干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响

为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25%PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25%PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0%PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20%PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。     

干旱胁迫对远志种子萌发及幼苗生长和生理特性的影响

以远志(Polygala tenuifolia Willd.)为研究对象,采用不同浓度(2.5%~25%)聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,探讨干旱胁迫对远志种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫强度的增加,远志种子的发芽启动时间推迟,发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数降低,但种子发芽率在2.5%~15%PEG胁迫下与对照无显著性差异,而在20%PEG胁迫下均显著低于对照,在25%PEG胁迫下种子不能萌发;在干旱胁迫条件下,远志幼苗生物量降低,胚芽生长受到显著抑制,胚根长度则先伸长后缩短。(2)远志幼苗叶绿素含量在2.5%~10%PEG范围内随胁迫强度的增加和时间的延长而持续上升,在15%和20%PEG胁迫下则表现为先上升后下降,在10%PEG胁迫处理第15天时含量最高,为对照的1.34倍。(3)幼苗叶片的游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量随PEG胁迫强度的增加和时间的延长而增加,各指标均在20%PEG胁迫处理第15天时含量最高,分别为对照的1.99倍、1.53倍和1.50倍。(4)随着PEG胁迫时间的延长,远志幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性先上升后下降,并在10%PEG胁迫处理第10天时活性最强;过氧化物酶(POD)活性随着胁迫时间的延长表现出先上升后下降又上升的特性,并在20%PEG胁迫处理第5天时活性最强;叶片丙二醛(MDA)含量在15%和20%PEG胁迫处理下持续上升,在2.5%~10%PEG胁迫范围内先上升后又有所下降。研究发现,远志种子在轻、中度干旱胁迫下仍可正常萌发,而且幼苗能通过调节自身生长、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性主动适应干旱环境,对干旱环境表现出较好的适应能力。     

干旱胁迫对三种甘草种子萌发及幼苗光合生理特性影响的研究

为了探究干旱对甘草种子萌发、幼苗生理特性和光合特性的影响,测定了三种甘草在干旱胁迫下种子发芽率、发芽势、萌发时滞、幼苗生物产量、叶绿素含量、及幼苗光合生理等指标。结果表明,干旱胁迫下乌拉尔和胀果甘草发芽势和发芽率增加,光果甘草则相反;三种甘草幼苗在干旱胁迫下地上生物量降低,地下生物量迅速积累;三种甘草生理特性和光合特性显著变化,其中叶绿素含量分别增加了53.33%、49.04%和12.03%,电导率增加了79.14%、65.15%和45.11%,脯氨酸含量增加了1 199.06%、515.86%和238.13%,过氧化氢酶含量分别增加了94.68%、359.46%和104.45%,净光合效率分别下降了71.22%、51.26%和66.30%,气孔导度分别下降了73.37%、55.93%和61.15%,非光化学淬灭分别增加了21.01%、36.67%和66.59%。主成分分析表明,叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白、胞间二氧化碳、非循环电子传递效率、株高、光合水分利用效率、开放光系统II反应中心激发能捕捉效率和开放光系统II反应中心的能量捕捉效率具有较强的代表性可作为甘草抗旱分析指标。运用...     

外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下甘草种子萌发及幼苗生理特性的影响

以药用植物甘草种子和幼苗为材料,在20%PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,测定了不同浓度外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)处理甘草种子的发芽势(Gv)、发芽率(Gr)、发芽指数(Gi)和活力指数(Vi)的变化,以及ALA处理幼苗叶片的质膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果显示:(1)在20%PEG-6000胁迫下,甘草种子萌发受到显著抑制,而各项萌发指标经过不同浓度的ALA进行恢复处理后均有明显提高,且均以10 mg.L-1ALA处理的各项指标值最大,其种子发芽势(75%)、发芽率(91%)比干旱胁迫对照显著提高了35%和30%,发芽指数(36.2)和活力指数(709.7)分别提高至干旱胁迫的2.6和3.5倍。(2)各ALA处理较对照均显著提高了干旱胁迫下甘草幼苗总生物量、可溶性糖的含量及脯氨酸含量,却显著降低了甘草叶片的MDA含量和质膜透性,同时显著提高了干旱胁迫下甘草叶片中的SOD、POD和CAT的活性,且以10 mg.L-1ALA处理后的酶活性最强。研究表明,适宜浓度(10 mg.L-1)的ALA能显著提高干旱胁迫下甘草种子的萌发能力,通过调节渗透调节物质含量和保护酶活性来有效减缓干旱胁迫对甘草幼苗的伤害,提高甘草种子及幼苗的抗旱能力。     

PEG胁迫对文冠果种子萌发和幼苗生理特性的影响

在种子发芽箱中,以清水为对照,用5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%共7个浓度聚乙二醇(PEG-6000)溶液浇灌栽培基质,观察文冠果种子的萌发和幼苗生长情况,以及幼苗叶片脯氨酸、丙二醛的含量和细胞膜相对透性的变化,探讨文冠果种子萌发对土壤水分的要求及其幼苗忍耐干旱的能力。结果显示:(1)在PEG浓度5%～35%范围内,文冠果种子发芽率、成苗率、幼苗根长和细胞膜透性均随着胁迫强度的增加呈明显的下降趋势;细胞膜透性随着胁迫强度的增加先升高后降低,但脯氨酸、丙二醛含量和幼苗根数量则呈现逐渐上升趋势。(2)5%的PEG浓度能够促进文冠果种子萌发,提高成苗率和根数量,降低幼苗死亡率;5%～10%的PEG能够明显促进苗高生长,但对根长影响不大;当PEG浓度高于15%后,种子萌发受到抑制,成苗率明显降低。(3)当PEG浓度高于25%时幼苗死亡率急剧上升,幼苗脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜透性显著增加,细胞膜结构受到严重伤害。研究表明,低浓度PEG处理有利于文冠果种子萌发和幼苗生长,但过高浓度却对文冠果种子萌发和幼苗生长具有一定的抑制作用;文冠果种子萌发及其幼苗可忍受5%～25%的PEG渗透胁迫,即文冠果种子萌发和幼苗生长可忍受土壤水势为-7.94～-11.05MPa的干旱胁迫。     

不同温度下PEG-6000模拟干旱对柠条锦鸡儿种子萌发的胁迫效应

在人工气候箱控制的不同温度(10、15、20、25℃和30℃)下,设置聚乙二醇(PEG-6000)质量百分比浓度分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%的7个模拟干旱胁迫处理,研究了柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子的萌发特性。结果表明:(1)温度和PEG模拟干旱胁迫及二者的交互作用对柠条锦鸡儿种子的萌发率、萌发速率系数、萌发值、萌发指数和活力指数均具有极显著影响(P0.01)。(2)种子萌发率在15℃下最大,显著大于10℃下的(P0.01),随着温度的继续升高逐渐减小;萌发速率系数随着温度的升高有减小的趋势,30℃下又显著增大;萌发值和萌发指数分别在25℃和20℃下最大,但均随温度的继续升高而显著减小(P0.05);活力指数随着温度的升高而减小,除在10℃和20℃间无显著差异外,其他温度间均差异显著(P0.05)。(3)种子萌发率、萌发值和萌发指数在15℃下与PEG浓度呈不显著的负相关关系,而在其他温度下均与PEG胁迫浓度显著负相关(P0.05),且相关系数均在25℃或30℃下最大;萌发速率系数在各温度下均与PEG胁迫浓度显著正相关;活力指数与PEG胁迫浓度呈显著负相关,相关系数随着温度的升高逐渐增大。(4)萌发参数与PEG胁迫浓度间的回归模型表现为三次曲线、二次曲线和直线模型3种类型,其中以三次曲线模型为主,全部回归模型均达到显著性水平(P0.05);在20℃以下的温度条件下,较低浓度PEG处理对柠条锦鸡儿种子萌发具有一定的促进作用,在15℃下种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的耐受性最强;柠条锦鸡儿种子在不同温度和干旱胁迫下的萌发模式是对其分布区生境长期适应和进化的结果。     

干旱胁迫对红花玉兰幼苗生长和生理特性的影响

以1年生红花玉兰幼苗为试验材料,采用称重控制土壤含水量的方法,设置对照(CK)、轻度干旱胁迫(T1)、中度干旱胁迫(T2)和重度干旱胁迫(T3)4个水分处理水平,研究了干旱胁迫对红花玉兰幼苗生长过程中的生长和生理生化指标的影响.结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,红花玉兰幼苗株高、地径和生物量逐渐降低,可溶性蛋白含量逐渐升高,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量在T1处理略有升高,在T2和T3处理明显降低.(2)随着胁迫时间的延长,红花玉兰幼苗叶片组织相对含水量降低,丙二醛含量先升后降再升,脯氨酸含量逐渐升高,保护酶SOD、POD、CAT和APX活性均呈先增加而后降低的变化趋势.研究表明,在不同程度的干旱胁迫条件下,红花玉兰幼苗的生长受到一定程度的抑制,但能够通过调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗旱耐旱潜力.     

干旱胁迫对降香黄檀幼苗光合生理特性的影响

采用温室盆栽方法,设置对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)和重度(HS)干旱胁迫4个水分条件,研究不同水分条件对降香黄檀幼苗光合和生理特性的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度增加,降香黄檀幼苗叶片叶绿素总含量总体呈现出下降趋势。(2)降香黄檀幼苗叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率随着干旱胁迫强度增加均呈现出先增加后降低趋势,且MS和HS处理下的气孔导度和胞间CO2浓度同时降低,此时幼苗光合能力的下降主要受气孔因素限制。(3)随着干旱胁迫强度的增加,降香黄檀幼苗叶片细胞膜相对透性、丙二醛含量、游离脯氨酸含量和POD活性均呈现出增加趋势,而同期SOD和CAT活性呈现出先升高后降低趋势。可见,降香黄檀幼苗在轻度干旱胁迫下可通过增加叶片保护酶活性来清除活性氧对其组织造成的伤害,但胁迫超过一定程度后保护酶活性下降,表明降香黄檀幼苗的耐旱能力有限。     

干旱胁迫对金花茶幼苗光合生理特性的影响

以金花茶一年生实生苗为材料,采用盆栽控水试验,研究不同水分处理(CK、T1、T2、T3,土壤含水量分别为田间持水量的85%~90%、65%~70%、50%~55%、35%~40%)对金花茶幼苗光合生理指标的影响。结果显示:(1)在重度干旱胁迫(T3处理)下,金花茶植株都因干旱而死亡,表明金花茶幼苗对干旱胁迫的耐受极限为田间持水量的50%~55%(土壤含水量为15.04%~16.54%)。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,金花茶幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)和PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)均显著降低,胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)无显著变化,干旱胁迫下金花茶光合速率降低的主要原因是由非气孔因素所致。(3)与CK相比,T1处理下叶片初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和丙二醛(MDA)含量均无显著变化,而T2处理下F0、MDA含量显著升高,Fm、Fv/Fm显著降低;T1处理下金花茶的PSⅡ反应中心还未受到伤害,而T2处理下其光合机构发生了不可逆的破坏。(4)叶片叶绿素总量(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)含量、Chl a/Chl b、Car/Chl、叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫的增强而降低,脯氨酸(Pro)含量随干旱胁迫的加剧呈现出先升高后降低的趋势。研究表明,金花茶对干旱胁迫极为敏感,水分稍有亏缺,便会明显抑制其光合作用;金花茶不耐干旱的生理特性可能是限制其种群扩散的一个重要原因。     

模拟酸雨对小黑麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

以小黑麦品种中饲237为材料。在不同pH值的模拟酸雨条件下对种子萌发及幼苗生理特性进行了研究。分别测定了发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、幼苗叶片叶绿素含量、叶片电导率等指标。结果表明,种子的各项发芽指标及种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、叶绿素含量等随酸雨pH值减小整体呈降低趋势,叶片电导率则随酸雨pH值减小而有增加趋势。     

An unstable gene controlling developmental variegation in okra (Abelmoschus esculentus (L.) Moench)

Summary Genetic studies on radiation-induced chlorina and variegated mutants of okra (Abelmoschus esculentus (L.) Moench) revealed the existence of an unstable gene. The normal green color of the leaves is controlled by duplicate genes C₁ and C₂, either of which produces the green colour. The chlorina plants are C₁C₁C₂C₂. The allele c₁^vis dominant to both C₁ and C₂ but is unstable. The homozygote c₁^vc₁^vc₂c₂ is a normal green while the heterozygote c_i^vc₁c₂c₂ has a variegated phenotype as a result of the mutation of c₁^vto c₁ during development. In green plants with a c₁^vc{sh1/v}c₂c₂ genotype, the autonomous mutation of one of the c₁^valleles to c₁ may take place at the pre-meiotic stage. In the variegated genotype (c₁^vc₁c₂c₂), the mutation of c₁ to c₁^vmay take place in early ontogeny, thus producing green plants. The allele C₁, when associated with c₁^vin a heterozygous condition, mutates to c₁ at the pre-meiotic stage even in the presence of the allele C₂.     

干旱胁迫下蒭雷草的生理响应

为探讨蒭雷草(Thuarea involuta)在热带珊瑚岛干旱环境下的适应能力,对干旱胁迫下蒭雷草叶片抗逆生理指标的变化进行了研究。结果表明,干旱胁迫初期,叶片的丙二醛(MDA)含量随胁迫程度增加的差异不显著;随胁迫时间的延长,除重度胁迫下先迅速增加后急速下降外,其余处理的变化较小。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱胁迫程度增加而升高;随时间延长,SOD活性不断上升,POD活性基本稳定,CAT活性则先下降后上升。除轻度胁迫下可溶性蛋白(SP)含量低于对照外,其余处理均随干旱胁迫程度增加而增加;干旱胁迫下的脯氨酸(Pro)含量随时间延长呈先上升后下降的变化趋势,但在处理第18天时不同胁迫程度间均差异不显著。因此,蒭雷草具有较强的抗旱能力,可用于南海诸岛的人工植物群落构建和植被恢复以营造良好生态环境。     

秋葵AeMYB1R1转录因子基因克隆及对胁迫的响应

MYB转录因子家族广泛参与了植物对干旱、盐渍、冷害等非生物胁迫的应答。为了深入研究秋葵[Abelmoschus esculentus(L.) Moench]中的MYB类转录因子,该研究以‘北海道1号’秋葵为研究对象,采用PCR方法克隆AeMYB1R1基因,并借助生物信息学进行特征分析;采用qRT-PCR荧光定量方法分析其表达模式及其在非生物胁迫下的表达特性。结果表明:(1)成功克隆获得1个秋葵AeMYB1R1基因;该基因包含1个1 056 bp的开放阅读框,编码352个氨基酸;序列对比和系统进化树结果显示,AeMYB1R1在植物进化过程中具有较高的保守性;AeMYB1R1蛋白分子量为37 891.57 Da,等电点为8.75,含有较多的谷氨酸和较少的色氨酸,以及较多潜在的磷酸化位点和糖基化位点。(2)结构分析显示,AeMYB1R1蛋白主要由α螺旋和无规则卷曲构成,无信号肽和跨膜结构,为疏水性蛋白;同时,氨基酸序列在第104至第156位含有一个保守结构域,表明其属于SHAQKYF类MYB家族转录因子。(3)qRT-PCR结果显示,AeMYB1R1基因在秋葵叶中的表达量最高,其次是根和茎,具有组织表达特性;与高温和低温胁迫相比,在盐胁迫和干旱胁迫中AeMYB1R1表达量更高,说明AeMYB1R1可能是秋葵抗盐和抗旱的关键转录因子。研究结果为AeMYB1R1基因在秋葵生长发育和抗逆机制中的功能研究奠定了理论依据。     

Diversity and relationships among Turkish okra germplasm by SRAP and phenotypic marker polymorphism

Germplasm characterization is essential and molecular markers provide valuable information for breeding programs. Sequence-related amplified polymorphism (SRAP) and phenotypic markers were studied to determine diversity and relationships among 23 okra (Abelmoschus esculentus (L) Moench) genotypes. The 39 combinations of forward and reverse SRAP primers were used to evaluate the 21 Turkish and two randomly selected USA genotypes as outgroups, and produced 97 scorable markers, of which 50% was polymorphic for all 23 genotypes. Seventeen out of the 23 genotypes (74%) were distinguished from each other with mean similarity of 0.93. As to phenotypic markers, 33 heritable traits were evaluated in field with ten replications, 28 of them (85%) were found to be polymorphic. The UPGMA (unweighted-pair group method arithmetic average) dendrogram based on the 33 phenotypic markers distinguished all genotypes, but failed to detect any geographic association of okra genotypes, being consistent with previous study. It can be concluded that SRAP markers are useful for studying diversity and relationships among okra germplasm, and have potential in marker-aided selection, linkage mapping, and evolutionary studies.     

In-vitro development of ovules obtained after pollination of cotton (<Emphasis Type="Italic">Gossypium</Emphasis> spp) flowers with pollen from okra (<Emphasis Type="Italic">Abelmoschus esculentus L. Moench)</Emphasis>

The in vitro response of ovules obtained after pollination of cotton flowers with pollen from Abelmoschus esculentus was studied. For this, 492 cotton flowers from five G. hirsutum varieties, four G. barbadense varieties and 10 F1 interspecific hybrids, were pollinated with pollen from A. esculentus and 5,069 ovules were cultured in vitro. From the cultured ovules, 69 embryos were isolated and 16 of them grew into plants. However, only three of them survived after transplantation. Finally, one plant which originated from the interspecific cross (B403 × Acala Sindos) × A. esculentus reached maturity. The mature plant (Pa0) had no morphological traits from A. esculentus. On the contrary, traits from both cotton species were observed. The flowcytometric analysis of the Pa0 plant indicated that it was hypoaneuploid. Root tip chromosome counts of its offsprings revealed a progressive chromosome increase from the Pa1 to Pa4 generation. Plants with 52 chromosomes or hypoaneuploids with a lower level of chromosomes (46–51) could be isolated from the Pa4 generation. These plants exhibited morphological traits from both cotton species and they were fertile. No signs of A. esculentus morphological characteristics were observed in these plants. It was concluded that aneuploid partial interspecific cotton plants could be produced after pollination of cotton interspecific hybrids with pollen from A. esculentus and application of an in-ovule embryo rescue technique.     

不同水分条件下杜鹃花转录因子的转录组分析

为了解杜鹃花(Rhododendron pulchurum)转录因子在干旱胁迫下的表达模式,利用高通量测序技术,对不同水分条件下\"白凤4号\"叶的转录因子表达谱进行分析。结果表明,在不同水分处理间有34~161个差异表达的转录因子,杜鹃花响应不同水分的转录调控主要是通过ERF、b HLH和MYB基因的表达协同完成的;干旱胁迫时,特异调动了NAC的差异表达和WRKY、b ZIP、PLATZ的上调表达,干旱后复水时特异调动了GATA表达来调控。RT-q PCR验证结果表明,基因表达趋势与测序结果一致,证明了测序结果的有效性。这为明晰杜鹃花抗旱的分子机理及分子育种奠定了理论基础。     

超低温冷冻对羯布罗香种子结构和生理生化特性的影响

为长期、稳定、有效地保存羯布罗香(Dipterocarpus turbinatus Gaertn.F.)种子,探讨了低温冷藏对种子活力、结构和生理生化指标的影响。结果表明,45%的含水量是种子的安全储藏含水量;玻璃化冷冻和缓慢冷冻对种子结构损害较大,且冷冻后的种子活力下降幅度大;快速冷冻法是种子超低温保存的最佳冷冻方式;液氮冷冻降低了种子过氧化物酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,提高了α-淀粉酶活性,而对丙二醛含量无显著影响。因此,超低温保存羯布罗香种子是科学可行的。