海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

盐生植物盐角草同化枝不定芽的诱导与增殖

【目的】建立并确定盐生植物盐角草(Salicornia europaea L)同化枝不定芽诱导与增殖的试验体系和培养基。【方法】以MS为基本培养基,通过附加不同浓度激素(TDZ、NAA、6-BA)及盐(NaCl)进行盐角草不定芽的诱导,筛选诱导盐角草不定芽的最适激素配比及盐浓度;后期通过对细胞分裂素TDZ浓度(0、1.6、1.8、2.0和2.5 mg/L)的摸索,确定盐穗木不定芽增殖的最适浓度。【结果】盐角草同化枝在含有200 mM NaCl的MS₃(2.0 mg/L TDZ、0.1 mg/L NAA)培养基中不定芽诱导率达32.4%,显著高于(P<0.05)其余组,为最适诱芽培养基。再生的不定芽在含有2.0 mg/LTDZ的培养基中经过30~40 d的培养,不定芽增殖率可达619.5%。盐角草不定芽诱导及增殖最适培养基均为:MS+2.0 mg/L TDZ+0.1 mg/L NAA+200 mM NaCl。【结论】一定浓度的TDZ、NAA及NaCl组合,可通过直接器官发生途径有效诱导盐角草同化枝不定芽的产生和增殖。     

Germination of Salicornia bigelovii Ecotypes under Stressing Conditions of Temperature and Salinity and Ameliorative Effects of Plant Growth-promoting Bacteria

Salinity is a major stress condition. Salicornia bigelovii is a valuable edible halophyte, considered to be a promising resource for cultivation in arid coastal zones. Its productivity depends on the supplementary provision of nitrogen, for which an option is chemical fertilization. Nevertheless, indiscriminate use of chemical fertilizers contributes to the problem of increased salinity. The inoculation of plant growth‐promoting bacteria (PGPB) represents an alternative. Seed ecotypes from four coastal areas [Santa Rosa Chica, Santa Rosa Grande, Santa Cruz and Cerro Prieto (CP), Sonora, México] were collected, in order to inoculate them with two species of PGPB (Azospirillum halopraeferens and Klebsiella pneumoniae). Two germination tests were carried out to study the effect of salinity, temperature regime (night/day) and inoculation with PGPB on germination (percentage and rate), plant height, root length and biomass produced (fresh and dry matter). In the first test, all four ecotypes were considered, whereas in the second test only the CP ecotype was involved because it was found to be the outstanding ecotype in the previous test. Results showed inhibition of germination when salinity was higher in all ecotypes except CP. The CP ecotype showed a decrease of seed germination with an increase in NaCl concentrations at all temperatures tested. However, when it was inoculated with both PGPB, the germination percentage was influenced.     

施氮量对盐角草生长及钠离子累积的影响

为了研究施氮对盐角草生长及其钠离子累积的影响,本研究通过5个氮肥水平大田小区试验分析了不同施氮量对盐角草生长和钠离子累积的影响.结果表明:施氮能够显著增加盐角草茎秆、籽粒和同化枝的产量;在0 ～ 600 kg/hm2范围内,盐角草的生物量及籽粒产量随着施氮量增加而呈现直线增长的趋势.施氮对盐角草茎秆、籽粒和同化枝中的Na+含量无显著影响,但盐角草同化枝中的Na+含量显著高于茎秆和籽粒.施氮能够促进盐角草各部分对Na+的累积,600 kg/hm2的施氮量条件下,盐角草的Na+累积量平均达到了9668 kg/hm2,较不施氮的2045 kg/hm2增加了370％.因此,本研究表明,施氮能够促进盐角草对盐渍土的改良效果.     

海水养殖废水浇灌下不同盐生经济植物生理特征及其比较

采用大田试验,研究了无施肥条件下海水浇灌(对照)、1∶1海水养殖废水(1∶1养殖废水处理)、全海水养殖废水(全养殖废水处理)处理以及施肥条件下海水浇灌(施肥处理)对海蓬子和碱蓬植株生长与生理特性的影响。结果表明:1∶1养殖废水处理的植株地上部干重(DW)显著高于对照,但全养殖废水处理植株地上部DW低于对照;施肥处理植株地上部DW明显高于所有对照和其他处理,随着生育期的延长,上述效应愈加明显,尤其体现在碱蓬植株上。与施肥处理相比,两配比养殖废水灌溉抑制了2种植物生长,降低了植株地上部氮磷(NP)含量、叶绿素含量(CHL)含量和可溶性蛋白(SP)含量,并随养殖废水配比上升而降低越显著;相反,2种植物细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量却随着养殖废水配比的上升而升高,碱蓬的上升比海蓬子更为明显。与对照相比,1∶1养殖废水不同程度提高了2种植物DW、CHL含量、植株地上部NP含量、内肽酶、羧肽酶、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性以及SP和游离氨基酸(FAA)含量;并且,随着养殖废水配比的上升,2种植物以上各指标却不同程度地下降。综上所述,1∶1养殖废水处理可有效促进2种植物叶绿素合成,提高SOD、POD活性,降低MDA积累量,减少细胞膜受损,进而加快植株生长,增加NP吸收。2种植物相比,碱蓬对海水养殖废水浓度的生理响应较海蓬子敏感。1∶1养殖废水处理可很大程度上替代肥料的施用,从而降低环境污染。     

利用SRAP分子标记研究美洲海蓬子实生群体遗传多样性

选取28株不同形态的海莲子株系,调查植株高度、分枝夹角、果荚长度等生物性状,并采用SRAP技术对海蓬子株系进行遗传多样性分析.测定数据显示,海蓬子的不同株系在植株高度、分枝夹角、果荚长度均存在显著差异.SRAP标记多态条带比率(PPB)、Shannon多样性指数(I)以及Nei氏基因多样度(h)均显示海蓬子实生群体具有较为丰富的遗传多样性.SRAP标记相似系数变异范围为0.42～0.92.以相似系数平均值0.76为阈值,可将所有供试材料划分为11个亚类,表明海蓬子不同株系间存在明显的表型差异与遗传多样性.建议在实生群体内通过选择来培育海莲子新品种.     

施氮和刈割对盐角草生长及盐分累积的影响

为了研究施氮与刈割对盐角草盐分累积规律及其生长的影响。本试验在大田种植情况下,研究刈割处理和4个氮水平(0,150,300,450 kg/hm²)对盐角草的生长、钾钠钙镁含量及其累积量的影响。结果表明,施氮能够增加盐角草生物量,提高钾钠钙镁的累积量,但施氮对盐角草体内盐分离子含量的影响与离子种类、生育时期及刈割有关。随施氮量递增,盐角草体内4种阳离子浓度变化趋势发生转变,但方向与拐点存在差异。刈割能够增加鲜物质量,减少干物质累积量。刈割能够提高盐角草体内钾离子浓度及其累积量;钠钙变化与施氮量有关;镁的浓度主要与刈割时期相关。随施氮量增加,刈割处理中钠含量呈先降低后升高的趋势,拐点在150～300 kg/hm²;未刈割相反。刈割盐角草体内钙含量随着施氮量增加呈先增加后降低的趋势,拐点出现在300 kg/hm²处;未刈割反之,但拐点出现在150 kg/hm²处。花果期的镁浓度随着施氮量增加而降低;收获期镁浓度随着施氮量增加呈逻辑斯谛增长模式。本试验条件下,施氮刈割能够促进盐角草生长及提高盐渍土的生物改良效果。     

稀盐盐生植物盐角草对盐胁迫生理响应的初步研究

[目的]分析盐胁迫下盐角草生长特性指标和抗逆性指标的变化,初步研究盐角草对盐胁迫的耐盐机理.[方法]用不同浓度的NaC1对盐角草进行盐胁迫处理,常规方法测定盐角草的湿重、干重、含水率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸含量和丙二醛(MDA)含量.[结果]随着NaCl浓度的不断增加,盐角草湿重、干重和含水率均呈先升后降再升趋势,最适生长浓度为100mmol/L;叶绿素含量先降后升;SOD活性总体呈先升后降,POD活性和CAT活性则是先降后升再降,三者相互协调发挥作用;脯氨酸含量、MDA含量呈先升后降态势,且盐处理后的均较对照的高.[结论]盐角草的抗氧化酶活性,尤其是SOD活性是盐胁迫的敏感指标,反应了盐角草独特的耐盐机理.     

2种盐生植物饲用价值的研究

为探讨狐米草(Spartina patens)和北美海蓬子(Salicornia bigelovii)的养分含量动态变化趋势,从2009年6月到10月分别取样后,测定了二者的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、干物质体外消化率(IVDMD),以及钙、磷、钠含量。结果表明:狐米草在6月份的营养价值最高,矿质元素含量合理,以后有所下降,因此可在6月时对其进行合理的开发应用,而从6月到10月海蓬子的营养价值逐渐下降,但是在10月海蓬子干物质含量相对较高,同时钠含量较低,钙磷比较合理,所以从牧草利用的角度建议在10月对其进行开发利用。     

海芦笋硅窗气调包装工艺参数优化

为抑制海芦笋采后品质劣变,延长其贮藏保鲜期,采用Box-Benhnkenk设计方案,通过响应面分析法探讨了温度、硅窗面积及CO2含量对海芦笋抗坏血酸和叶绿素含量的影响规律,并对工艺参数进行了优化。结果表明,温度对两个指标都具有极显著的影响(P0.01),硅窗面积对两个指标有显著影响(P0.05),但CO2含量仅对抗坏血酸含量有显著影响,而对叶绿素含量影响不显著(P0.05)。建立了海芦笋硅窗气调包装工艺中温度、硅窗面积及CO2含量3个因素对两个指标的数学模型,获得了最佳工艺参数为温度1.9℃、硅窗面积0.58cm2和CO2含量5.9%。