植物对氯化钠和硫酸钠胁迫生理响应研究进展

氯化钠是一种最为常见的盐胁迫类型,在我国乃至全球分布面积最大。但在某些地区(如我国"三北"的局部地区),硫酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠等类型盐渍土的面积更大、危害更深,且有很多植物(如碱蓬、白刺、柽柳等)常分布于多种不同类型的盐碱地。因此,开展植物对不同类型盐碱胁迫对比研究、探讨其内在生理机制的异同显得尤为迫切和必要,并极具现实意义和理论价值。根据国内外文献资料,文中在总结盐胁迫生长抑制效应的基础上,对比、分析了植物对氯化钠和碳酸钠胁迫的生理响应异同,主要包括离子代谢生理、水分与渗透调节生理、光合生理等,并对该领域存在的问题和未来研究重点进行了探讨,以期为同类研究提供参考与借鉴。     

导入TaNHX2基因提高中林美荷杨耐盐性的研究

中林美荷杨具有生长速度快、扦插成活率高及木材材质好等优点,因而倍受欢迎,是西部大开发重点推广的绿化造林树种。为提高该树种的耐盐性,充分适应西北广大地区干旱盐碱地,将小麦耐盐基因TaNHX2导入中林美荷杨基因组中,以提高其的耐盐性。采用叶片和叶柄作为外植体,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法,将TaNHX2导入中林美荷杨基因组中,对所获得的杨树转基因植株进行PCR和Southern blotting分析,结果表明TaNHX2基因多以单拷贝整合到受体基因组中。转基因幼苗经过不同浓度的NaCl胁迫处理,表现出一定的耐盐性。中林美荷杨耐盐株系的获得为该树种绿化造林的推广和丰产提供了保障。     

马铃薯淀粉合成关键酶与块茎淀粉积累的关系

为探讨淀粉在马铃薯块茎中积累规律, 及催化其生物合成的 4种关键酶。从而为马铃薯的淀粉品质改善提供合理依据。以淀粉含量不同的马铃薯品种 ‘东农 308’ 和 ‘延薯 4号’ 为材料, 在马铃薯匍匐茎顶端膨大后开始测定马铃薯叶片与块茎中的淀粉合成关键酶、 淀粉动态积累量以及直链淀粉动态积累量。研究结果表明, 这 4种关键酶在淀粉合成积累过程的不同时期表现出不同的活性强弱, 继而控制淀粉生物合成的开始与速率, 并影响马铃薯直链、 支链淀粉的合成与积累。且 ‘东农 308’ 淀粉含量以及淀粉各组分含量在各时期都要高于 ‘延薯 4号’ , 这也是由于 ‘东农 308’ 的淀粉合成关键酶活性高于 ‘延薯4号’ 的酶活性。     

转TaNHX2大豆的耐盐性分析

【目的】在盐胁迫条件下,通过对转TaNHX2(小麦Na⁺/H⁺转运蛋白编码基因)大豆的盐害表型、光合作用强度以及产量相关农艺性状的考察,评估其生产应用潜力,以期获得具有一定应用价值的耐盐大豆新种质。【方法】以实验室前期获得并初步鉴定具有一定耐盐性的转TaNHX2大豆T₄代株系为材料,在主茎第二片复叶完全展开时（V₃期）进行草丁膦抗性、PCR和RT-PCR检测。选取阳性植株,在主茎第三片复叶完全展开时（V₄期）进行NaCl胁迫处理,处理期间观察记录盐害表型;待植株长至初荚期（R₃期）测定其光合作用参数;最后,分单株收获已生长至完熟期（R₈期）的大豆植株,考察其株高、节数、单株荚数、单株粒数和单株粒重。其中,昌平春播试验点设置0、150和200 mmol·L^-1 3个NaCl浓度,北圃场夏播试验点设置0和200 mmol·L^-1 2个NaCl浓度,盐害表型观察以及光合作用参数测定只在北圃场试验点进行。【结果】分子鉴定表明外源TaNHX2在转基因后代中成功转录表达,遗传稳定。在无盐胁迫条件下,转基因与受体植株长势相当,叶片大小相似,光合作用强度相近。而在200 mmol·L^-1 NaCl溶液胁迫处理下,转基因与受体植株均出现矮化、叶片变小、光合作用强度降低的现象,但与受体植株相比,转基因大豆株系C12、C21和C19的矮化程度较低,叶片较大,光合作用相关参数数值较大,其中株系C12和C21与受体的净光合速率（Pn）差异具有显著性。另外,无盐胁迫条件下,转基因株系与受体品种自贡冬豆各产量相关农艺性状数值相近,而在昌平试验点设置的150和200 mmol·L^-1 NaCl溶液胁迫下,转基因株系各农艺性状数值均高于受体对照,其中150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,C12、C21和C19的单株粒重,C19的单株荚数与受体差异显著。200 mmol·L^-1 NaCl胁迫处理时,株系C12、C21和C19的单株荚数、单株粒数和单株粒重,C12和C19的株高均与受体对照品种存在显著性差异。在北圃场试验点设置的200 mmol·L^-1 NaCl胁迫处理下,转基因株系C12、C21和C19的株高、C19的单株粒数和单株粒重与受体对照品种具有显著性差异。【结论】在盐胁迫条件下,与受体对照品种相比,转TaNHX2大豆株系C12、C21和C19盐害程度较低,能维持较强的光合作用和一定的产量,其中株系C19在2个试验点的产量表现均较佳,具有较大的育种应用价值。      

青岛泊子盐场放线菌多样性及其功能酶的筛选

采用平板涂布法利用3种培养基从青岛即墨市田横镇泊子盐场盐池底泥样中共分离纯化出15株放线菌,对分离菌株进行16S rRNA基因测序分析。发现这15株放线菌分属于链霉菌属(Streptomyces)、拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)和1个新属,其中Streptomyces属为优势菌属;菌株CXB832与Nocardiopsis arabia DSM 45083T和Haloactinospora albus DSM 45015T最接近,同源性分别为95.4%和94.9%,根据其表型和分子特征可以初步判定该菌株为放线菌新属。培养基及培养温度对盐池环境中放线菌的分离效果均有影响,利用淀粉酪素培养基在37℃分离的放线菌种类和数量较多。在15株放线菌中,分别有12株、3株、2株和1株放线菌产淀粉酶、酯酶、蛋白酶和纤维素酶。     

不同土层加入生物质炭对盐分淋洗的影响

生物质炭作为土壤调理剂,能够显著地改良和培肥土壤,但对盐渍化土壤盐分淋洗的影响缺乏研究和了解。本研究采用土柱模拟试验,将蘑菇棒生物质炭以质量比10%,添加到内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤0~20 cm,0~35 cm和0~70 cm的土层中,并进行淋洗,测定淋出液和土壤盐分及主要盐分离子含量,以期了解生物质炭对土壤盐分和主要盐分离子洗脱的影响。结果表明:加入生物质炭的土柱,淋洗液出流的时间提前了34~37 d,电导率降低至5 m S·cm-1,需要的时间缩短了94~101 d;比起0~20 cm和0~70 cm土层加入生物质炭处理,0~35 cm土层加入生物质炭淋出液出流时间最早,盐分洗脱的效果最好。生物质炭对盐分离子淋洗也产生不同的影响,促进Na+、K+和Mg2+的洗脱,但抑制Ca2+洗脱;在淋洗初期生物质炭促进Cl-和SO42-洗脱,后期促进了HCO3-和CO32-的洗脱。可见,生物质炭可用作盐渍化土壤调理剂,不仅缩短盐分洗脱时间,而且还可以提高洗盐效率。     

宁夏苹果花期霜冻敏感性指标研究

苹果花期霜冻指标是果园霜冻预报预警、防御的基础,本文运用人工模拟霜箱,以富士、嘎啦和乔纳金苹果为试验对象,设置过冷却模拟试验设5个温度梯度和4个持续时间共计20个试验处理,模拟研究了苹果花期霜冻敏感性指标。结果表明:苹果花苞期花瓣、盛花期花瓣和子房以及幼果期的幼果平均过冷却点在-3.51℃~-3.27℃,结冰点变化范围在-2.94℃~-2.65℃。苹果花期低温敏感范围在-2.5℃~-3.5℃之间,不同花器官、不同品种、不同低温持续时间和不同发育阶段之间有所差异,其中,在苹果花的花瓣、子房、雄蕊和雌蕊等不同花器官中,花瓣最不耐冻,子房和雌、雄蕊随温度降低变异较大;不同类型花耐受冻顺序为花苞半开花全开花;-2.5℃~-3.0℃温度处理下,致死率随持续时间增加明显,温度高于或低于这个范围,持续时间对致死率影响不大;3个苹果品种中,富士最不耐冻,其次是乔纳金和嘎啦。     

过表达AtNEK6转基因烟草的耐旱耐盐性研究

NEK6基因编码一种丝/苏氨酸蛋白激酶,具有调控植物细胞周期蛋白基因表达和乙烯信号转导的功能,与植物抵抗逆境胁迫相关。将拟南芥AtNEK6基因导入烟草,利用甘露醇和NaCl模拟干旱和盐胁迫环境对T2代转基因烟草进行研究。结果表明,在无胁迫处理条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重显著高于野生型;在干旱和盐胁迫条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重均极显著高于野生型,表现出较强的耐旱耐盐性;胁迫处理的转基因烟草叶片叶绿素荧光参数值(Fv/Fm)、SOD和CAT活性以及Pro含量极显著高于野生型,MDA含量极显著低于野生型,进一步证明了AtNEK6基因能够促进烟草的生长和提高转基因烟草对于干旱与盐碱的抵抗能力。     

LC-MS-Based Metabolomics Study of Marine Bacterial Secondary Metabolite and Antibiotic Production in Salinispora arenicola

An LC-MS-based metabolomics approach was used to characterise the variation in secondary metabolite production due to changes in the salt content of the growth media as well as across different growth periods (incubation times). We used metabolomics as a tool to investigate the production of rifamycins (antibiotics) and other secondary metabolites in the obligate marine actinobacterial species Salinispora arenicola, isolated from Great Barrier Reef (GBR) sponges, at two defined salt concentrations and over three different incubation periods. The results indicated that a 14 day incubation period is optimal for the maximum production of rifamycin B, whereas rifamycin S and W achieve their maximum concentration at 29 days. A “chemical profile” link between the days of incubation and the salt concentration of the growth medium was shown to exist and reliably represents a critical point for selection of growth medium and harvest time.     

4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价

为研究4份燕麦坝莜一号、白燕2号、白燕6号和白燕7号的耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理反应规律,在水培条件下,分别用0,34.2,68.4,102.6,136.8,171.0 mmol/L浓度NaCl溶液模拟盐胁迫处理4种燕麦种子,观察记录各处理的盐害情况,分别测定了胁迫后的种子发芽势、发芽率、株高和根长,以及室温培养的燕麦幼苗叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和可溶性蛋白含量,分析了不同胁迫程度下各生理指标的变化情况,并且对4种燕麦的耐盐性进行了综合评价。结果表明,NaCl胁迫对4种燕麦种子的发芽势和发芽率均产生显著影响,对株高和根长产生了抑制作用,且均随盐浓度的增大呈逐渐降低的趋势;燕麦幼苗叶片POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量均在102.6 mmol/L 盐浓度下达到最大值,而且都随盐浓度的增大呈先升高后降低的趋势,表明燕麦具有较高的耐盐能力,在盐胁迫下可采取自我保护机制以适应盐胁迫,4种燕麦的耐盐阈值为102.6 mmol/L盐浓度。综合评价,白燕6号耐盐性较好,白燕2号具有高盐耐受性的潜力,这两个燕麦品种可以为耐盐基因挖掘及燕麦耐盐品种的选育提供材料。