹类植物在中国有着非常悠久的栽培历史,并被广泛应用于园林、造林、庭院以及食品等行业。本研究以翠竹和菲白竹为材料提取其叶片总DNA,采用PCR方法获得翠竹SpLEA3基因与菲白竹SfLEA3-1、SfLEA3-2基因;其中SpLEA3全长804 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.4%;SfLEA3-1全长803 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.2%;SfLEA3-2全长557 bp,编码144个氨基酸,GC含量为67.8%。通过ProtParamy等生物软件分析,SpLEA3、SfLEA3-1和SfLEA3-2与贵州悬竹LEA3基因同源性高达61%以上,且3个基因编码蛋白均属于亲水性蛋白。源自2个竹种LEA3基因均包含一个完整的开放阅读框,其编码的氨基酸含有4~6个由11个氨基酸组成的保守基元序列。本研究不仅为深入了解竹类植物抗旱的分子机理研究提供了基础数据,也为竹类植物的抗旱育种后续研究提供了科学依据。     

不同品种藜麦苗期对海拔变化的生理响应

为研究不同品种藜麦幼苗对海拔梯度变化的生理响应机制,本试验以4个藜麦品种—‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’及‘陇藜4号’为材料,选取甘南州临潭县3个不同海拔(2380 m,2580 m,2780 m)分布区为试验地。通过测定幼苗生物量及生理生化指标,分析不同藜麦品种幼苗在不同海拔试验区的生理响应机制,为建立藜麦品种和环境相适宜的评价体系提供参考依据。结果表明,随海拔升高,藜麦叶片叶绿素、可溶性蛋白以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量逐渐降低,海拔2780 m最低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)逐渐升高,在海拔2780 m达到最大值;超氧阴离子(O2·-)产生速率呈现先升高后降低的趋势。不同藜麦品种幼苗生物量随着海拔的升高逐渐降低。说明高海拔下太阳辐射强度增大、温度降低,导致藜麦幼苗植株抗氧化酶活性升高以清除多余活性氧(ROS)自由基,使得植株能够适应高海拔环境而正常生长,但生物量较低海拔仍有降低。因此,不同品种藜麦在低海拔地区受到的胁迫较低,虽然在高海拔区域胁迫加剧,但藜麦幼苗可以正常生长并进行干物质的积累。     

基于SSR分子标记的闽楠(Phoebe bournei)核心种质的构建

为更好地发掘和利用现有闽楠种质资源,本研究利用7个SSR位点对江西和福建16个闽楠群体的237份材料进行基因型分析,采用逐步聚类(随机取样策略,位点优先取样策略)和模拟退火算法(等位基因数目最大化策略,遗传距离最大化策略)4种取样方法构建闽楠核心种质,并将各遗传多样性指标进行分析。结果表明:7个SSR位点共检测到50个等位基因,平均为7.143,平均有效等位基因为2.115,Shannon信息指数为0.778,观测杂合度为0.302,期望杂合度为0.442。基于逐步聚类方法构建的核心种质相较于基于模拟退火算法构建的核心种质各遗传参数指标都相对较高。对其进行t检验后,选择以基于逐步聚类位点优先取样策略在25%的取样比例下选取的种质为核心种质,其等位基因数、平均有效等位基因数、多态性位点百分率、Shannon多样性指数的保留率分别为初始种质的98%、104.92%、90.09%、97.94%。筛选出的59份核心种质材料能够较好地代表闽楠种质资源的遗传多样性,为闽楠的种质资源保存提供科学依据。     

冬瓜杂种种子纯度鉴定的SSR分析

种子纯度是种子质量的核心指标,目前冬瓜、节瓜杂种优势已被广泛地应用于生产。探索出一种快速、准确的冬瓜、节瓜品种纯度鉴定方法是确保种子质量的技术保证,也是品种纯度检测实现商业化的前提。本研究以‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜及其各自亲本为试验材料,利用SSR分子标记技术对亲本及杂种之间的多态性进行分析。结果显示,从200对SSR引物中筛选出2对多态性引物scaffold4775和scaffold5674,用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜杂种种子纯度的鉴定。其扩增片段电泳条带清晰可辨,杂交种中呈现双亲的互补带型,SSR标记表现出稳定的显性和共显性,能将‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜与其父母本区分开来。分子检测平均纯度均为98%,田间纯度鉴定分别为98%和99%,结果基本一致,表明引物scaffold4775和scaffold5674可用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜的纯度鉴定。SSR分子标记呈现出经济快速、准确等特点,在冬瓜、节瓜品种纯度鉴定上其应用前景十分广泛。     

乌苏里瓦韦(Lepisorus ussuriensis(Regel et Maack)Ching)孢子诱导再生植株的研究

乌苏里瓦韦是一种民间常用的药用蕨类植物,本研究首次建立一种以乌苏里瓦韦孢子为外植体形成完整植株的体系,得到了乌苏里瓦韦体外扩增的方法。为了探究最佳的孢子萌发条件,设计使用6种NAA和6-BA激素组合探究孢子的最佳萌发条件,然后取孢子萌发得到的乌苏里瓦韦叶片,分别接种到不同浓度的NAA和活性炭的组合培养基中,探究乌苏里瓦韦生根的最佳条件。结果表明,乌苏里瓦韦孢子的最佳萌发条件是:1/2MS培养基为基本培养基,附加NAA 0.2 mg/L,6-BA 0.5 mg/L蔗糖30 g/L,琼脂7 g/L;生根的最佳条件为:1/2MS培养基为基本培养基,附加NAA 0.4 mg/L,蔗糖30 g/L,琼脂7 g/L,活性炭1.5 g/L。本研究首次报道了乌苏里瓦韦的体外繁殖形成完整再生植株的方法,为乌苏里瓦韦的人工繁殖,同时为乌苏里瓦韦的可持续开发利用打下坚实基础。     

有机肥配施生物刺激素对土壤微生物和番茄生长及产量的影响

探讨有机肥配施生物刺激素对土壤微生物、植株长势及产量的影响,为植物生长提供优化的施肥方案。以番茄(Solanum lycopersicum)为试验材料,田间小区试验采用随机区组设计,设置4个处理,分别为对照(CK)、细沙配施0.1%生物刺激素、福邦5%有机肥、福邦5%有机肥配施0.1%生物刺激素。检测了各试验小区土壤微生物的变化情况、番茄植株的长势和产量等数据,统计分析了各处理间差异。结果表明,5%有机肥配施0.1%生物刺激素处理能显著提高土壤中真菌、细菌、放线菌的数量;番茄植株的长势、产量明显高于其他3个处理。由此可知,5%有机肥配施0.1%生物刺激素能够显著提高土壤有益微生物种群,促进植物生长,既能提高蔬菜产量,又能改善品质。     

不同磷水平下接种解磷菌剂对生菜促生效应及土壤磷素形态的影响

通过盆栽试验研究了在4种不同施磷水平下施用解磷菌剂对生菜(Lactucas sativa L. var. ramosa Hort.)促生效应及土壤磷素形态的影响。结果表明,在土壤缺磷情况下,施用解磷菌剂能提高生菜叶和根的鲜重和干重,提高叶片净光合速率和蒸腾速率,增加植株磷素吸收量,提高生菜的品质和产量,并能减少土壤中全磷含量的积累,促进土壤有效磷的释放和土壤库中有效磷的积累。在土壤磷素丰富的情况下,施用解磷菌剂对生菜的生长和土壤磷素营养促进作用较弱。土壤添加磷肥量为0.375 g/kg,解磷菌剂对生菜的促生效应和土壤磷素释放效果最佳。解磷菌剂的应用不仅能减少农田土壤磷素的流失,减轻农田土壤磷面源污染的风险,还能为蔬菜生产保质保量,达到收益最大化。     

再生稻栽培模式下冬半年覆盖植被对土壤CH4和N2O排放的影响

为研究冬半年覆盖植被对再生稻(Oryza sativa L.)栽培模式下土壤CH_4和N_2O排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法观测了再生稻-冬闲(CK)、再生稻-油菜(FR)和再生稻-紫云英(MR)等处理下CH_4和N_2O的排放通量。结果表明,所有处理的CH_4和N_2O排放通量在冬半年覆盖植被生长期间较小,在水稻生长季较大。头季稻生长期间土壤CH_4累积排放量占全年的85.89%～97.48%,其中MR处理的土壤CH_4累积排放量显著低于CK和FR处理;再生季稻生长期间各处理间土壤CH_4累积排放量差异不显著,占全年的2.02%～14.11%。头季稻生长期间土壤N_2O累积排放量是再生季稻生长期间的1.74～2.43倍,其中头季稻生长期间MR处理土壤N_2O累积排放量显著低于CK,再生季稻生长期间各处理差异不显著。各处理CH_4和N_2O年全球增温潜势(GWP)从大到小依次为FR、CK、MR,且水稻生长季排放的CH_4和N_2O的GWP远高于冬半年作物期。同时,水稻生长季CH_4排放对GWP的贡献远高于N_2O,是N_2O的1.64～3.87倍。综上,再生稻栽培模式下,头季稻生长期间是控制温室气体CH_4和N_2O排放的关键时期;再生稻-紫云英模式有利于减少CH_4和N_2O的排放,是生态环境效益较高的再生稻栽培模式。