Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

玉米SRO基因家族的鉴定及表达分析

【目的】SRO(similar to rcd one)是植物所特有的一类小蛋白家族,其在植物的生长发育,及应对非生物胁迫中发挥着重要功能。基于玉米全基因组数据库,鉴定玉米SRO家族基因,分析其序列、基因定位、蛋白结构及其系统进化关系,同时解析Zm SROs在玉米组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下的表达变化,为阐明SRO基因在玉米生长和逆境响应中的功能研究奠定基础。【方法】利用拟南芥SRO家族基因为探针,在玉米全基因组查找并下载玉米SRO基因序列,并从Maize GDB中获取玉米SRO基因相关信息,包括CDS、氨基酸序列及染色体位置等。通过生物信息学工具(GSDS2.0、Expasy-protparam、SOPMA、Plant-m PLoc、EMBL-EBI、MEME)对获得序列的基因结构、蛋白质分子量、等电点、二级结构、亚细胞定位、保守结构域、保守基序原件等进行预测和分析。同时利用Clustalx(1.83)和MEGA 6.0软件进行同源序列比对并构建系统进化树。运用实时荧光定量PCR技术分析玉米SRO组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下SRO的表达变化情况。【结果】从玉米全基因组共鉴定6个SRO家族基因,分别命名为Zm SRO1a—Zm SRO1f。Zm SROs分布于第1、4、5和9染色体,包含2—5个内含子。序列分析发现CDS序列长度在1 215—1 791 bp;编码氨基酸数目为404—596 aa;分子量为45.23—66.78 k D;等电点为7.01—9.17。亚细胞定位分析发现Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d定位于叶绿体,Zm SRO1e则定位于过氧化氢酶体,Zm SRO1f定位于细胞核。系统进化树分析发现Zm SROs分为3个亚类,Ⅰa亚类包括Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c,Ⅰb亚类包括Zm SRO1f,Ⅰc亚类包括Zm SRO1d/Zm SRO1e。保守结构域分析结果显示Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e包含PARP和RST结构域,缺少WWE结构域,Zm SRO1f包含WWE和PARP催化中心,RST结构域缺失。Zm SROs蛋白共找到5个保守基序,命名为基序1—5。Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c包含所有保守基序,Zm SRO1d/Zm SRO1e缺少保守基序3,Zm SRO1f缺少保守基序5。组织表达分析发现Zm SROs在根系特异性表达。高盐胁迫下,玉米根系中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e在1 h时显著上调表达,地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达,而Zm SRO1f在处理6 h显著上调表达。干旱胁迫下,玉米根系Zm SRO1e在1 h显著上调表达,Zm SRO1f在24 h显著上调表达;地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达。【结论】玉米SRO家族基因包含6个成员,被划分为3个亚类,6个Zm SROs在玉米根系中特异性表达,且可以不同程度地响应干旱和高盐胁迫。     

植物热激转录因子在非生物逆境中的作用

非生物逆境通常导致生物体内蛋白变性。热激蛋白(Hsp)作为分子伴侣协助蛋白的重新折叠、稳定、胞内运输和降解,以阻止受损蛋白的累积,维护细胞内环境的稳定。而热激蛋白的表达是通过热激转录因子(Hsfs)结合于热激蛋白基因的启动子的热激元件上(heatshockelement,HSE),以募集其它转录因子而形成转录复合体,促进热激蛋白基因的表达。植物热激转录因子比动物系统更为多样性。根据其基本的结构域,植物热激转录因子可分为三类:HsfA、HsfB、HsfC。A类Hsfs已有大量深入的研究和报道,特别是在番茄方面。HsfB和HsfC的作用尚不清楚。在其复杂的网络中,每一热激转录因子均有其独特的作用,取决于其表达模式、亚细胞定位、聚合化、活性及与其他蛋白的相互作用。在非生物逆境,尤其是热激逆境下,A类热激转录因子在调节热激蛋白的表达起着重要作用。番茄的HsfA1起着主导作用,其缺失无法被其他相近的Hsfs所取代,但在持续热逆境下,在HsfA1的配合下,HsfA2可成为主要调节因子。B类热激转录因子可作为A类Hsfs的阻抑蛋白。然而,基于对不同的单个突变体的研究,以及对酵母Hsf1致死突变体的拯救恢复,一些热激转录因子的作用又是丰余的。此外,热激蛋白也对热激转录因子起负反馈调节作用。     

酿酒酵母发酵液对断奶仔猪生长性能、小肠发育及小肠黏膜免疫功能的影响

本试验旨在探究酿酒酵母(S.cerevisiae)发酵液对断奶仔猪生长性能、小肠发育及小肠黏膜免疫功能的影响。选取平均体重为(6.57±0.13)kg的26日龄"长白×杜洛克"断奶仔猪60头(公母各占1/2),按体重和性别随机分为3个组,每组4个重复,每个重复5头仔猪。3个组分别为:对照组(基础饲粮+300 m L/kg空白培养液)、酿酒酵母发酵液组(基础饲粮+300 m L/kg酿酒酵母发酵液)和抗生素组(基础饲粮+20 mg/kg硫酸黏杆菌素+40 mg/kg杆菌肽锌)。试验期21 d。结果表明:1)与对照组相比,酿酒酵母发酵液组和抗生素组的平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)显著或极显著升高(P0.05或P0.01),料重比极显著降低(P0.01);但酿酒酵母发酵液组与抗生素组的以上生长性能指标均无显著差异(P0.05)。2)与对照组相比,酿酒酵母发酵液组和抗生素组的十二指肠、空肠和回肠黏膜总蛋白、DNA和RNA含量显著或极显著升高(P0.05或P0.01);但酿酒酵母发酵液组与抗生素组的以上指标均无显著差异(P0.05)。3)与对照组相比,酿酒酵母发酵液组和抗生素组的十二指肠和回肠绒毛高度显著升高(P0.05),十二指肠、空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度(V/C)显著或极显著升高(P0.05或P0.01);但酿酒酵母发酵液组与抗生素组的以上指标均无显著差异(P0.05)。4)与对照组相比,酿酒酵母发酵液组和抗生素组的十二指肠、空肠和回肠黏膜免疫球蛋白A、免疫球蛋白G和免疫球蛋白M含量均显著或极显著升高(除空肠黏膜免疫球蛋白G外)(P0.05或P0.01);但酿酒酵母发酵液组和抗生素组的以上指标均无显著差异(P0.05)。结果显示,饲粮中添加酿酒酵母发酵液能够提高断奶仔猪的生长性能,促进小肠发育,提高小肠黏膜免疫功能,达到与抗生素相当的效果。提示酿酒酵母发酵液可有效缓解断奶应激,减少或者替代抗生素在断奶仔猪饲粮中的使用,这为研发无抗饲粮提供了有力的理论依据和数据支持。     

Cd胁迫对花花柴幼苗生长和生理特性的影响

[目的]研究Cd胁迫对花花柴幼苗生长和生理特性的影响。[方法]在实验室条件下,研究不同浓度Cd胁迫对花花柴幼苗生长的影响,检测不同浓度Cd胁迫对花花柴的相对电导率、叶绿素含量、MDA含量、CAT、SOD及POD活性的影响效应。[结果]Cd能够抑制花花柴幼苗的生长,随着Cd处理浓度的增加,苗的发芽率、发芽势、活力指数、鲜重、干重、根长、株长呈降低趋势。随着Cd浓度的增加,花花柴叶片相对电导率显著增加,MDA含量有增加趋势,CAT、POD和SOD活性相应增加并有波动情况,叶绿素含量显著下降。[结论]花花柴对Cd胁迫具有很强的耐受力,可作为Cd污染环境生物修复的候选植物。     

基于无线传感器网络的茶树田间参数自动采集系统

为了精确判断茶树水分胁迫情况,以Idso的作物水分胁迫指数(CWSI)模型中的参数为监测对象,研制了一套茶树水分胁迫田间参数自动采集系统,实现对表征茶树发生水分胁迫的茶树自身生理参数及茶树田间物理环境参数的自动监测.系统通过不同的传感器节点分别监测茶树的冠层温度、田间的土壤湿度和土壤热通量、太阳净辐射、风速及空气温湿度.通过所采集的上述参数,结合CWSI模型,便可精确计算出茶树水分胁迫指数,用于指导灌溉,避免茶树发生干旱胁迫或过度灌溉.系统充分利用了无线传感器网络的便捷性,各传感器节点所采集的参数以多跳的方式无线传输至远端的上位机节点,上位机节点可以本地存储参数,也可通过串口,输送至电脑上.系统经过重新标定,也可用于监测其他作物的水分胁迫情况.     

寒地水稻核心种质龙粳10号和垦稻10号抗瘟性基因分析

为明确寒地核心种质抗病基因组成,利用日本7个单基因鉴别菌系(P-2b、研53-33、稻72、北1、研54-20、研54-04、稻168)接种鉴定了丽江新团黑谷×龙粳10号、丽江新团黑谷×垦稻10号组合10套F3系统,采用"累积分布曲线法"进行分析。结果表明:龙粳10号对P-2b、研53-33、稻72和北1四个菌系的抗性是由2对显性基因控制的,对研54-20的抗性是由3对显性基因控制的,对研54-04和稻168的抗性是由2对显性基因和1对隐性基因控制的。垦稻10号对研53-33的抗性基因是由2对显性基因控制的,对研54-20的抗性基因是由1对显性基因控制的,对研54-04的抗性是由2对显性互补基因控制。龙粳10号、垦稻10号可作为寒地水稻抗稻瘟病的核心种质,为抗病育种者选择亲本提供优质粳稻抗瘟源,并为寒地水稻核心种质库构建打下良好基础,在生产上应用具有重要意义。     

苹果矮化砧木抗寒性

【目的】研究苹果矮化砧木抗寒性,为选育、鉴定和推广应用抗寒的苹果矮化砧木提供理论依据。【方法】以62-396、BP-176、Y-1、KM23 4种苹果矮化砧木1年生枝条为试材,进行不同低温处理,采用电导法配合Logistic方程计算不同参试休眠枝条的半致死温度(LT₅₀),并结合冻害分级、恢复生长试验和田间冻害调查,研究苹果矮化砧木的抗寒性。【结果】在低温胁迫下,枝条的电解质渗出率与相应的低温呈极显著负相关;62-396、BP-176、Y-1、KM23的半致死温度分别为-42.56、-37.52、-43.79和-40.77℃;低温处理后各枝条的萌芽率高低依次为Y-1＞62-396＞KM23＞BP-176;田间调查结果显示,BP-176抗寒性最差。【结论】4种苹果矮化砧木的抗寒性强弱依次为Y-1＞62-396＞KM23＞BP-176。苹果矮化砧木Y-1和62-396具有较大的应用潜力,可以作为苹果抗寒矮化砧木在伊犁河谷进行生产应用。     

6 种豇豆属植物耐盐性评价及光合特性研究

采用沙培方法,研究盐胁迫（300 mmol/L）对 6 种豇豆属植物幼苗生长及光合特性的影响。结果表明：① 盐 处理 6 d 后,贼小豆的叶绿素（Chlorophyll,Chl）含量显著降低,叶片相对含水量（Relative Water Content,RWC）、 质膜透性（Electrolyte Leakage,EL）和枯叶率（Withered Leaf Rate,WLR）显著增加,而滨豇豆均没有显著差异;主 成分分析、相关分析及隶属函数分析结果表明,WLR 与 EL 呈极显著正相关,RWC、Chl 含量呈显著负相关;主成分 分析得到 2 个主成分 PC1 和 PC2,可以解释总变化的 92.75%;隶属函数排名表明,滨豇豆的耐盐能力最好,贼小豆最 差。② 滨豇豆的净光合速率（Pn）、胞间 CO2 浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm） 和最大荧光产量（Fm）、PSⅡ非调节性能量耗散[Y(NO)]均没有显著差异,而贼小豆除 Y(NO)显著增加外,其余均显著 降低。     

盐碱胁迫对枸杞生长及根际适应能力的影响

通过水培试验研究不同盐碱胁迫条件对枸杞生长以及根际pH值和电导率的影响。结果表明:枸杞在含有NaCl的营养液中培养,随着NaCl浓度的升高,枸杞的株高、鲜质量和干质量减少,根系对根际的pH值和电导率调节能力减弱;此外,枸杞能够在1.4%NaCl水培条件下生长,1.6%NaCl以上水培条件会导致枸杞落叶直至死亡。