甜菜幼苗对氮胁迫及复氮后的生理生化响应

甜菜是我国重要的糖料作物,而氮是影响甜菜产量的重要元素之一。为研究甜菜响应氮胁迫的机制,分析氮胁迫对甜菜生理生化指标的影响,本研究分别在缺氮N0(0 mmol/L)、低氮N1.5(1.5mmol/L)和复氮处理下,以适氮条件N10(10 mmol/L)为对照,测定0、12、24、48 h及复氮后24、48 h甜菜的根和叶中抗氧化酶活性及生理活性物质的变化。研究结果发现,低氮及缺氮处理导致甜菜幼苗根和叶中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量的上升,48 h达最大值。其中缺氮N0处理48 h后,与对照N10相比,甜菜幼苗根和叶中POD活性分别增加了214.21%和222.15%,SOD活性分别增加了85.67%和79.17%,GST活性分别增加了683.86%和258.23%;Pro含量分别增加了245.99%和205.57%;MDA含量分别增加了350.20%和129.17%。恢复供氮后,虽然各类指标均有不同程度的下降,但相比对照仍维持在较高的水平。可以推测,甜菜幼苗通过诱导抗氧化酶活性和脯氨酸来应对缺氮和...     

转录组测序在林草植物抗逆性研究中的应用

生物和非生物胁迫对农作物产量和生态环境造成极大的威胁,林草植物对外界环境具有较强的适应能力,因此挖掘林草植物抗逆基因,分析其抗逆机制已经成为当下的研究趋势。随着科学技术的发展,利用生物测序技术研究植物抗逆的分子机制已成为当今植物逆境生理和分子生物学研究的一个重大课题,其中转录组测序(RNA-seq)研究是揭示植物抗逆机理以及筛选抗逆基因的主要研究技术。以Roche/454、Illumina/Solexa和ABI/SOLID为代表的二代测序技术(NGS)发展迅速,相较于传统测序手段具有成本低、测序时间短、高通量等优点,已被广泛应用于全基因组、RNA-seq和miRNA测序等研究。因此,RNA-seq技术可加快林草植物抗逆机制的研究和抗逆基因资源的挖掘,从而为农作物、优良林草植物抗逆性遗传改良和新品种培育奠定基础。本研究详细介绍了近年来NGS技术在林草植物应对病虫害、高温、冷害、盐、干旱以及土地贫瘠等方面的转录组学的研究进展,最后针对转录组测序的发展趋势和应用前景进行了展望。     

利用作物生长模型和时序信号甄别水稻镉胁迫

在自然农田生态系统中,农作物的生长通常受到各类环境胁迫（如重金属胁迫、病虫害、水分、营养）的影响,如何区分重金属胁迫与其他胁迫有待进一步研究。该研究选取了湖南省株洲为试验区,收集2017-2019年的Sentinel-2卫星影像数据,结合野外实测数据,开展水稻重金属镉（Cd）胁迫识别研究。首先,利用作物生长模型World Food Studies（WOFOST）同化时序遥感数据获取每年的叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）时间序列曲线;然后运用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）方法对LAI时间序列进行多尺度分解,得到不同的时序信号分量（Intrinsic Mode Function,IMF）;最后使用动态时间规整（Dynamic Time Warping,DTW）方法计算受胁迫水稻分解后的时间序列与健康水稻分解后的时间序列之间的DTW距离,即归一化胁迫指数。结果表明：归一化胁迫指数是水稻重金属胁迫敏感的参数,与土壤重金属含量的相关系数为0.851,水稻受到的胁迫程度越高,归一化胁迫指数值越大,反之越低;在试验区中,水稻重度重金属胁迫的分布面积比例相对较低,且主要集中在西部、东北部以及偏东南地区。融合集合经验模态分解和动态时间规整方法能有效地甄别并定量分析水稻重金属胁迫状况,从而为作物重金属污染胁迫监测提供重要参考。     

节节麦小穗上不同粒位种子萌发对环境因子的响应

为明确节节麦小穗上不同粒位种子萌发对环境因素的响应差异,采用培养皿法测定了小穗基部小花形成的第1粒种子(S1)和相邻上部位置小花形成的第2粒种子(S2)萌发对酸碱胁迫、盐胁迫和水分胁迫的响应.结果显示:S1和S2萌发均对pH要求不高,但在供试pH为3～10时,S2的萌发速率大于S1.与S1相比,S2萌发具有较强的耐盐性...     

水稻幼穗响应盐胁迫的转录组分析

盐胁迫是影响作物生长发育的重要环境因素之一.鉴定水稻耐盐新基因以及揭示其可能的机制并应用于新种质创制和新品种选育,是提高水稻耐盐性的重要途径之一.本研究以实验室自主选育的耐盐性不同的水稻品系58M和58L为材料,用0.6％NaCl处理0、6、24 h后收集水稻的幼穗,并进行转录组测序研究.结果发现,以0 h的幼穗为对照...     

盐胁迫对苦豆子、大豆芽期和苗期生长发育的影响

盐胁迫是现阶段影响植物生长的主要非生物胁迫之一.本研究用不同浓度NaCl对苦豆子和大豆W 82种子发芽阶段和幼苗阶段分别进行胁迫处理,统计各浓度盐胁迫条件下种子发芽率和发芽势,并观察幼苗的表型变化.测定处理后胚根的抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性,分析苦豆子和大豆在发芽阶段的耐盐性及两者的差异.结果表明,在1.2...     

碱性盐胁迫对3个国外引进工业大麻品种萌发特性的影响及评价

为了解国外引进工业大麻品种耐碱性盐的强弱,以格列西亚(V 1)、金刀15(V 2)、格里昂(V 3)为试验材料,模拟大庆地区农田苏打盐碱土的碱度,研究了对照(pH值7.0)、轻度(pH值7.89)、中度(pH值8.91)、重度(pH值9.44)碱性盐胁迫下工业大麻种子的萌发和幼苗生长量的变化并进行评价.结果表明,碱性盐...     

NaCl胁迫下罗汉果幼苗生长和生理特性的变化

为了研究盐胁迫对罗汉果幼苗生长及生理生化特征的影响,用不同浓度(40、80、120、160、200、240 mmol/L)NaCl溶液胁迫处理罗汉果幼苗,并观察其生长和生理指标的变化。结果表明:随着NaCl浓度的增加,罗汉果幼苗的生长量逐渐降低,当盐浓度为120 mmol/L时,罗汉果地下部分、地上部分鲜质量分别较CK减少26.76%、23.55%;超氧化物歧化酶(SOD)活性随着盐浓度的增加总体呈增强趋势,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则随盐浓度的增加先增强后减弱;随着盐浓度的增加,可溶性蛋白、可溶性糖含量先增加后减小,在盐浓度为120 mmol/L时达到最大值;随着盐浓度的增加,丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,并且始终显著高于对照。此外,CAT活性与MDA含量、SOD活性呈极显著正相关,与POD活性呈极显著负相关,可溶性糖含量与SOD活性呈极显著正相关。由此说明不同浓度的盐胁迫对罗汉果幼苗生长和生理指标均有不同程度的抑制作用,当盐浓度达120 mmol/L以上时,会严重抑制罗汉果幼苗的生长,甚至会造成幼苗死亡。     

黄花苜蓿抗旱性研究进展

目的研究植物根围促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)对小麦苗期抗旱性的生理机制。方法选取淮麦33种子,播种于装有营养土的盆钵中,待长至三叶一心时进行根围促生菌菌剂[枯草芽孢杆菌AR菌株、枯草芽孢杆菌SM菌株、枯草芽孢杆菌XY菌株和菌株合剂(AR∶SM∶XY=10∶10∶1)]处理,LB培养基 (CK₂)和清水(CK₁)为对照,通过断水模拟干旱胁迫,断水第15天进行抗旱形态和生理指标的测定,断水第4~15天连续测定小麦幼苗的抗旱系数。结果在干旱胁迫条件下,经不同根围促生菌处理的小麦幼苗根冠比、叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和根系活力均显著高于对照(CK₁和CK₂)(P<0.05),相对电导率和丙二醛含量显著低于对照(P<0.05),抗旱系数显著高于对照(P<0.05)。说明干旱胁迫下,接种不同根围促生菌可增强小麦幼苗耐旱性,不同根围促生菌诱导小麦幼苗抗旱能力的有差异,具体表现为合剂> XY> SM> AR。结论小麦浇灌根围促生菌有利于提高小麦幼苗的抗旱能力,其中以合剂表现最佳。     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

目的研究马铃薯的耐热机制,为耐热和不耐热的马铃薯品种筛选做参考。方法测量高温胁迫下云南本地3个不同熟期马铃薯品种[云薯 901(早熟)、云薯 305(中晚熟)、合作 88(晚熟)]的表型、部分生理指标和保护酶含量。结果高温胁迫对马铃薯幼苗的生长表型、SOD活性、POD活性和MDA含量都有影响。云薯 901的生长表型优于其他品种;在37 ℃条件下,云薯 901的SOD活性随胁迫时间的延长总体呈下降趋势,而其他品种总体均呈先升高后降低的变化趋势;在30 ℃条件下,云薯 901的POD活性随着胁迫时间的延长总体呈下降趋势,而其他品种总体呈升高的趋势;在23和30 ℃条件下,云薯 901的MDA含量在第5天时明显减少,而其他品种并无该现象。这些结果说明早熟品种云薯 901的耐热表现优于其他熟期较晚的品种。结论持续的高温胁迫影响马铃薯幼苗的生长表型、抗氧化酶活性和膜质,且熟期较晚的品种受到的影响较大,熟期可能是筛选耐热性马铃薯品种的因素之一。