外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片生理特性及产量的影响

该研究以耐热型水稻品种Nagina22和热敏型水稻品种YR343为供试材料,采用盆栽试验,设置喷施清水+常温处理(NT0)、喷施清水+穗分化期高温胁迫(HT0),以及分别喷施5、10、15、20 mmol·L^-1外源海藻糖+高温胁迫(分别记为HT1、HT2、HT3、HT4)共6个处理,分析外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、活性氧含量等生理特性,以及籽粒产量及其构成因素的影响,为水稻抗热栽培和耐热品种的选育提供理论依据。结果表明:(1)在高温胁迫下水稻穗分化期,2个水稻品种叶片的叶绿素含量、光合气体交换参数及渗透调节物质含量均降低,叶片MDA和H₂O₂含量以及■的产生速率均上升,叶片抗氧化酶活性呈先增后降的趋势,最终显示水稻籽粒产量及其构成因素显著下降。(2)喷施外源海藻糖能显著增加高温胁迫下穗分化期水稻的每穗粒数、千粒重和结实率,从而提高籽粒产量,其中弱势粒千粒重和结实率的增幅高于强势粒,外源海藻糖最适喷施浓度为15 mmol·L^-1...     

氮肥水平对不同基因型水稻氮素利用率、产量和品质的影响

以不同基因型的水稻品种日本晴、N70、N178和OM052为供试品种,氮肥采用尿素,按基肥(70%)和蘖肥(30%)两次施用,设置3个施氮水平(N用量设0、120、270 kg·hm^-2)的田间小区试验,研究氮素水平对水稻产量、氮素利用效率和稻米品质的影响,以期为氮肥合理施用和氮高效水稻品种创制提供科学依据.结果表明:施氮能增加水稻品种产量的原因是提高了有效穗数和每穗实粒数;与对照(0 kg·hm^-2)相比,当施氮量为120和270 kg·hm^-2时,OM052籽粒产量在4个品种中增幅最大,分别为41.1%和76.8%;品种产量增幅不同是由于氮素利用效率的差异,在120、270 kg·hm^-2氮处理下,4个供试品种中,日本晴籽粒产量和氮素农学利用率(40.90 g·g^-1、18.56 g·g^-1)都最低,为氮低效品种,OM052籽粒产量和氮素农学利用率(145.9 g·g^-1、81.24 g·g^-1)都最高,为氮高效品种.施N能够增加各品种的直链淀粉和蛋白质含量,使胶稠度变长,降低垩白率、垩白度和碱消值;随施氮量增加,热浆黏度、峰值黏度、回复值和崩解值递减,而消碱值递增.相关性分析表明,低N水平下,供试品种产量及产量构成因子与外观品质、蒸煮食味的相关性更显著.综上,OM052是一个籽粒产量和氮素利用效率“双高”基因型品种,合理施用氮肥可以显著增加水稻的有效穗数和每穗粒数,改善稻米籽粒品质,实现高产和优质的协同.     

水稻籽粒灌浆过程中蛋白质表达特性及其对氮肥运筹的响应

采用大田栽培的方式,研究了大穗型水稻金辉809籽粒灌浆过程中蛋白质的差异表达变化模式以及同一施氮量下不同的氮肥施用比例(总施氮量225 kg/hm2,基蘖肥:穗粒肥分别为7∶3和6∶4)对强弱势粒灌浆影响的分子机制。获得了水稻不同灌浆时段籽粒总蛋白的表达图谱,共发现32个在灌浆过程中发生显著差异表达的蛋白点,涉及籽粒的淀粉合成,能量代谢,激素信号转导,基因表达调节和抗逆响应等。在此基础上,进一步构建了不同灌浆发育时段水稻强弱势籽粒响应不同氮肥比例调控的蛋白表达图谱,结果发现强势籽粒响应氮肥调控出现差异表达的蛋白点有8个,而弱势籽粒有26个,可见强势籽粒灌浆具有更强的环境稳定性,相对地,弱势籽粒灌浆则易被环境所调节。在总施氮量不变的情况下,适当增加生育后期氮肥的施用量,有利于增强弱势籽粒中信号转导,促进相关基因的表达,提高物质调运与能量代谢速率,增强抗逆性,增强弱势籽粒的代谢水平,延长其灌浆时期,提升弱势籽粒活性和灌浆强度,增加结实率和千粒重,最终实现高产高效。研究结果对于进一步明确氮素调控水稻强弱势粒灌浆的分子生态特性具有重要的理论与实际意义。     

氮高效利用基因型水稻生育后期氮素分配与转运特性

选择前期筛选出的氮高效利用基因型水稻为试验材料,以低效利用基因型为对照,采用土培试验,在低氮(100 mg·kg^-1)和正常施氮(200 mg·kg^-1)下,研究了高效和低效基因型水稻生育后期不同器官的氮素分配量、转运量和转运效率差异.结果表明: 与低效基因型水稻相比,高效基因型在低氮条件下,仍能保持较高的产量和氮素利用效率,其产量为低效基因型的1.75倍,氮肥利用率高达50.9%,而低效基因型仅为36.4%.与正常施氮相比,低氮更有利于提高氮素在高效基因型穗部的分配量,穗部积累量在扬花期、灌浆期和成熟期分别增加了34.2%、2.5%和0.5%,而低效基因型在灌浆期和成熟期却分别降低了23.5%和15.6%.不同施氮水平下,氮素在高效基因型不同器官的分配比例为扬花期:叶＞茎鞘＞根＞穗,灌浆期:穗＞叶＞茎鞘＞根,成熟期:穗＞茎鞘＞叶＞根,随着生育期的推进,穗部的分配比例明显增加.在低氮和正常施氮下,高效基因型氮素转运量表现为叶＞茎鞘＞根,而低效基因型表现为茎鞘＞叶＞根;高效基因型氮素转运效率分别为60.8%、60.3%,分别为低效基因型的1.67、155倍.因此,高效基因型抽穗后叶片较高的转运效率为籽粒的灌浆结实奠定了良好基础.     

欧洲鹅耳枥叶片愈伤组织诱导及培养研究

以欧洲鹅耳枥带芽叶片作为外植体,研究不同激素种类及其配比对愈伤组织诱导、增殖及分化的影响。结果表明：0.2 mg·L^-1 2,4-D的出愈率最高为96.76%;0.5 mg·L^-1 IBA处理的出愈率为97.22%;0.5 mg·L^-1 NAA的愈伤组织诱导率最高为95.03%。而WPM+0.5 mg·L^-1 BA+0.1 mg·L^-1 NAA+0.5 mg·L^-1 IBA的出愈率为92.83%,WPM+0.5 mg·L^-1 BA+0.5 mg·L^-1 NAA+0.01 mg·L^-1 IBA的出愈率为96.44%,而且诱导出的愈伤组织质量要优于单一激素诱导出的愈伤组织,因此最适合作为欧洲鹅耳枥叶片的诱导培养基。WPM+BA 2.0 mg·L^-1+KT 2.0 mg·L^-1+NAA 0.05 mg·L^-1组合愈伤组织增殖效果最好,最适合欧洲鹅耳枥叶片愈伤组织的增殖培养。WPM+BA 0.5 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1组合愈伤组织诱导分化效果最好,分化率达13.54%。     

供氮水平对菠菜营养品质和体内抗氧化酶活性的影响

通过水培实验,研究了供氮水平对菠菜营养品质和抗氧化酶活性的影响.结果表明,供氮水平由4mmol·L^-1增加到8mmol·L^-1,菠菜产量显著增加,叶片中的维生素C(Vc)含量随着供氮浓度由4mmol·L^-1提高到8mmol·L^-1,再提高供氮水平,Vc含量则明显下降.叶片硝酸盐含量随着氮浓度的提高而增加.供氮浓度从4mmol·L^-1增加到8mmol·L^-1,叶片可溶态草酸含量略有下降,再提高供氮水平则明显上升,而草酸总量随供氮水平提高,先显著升高然后略有降低.SOD和POD酶的活性随供氮水平由4mmol·L^-1提高到8mmol·L^-1而增加,再提高供氮水平,酶活性显著下降;CAT活性随供氮水平的增加而降低,叶片MDA含量先降低后显著升高,而游离脯氨酸含量随氮水平的升高而增加.可见供氮水平为8mmol·L^-1时,菠菜叶片具有较高的生物量、Vc含量和抗氧化酶活性,较低的硝酸盐和草酸含量以及较低的MDA和游离脯氨酸含量,表明供氮浓度8mmol·L^-1有利于提高菠菜的产量、营养品质和抗逆能力,是菠菜生长较适宜的供氮水平.     

5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

为探讨5-氨基乙酰丙酸（ALA）对NaCl胁迫下番茄光合特性的调控作用,以‘金鹏一号’番茄幼苗为试材,研究叶面喷施50 mg·L^-1或根施10 mg·L^-1 ALA对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄幼苗光合及叶绿素荧光参数的影响.结果表明： NaCl胁迫下,番茄幼苗光合气体交换参数（净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO₂浓度C_i、蒸腾速率T_r）及叶绿素荧光参数（实际光化学量子产量F_v′/F_m′、F_m′、PSⅡ反应中心实际光化学效率Φ_PSⅡ、表观光合电子传递效率ETR、光化学淬灭q_P、光化学反应Pc）均显著降低,根施或叶施ALA均可以提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力,但两种处理方式之间存在一定差异.叶面喷施50 mg·L^-1ALA或根施10 mg·L^-1ALA处理均显著提高了番茄叶片P_n、T_r、g_s和C_i,提高了水分利用效率（WUE）,显著增加了NaCl胁迫下叶片的最大净光合速率,减轻了光抑制.根施ALA对叶绿素含量的作用效果较好,而叶施ALA对光合参数的作用效果较好,两处理叶绿素荧光参数差异不显著.叶面喷施或根施ALA可以提高番茄幼苗的耐盐性,其调控作用与促进叶绿素合成与稳定、维持正常气孔开闭、降低气孔限制,进而提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力和PSⅡ光化学效率有关.
     

三个乡土树种对Cu、Pb胁迫的生理生态响应

选择三种乡土树种樟树、大头茶和红鳞蒲桃,喷洒含有不同浓度的Cu和Pb溶液,同时设置一个没有喷洒重金属的空白实验.设置的浓度梯度Cu为0 mg·L^-1、50 mg·L^-1、150 mg·L^-1、250 mgL^-1;Pb为0 mg·L^-1、10 mg·L^-1、20 mg·L^-1、30 mg·L^-1.培育期结束后测量三个树种的树高;根、茎、叶的生物量和总生物量;以及叶片生物膜的透性和SOD的活性.结果表明(1)随着重金属浓度的增加,三种乡土树种的高生长和生物量的增加都受到了显著的抑制,浓度越高抑制越明显.相较而言红鳞蒲桃长势较好.(2)随着Cu、Pb浓度的升高,植物叶片的质膜透性变强,受到的伤害增大.Cu250 mg·L^-1下樟树叶片生物膜受到伤害最大,而在Pb30 mg·L^-1下大头茶叶片质膜受到伤害最大.(3)SOD活性在Cu的胁迫下呈现随着浓度的增加,先升高后下降的规律,但大头茶的SOD活性在一直增加.(4)在Pb的胁迫下,SOD的活性随胁迫的浓度的升高一直下降,只有红鳞蒲桃在后期表现出了增长的趋势.     

黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的建立

以黄独茎尖再生苗为试材,研究不同因素对黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的影响,以期对黄独脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明,叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳培养基是MS+KT 2 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳蔗糖浓度分别为30和50 g·L^-1;叶片和茎段在黑暗中较容易诱导出愈伤组织;叶片和茎段愈伤组织分化的最佳培养基是MS+KT 4 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1;继代2次的叶片和茎段愈伤组织较容易分化;黄独不定芽生根的最佳培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 1 mg·L^-1。本实验成功建立了黄独脱毒苗叶片和茎段的再生体系,为黄独脱毒苗的工厂化生产奠定了技术基础。     

小黑杨快繁与再生体系的优化

利用已获得小黑杨无菌苗叶片,研究不同培养基和植物激素对不定芽诱导、丛生苗抽茎及幼苗生根的影响。结果表明：培养基和激素对小黑杨叶片不定芽的诱导及幼苗生根有一定影响。小黑杨叶片不定芽诱导的最佳培养基：MS+6 BA 0.5 mg·L^-1+NAA 0.05 mg·L^-1,诱导率为100%。丛生苗诱导的最佳培养基：MS+6-BA 0.2 mg·L^-1+NAA 0.05 mg·L^-1。幼苗生根的最佳培养基有两种：MS+NAA 0.25 mg·L^-1或MH+IBA 0.2 mg·L^-1,生根率大于99%。     

葡萄风信子叶片及花器官组织培养研究

以4种葡萄风信子Muscari armeniacum、Muscari aucheri ‘Dark Eyes’、Muscari aucheri ‘Ocean Magic’、Muscari azureum的叶片以及M.aucheri ‘Dark Eyes’的花器官为外植体,进行诱导愈伤组织分化的研究,建立了葡萄风信子的组织培养体系。研究结果表明：葡萄风信子抽梗期叶片最适升汞灭菌时间为7 min;筛选出四种品种的叶片最佳诱导愈伤组织培养基均为：MS+2,4-D 0.5 mg·L^-1+TDZ 0.1 mg·L^-1;同一叶片不同部位的愈伤组织诱导率由高到低依次是叶片基部、叶片中部、叶片尖端;M.aucheri ‘Dark Eyes’品种的花器官出愈率由高到低依次是花梗、花瓣、花药;筛选出M.aucheri ‘Dark Eyes’花药的最佳诱导培养基：MS+2,4-D 0.1 mg·L^-1+6-BA 0.5 mg·L^-1。     

镉胁迫下三种藓类植物的细胞伤害及光合色素含量的变化

采用水培试验研究了不同浓度Cd 胁迫下3种藓类植物的细胞伤害、光合色素含量和Cd 含量的变化,以探讨其对Cd 胁迫的反应敏感性和耐性.结果表明：低浓度Cd （1 mg·L^-1）胁迫显著损伤尖叶拟船叶藓和匍枝青藓叶细胞,3种藓的叶细胞伤害率随Cd 浓度的升高而显著增加,高浓度Cd （100 mg·L^-1）胁迫下的细胞伤害率大小为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓.低浓度Cd 胁迫（1 mg·L^-1）对3种藓类植物的总叶绿素含量无显著影响,随着Cd 胁迫浓度的增加（≥ 10 mg·L^-1）,3种藓类植物总叶绿素含量显著下降,降幅顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;1和10 mg·L^-1 Cd胁迫对3种藓类植物叶绿素a/b值无显著影响,100 mg·L^-1 Cd胁迫下湿地匍灯藓和匍枝青藓叶绿素a/b值显著下降;Cd胁迫对匍枝青藓类胡萝卜素含量的影响最大,1 mg·L^-1 Cd下其类胡萝卜素含量显著降低.3种藓类植物均能显著地富集Cd,其体内Cd累积量以尖叶拟船叶藓最高,湿地匍灯藓次之,匍枝青藓最少.细胞伤害率、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化可用来指示3种藓类植物对Cd胁迫的敏感性差异.尖叶拟船叶藓对Cd胁迫的耐受性最强,湿地葡灯藓和匍枝青藓相对较弱.3种藓类植物对Cd胁迫的耐受性与其体内Cd累积量呈明显的正相关关系.     

华西雨屏区麻栎-喜树人工混交林林冠对降雨中钾和钠离子再分配的影响

2016年12月—2017年11月研究了都江堰灵岩山麻栎-喜树人工混交林林冠对不同物候期(无叶期、展叶期、盛叶期和落叶期)雨水中K⁺和Na⁺的再分配作用.结果表明: 大气降雨中K⁺和Na⁺浓度分别为1.87和1.46 mg·L^-1,穿透雨中分别为5.78和1.39 mg·L^-1,雨水中的K⁺浓度在展叶期最高,盛叶期最低,Na⁺在无叶期和展叶期较高,盛叶期和落叶期较低;大气降雨中K⁺和Na⁺的输入量分别为25.47和21.60 kg·hm^-2·a^-1;降雨对林冠中K⁺的淋溶量为13.64 kg·hm^-2·a^-1,无叶期、展叶期、盛叶期和落叶期的淋溶量分别为1.67、6.23、2.28和3.46 kg·hm^-2,在展叶期淋溶量最大;林冠对Na⁺的截留量为11.26 kg·hm^-2·a^-1,无叶期、展叶期、盛叶期和落叶期的截留率分别为32.6%、18.0%、44.9%和31.5%,盛叶期时截留量最大.可见,麻栎-喜树人工混交林林冠对大气降雨中K⁺和Na⁺的再分配作用随物候期而变化,这为深入了解华西雨屏区森林生态系统的K⁺和Na⁺循环提供了基础数据.     

植物生长调节剂对银柴胡细胞生长特性的影响

利用细胞悬浮培养技术,研究不同激素对银柴胡细胞生长特性及过氧化氢酶和硝酸还原酶活性的影响。结果表明,第4种激素配比的培养液M₄(MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 1.0 mg·L^-1+NAA 1.0 mg·L^-1)的细胞鲜重、干重,细胞数目均明显高于其他处理;M₄处理可有效增强银柴胡细胞硝酸还原酶的活性,提高氮素利用率;M₂(MS+6-BA 1.0mg·L^-1+NAA0.5 mg·L^-1)处理有利于增强银柴胡细胞过氧化氢酶活性。     

硅对铜胁迫下小麦幼根细胞超微结构的影响

为探索硅对重金属铜胁迫下小麦的缓解作用,以矮抗58为供试材料,采用室内溶液培养法,研究不同浓度重金属铜(0、15、30 mg·L^-1)胁迫及铜胁迫下添加外源硅(50 mg·L^-1)对小麦幼苗生长、根系活力及根尖超微结构的影响.结果表明: 铜处理下,小麦幼苗根长、株高和根系活力均极显著低于对照(P＜0.01),加硅处理后小麦根长、株高和根系活力与单一铜处理相比均有所提高.铜胁迫下,小麦根尖细胞壁和细胞膜均遭到不同程度的破坏,细胞间空隙加大、细胞器消失;加硅处理后,虽然与对照相比,部分细胞和细胞器仍有变形,但细胞结构基本保持完好.综上,外源硅能在一定程度上缓解重金属铜对小麦幼苗生长及细胞组分的胁迫.
     

光强和氮源及其浓度对缺刻缘绿藻生长、油脂和花生四烯酸积累的影响

对缺刻缘绿藻（Parietochloris incisa（Reisigl） S.Watanabe）在不同光强和氮源及其浓度条件下的生长状况及油脂和花生四烯酸（AA）的积累规律进行了研究。结果显示,缺刻缘绿藻在3种氮源条件下均能较好地生长。在高氮浓度条件下,增大光强能显著提高缺刻缘绿藻的生物量并促进油脂和AA的积累。缺刻缘绿藻在300 μmol·m^-2·s^-1光强、8.8 mmol·L^-1NaNO₃条件下生物量达到最大（4.17 g·L^-1）。油脂含量在100 μmol·m^-2·s^-1光强、1.0 mmol·L^-1氮浓度下达到最高,分别为41.17%（NaNO₃）、42.04%（NH₄HCO₃）和39.96%（CO（NH₂）₂）。AA绝对含量在300 μmol·m^-2·s^-1光强、2.9 mmol·L^-1 NaNO₃条件下达到最高,占细胞干重的16.44%。油脂和AA产率,在300 μmol·m^-2·s^-1光强、以NaNO₃为氮源的条件下达到最大,分别为134.6 mg·L^-1·d^-1（1.0 mmol·L^-1）和35.85 mg·L^-1·d^-1（2.9 mmol·L^-1）。综合考虑成本等因素,选择NH₄HCO₃（5.9 mmol·L^-1）和CO（NH₂）₂（2.9 mmol·L^-1）为氮源、在300 μmol·m^-2·s^-1高光强下培养缺刻缘绿藻进行AA的生产为最优方案。     

野生红花白芨再生体系的建立和优化

以野生红花白芨成熟蒴果为外植体,建立了白芨植株的再生体系。结果表明：白芨种子萌发最佳培养基为1/2 MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1+AC 0.5 g·L^-1;原球茎增殖最适培养基为MS+KT 1.0 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1+AC 0.5 g·L^-1;原球茎分化培养基为MS+6-BA 0.5 mg·L^-1+KT 1.0 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1+AC 0.5 g·L^-1;不定芽增殖最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg·L^-1+KT 1.0 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1+AC 0.5 g·L^-1 +土豆汁150 g·L^-1,30 d后的芽增殖率达343%;最适生根培养基为1/2MS+IBA 0.5 mg·L^-1+AC 0.5 g·L^-1+土豆汁100 g·L^-1,生根率达100%;试管苗移栽的最佳方式是以水苔+树皮+椰糠+锯木粉(2∶2∶1∶1,V/V/V/V)为混合基质进行多株移栽,成活率可达99%。     

四数九里香组织培养(简报)

以四数九里香新生带腋芽茎段为外植体,研究取材时期、6-BA浓度及生长素种类对外植体生长的影响,探讨不同浓度活性炭对外植体褐化的影响。结果表明,四数九里香组织培养适宜的取材时期为4月;外植体腋芽诱导率在6-BA浓度为2.5 mg·L^-1时表现较高;IBA是较适宜外植体生长的生长素;活性炭浓度为1.5 g·L^-1可有效减轻外植体褐化;组织培养适宜的启动培养基为MS + 6-BA 2.5 mg·L^-1 + IBA 0.1 mg·L^-1 + GA3 0.3 mg·L^-1 + 活性炭1.5 g·L^-1。