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。     

农田排水间歇滴灌对土壤水盐分布的影响

为探究不同矿化度农田排水间歇滴灌对土壤水分和盐分空间分布的影响。采用室内土柱试验,设置2个农田排水矿化度（2 g/L与4 g/L）和3个滴灌间歇时间（0 h、灌水2 h间歇0.5 h、灌水2 h间歇1 h） 6个处理,对比分析不同处理对土壤水分入渗和水盐空间分布的影响规律。结果表明：农田排水间歇灌溉条件下土壤水分入渗遵从幂函数变化规律。增加灌溉间歇时间和灌溉水矿化度,能够增加土壤湿润锋横向和纵向延伸范围。随灌溉间歇时间增加,土壤水分空间分布更均匀。单因素与双因素交互作用对土壤脱盐区的脱盐率影响均具有统计学意义。表现为随灌溉间歇时间增加和灌溉水矿化度减小,土壤脱盐区的脱盐率显著增加。2 g/L处理较4 g/L处理平均脱盐率增加25.04%;灌水间歇0.5 h处理较不间歇灌溉处理平均脱盐率增加6.78%,灌水间歇1 h处理较不间歇灌溉处理平均脱盐率增加17.05%。灌溉水矿化度2 g/L以及灌溉间歇1 h处理,土壤湿润体内平均含水率最高、平均含盐量最小且脱盐率最高。     

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。     

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...     

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。     

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。     

红鳞蒲桃苗木生长和生理生化特征对不同盐分和干旱胁迫的响应

以1年生红鳞蒲桃盆栽苗木为研究对象,设置不同盐胁迫浓度及干旱程度,研究盐旱交互作用对红鳞蒲桃苗木的高、地径生长和各项生理指标的影响。结果表明：干旱和盐胁迫都抑制了红鳞蒲桃的生长,盐胁迫的影响要大于干旱胁迫,高生长受到的限制大于地径生长,2 g/kg盐分浓度在水分充足条件下促进了地径生长。相对电导率和丙二醛含量均随着干旱和盐胁迫的增强而增大。不同盐分浓度下,干旱胁迫对相对电导率的影响趋势一致,不同盐分胁迫的影响差异不显著。高盐浓度下丙二醛含量的增加显著大于低盐浓度,表明盐胁迫对红鳞蒲桃的伤害更大;红鳞蒲桃的渗透调节物质在干旱和盐交互胁迫下有一定程度的提高。水分充足时,盐分浓度的变化没有对红鳞蒲桃的游离脯氨酸含量产生影响。随着胁迫的增加,渗透调节能力显著提高。低盐浓度下,抗氧化酶活性在水分充足时没有受到显著影响,高盐浓度下,随着干旱胁迫的加剧则显著提高。     

汉氏菱形藻生理特性对硝基苯胁迫的响应

研究不同质量浓度硝基苯(nitrobeneze)对汉氏菱形藻(Nitzschia hantzschia)生长、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素a含量和藻细胞导电率的影响。结果表明,随着硝基苯质量浓度的升高,汉氏菱形藻的生长受到抑制,处理5 d时藻培养液依次由深黄色逐渐变为浅黄色;2 d后可溶性糖含量升高,1 d时100 mg/L硝基苯处理组可溶性蛋白含量为对照组的89.1%,为最低值,之后呈现逐渐上升趋势。低质量浓度硝基苯对藻细胞叶绿素a含量有促进作用,中、高质量浓度有抑制作用,而50 mg/L处理3 d后叶绿素a含量逐渐恢复;藻细胞的电导率随硝基苯质量浓度的升高而逐渐升高,低质量浓度处理3 d后电导率逐渐恢复,而高质量浓度伤害藻细胞,导致汉氏菱形藻逐渐死亡。