垂丝海棠应对盐碱复合胁迫的生理响应

盐碱复合胁迫是影响植物生长的主要环境因子。为了探究垂丝海棠（Malus halliana Koehen）响应盐碱复合胁迫的生理特性,利用主成分分析法明确耐盐碱阈值,以2年生垂丝海棠苗为试材,将NaCl与NaHCO₃按1：1的比例混合,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟5种不同浓度（0、50、100、150、200 mmol/L）盐碱复合胁迫对其光合色素、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质的影响,并对其相关指标进行相关性和主成分分析。结果表明,随着胁迫强度的增大,叶绿素（Chl T）合成受阻,净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片含水量（WC）下降,最大光化学效率（F_v/F_m）、表观光合电子传递速率（ETR）、PSⅡ实际化学效率（φPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）被抑制;类胡萝卜素（Car）含量、水分利用效率（WUE）、电解质外渗率、非调节性能量耗散（Y（NO））升高;胁迫40 d时,初始荧光（F₀）显著升高,而调节性能量耗散Y（NPQ）、非光化学荧光淬灭系数（qN）急剧降低;脯氨酸、可溶性糖、有机酸显著积累,并在100 mmol/L浓度下达到峰值。植株的P_n与G_s、C_i、ETR、φPSⅡ呈极显著正相关,与T_r、WC、qP、Chl T呈显著正相关,与电导率、脯氨酸、Y（NO）呈显著负相关。因此,盐碱复合胁迫下,垂丝海棠叶片主要通过降低G_s、C_i、T_r、WC,提高WUE、大量积累渗透调节物质、启动热耗散机制来保持光合系统伤害与修复的动态平衡。根据主成分分析法,浓度100 mmol/L为耐盐碱阈值,同时G_s、C_i、T_r、Chl T、ETR、φPSⅡ、Y（NO）、WC、qP、电解质渗透率、脯氨酸可作为评价垂丝海棠耐盐碱能力的有效指标。     

超重力胁迫下‘平邑甜茶’幼苗叶片生理指标及其转录组分析

该试验以‘平邑甜茶’60 d龄幼苗为材料,设置T₁(5 000 r/min×3 h)、T₂(5 000 r/min×6 h)、T₃(10 000 r/min×3 h)和T₄(10 000 r/min×6 h)超重力处理,以未进行超重力处理为对照(CK),考察超重力处理下幼苗叶片叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛、脯氨酸含量和膜透性等与逆境相关的生理指标的变化,并对其进行转录组分析,初步探究‘平邑甜茶’在超重力处理下的转录组响应机制。结果表明：(1)超重力处理造成‘平邑甜茶’幼苗叶片由舒展状生长状态向不同萎缩生长状态转变,其中T₄处理萎缩生长状态明显。(2)超重力处理下,‘平邑甜茶’幼苗叶片叶绿素和丙二醛含量在T₃和T₄处理下显著高于CK, T₁和T₂处理下与CK无显著差异;叶片脯氨酸含量在各超重力处理下均显著高于CK;膜透性在T₄处理下显著高于CK, T₁、T₂、T₃处理与CK无显著差异;可溶性蛋白含量在各超重力处理下均不同程度降低,但均与CK差异不显著。(3)样品测序结果显示,大多数转录本的序列长度在1 000 nt以上,有37 725个,占全部转录本79.15%,且CK、T₂、T₄样品以及相对应的新基因中均以FPKM值小于5.0的转录本数为主,其转录本数依次分别有21 412、20 162、22 368个和1 352、1 411、1 406个,占比分别为45.78%、43.10%、47.82%和81.45%、85.00%、84.70%。(4)GO功能注释与富集分析显示,随着超重力处理强度的加大,差异表达基因在GO富集分类中存在明显不同的途径,说明‘平邑甜茶’对超重力的响应是复杂的,但主要集中在转录因子活性、蛋白质去磷酸化过程方面。(5)差异转录因子表达分析显示,随超重力处理强度的增加表达上调幅度比较大的基因家族有bZIP、WRKY和ERF,其中bZIP和WRKY转录因子家族中的基因表达量均随超重力处理强度的增加呈上升趋势,但ERF家族中的MD01G1177100、MD08G1096000、MD13G1130700基因表达量随超重力处理强度的增加有下降的趋势。研究表明,超重力处理对‘平邑甜茶’幼苗造成了不同程度的伤害,且叶片总叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量以及膜透性均受到显著影响,故幼苗叶片中叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛及脯氨酸含量以及细胞膜膜透性均可作为评价超重力胁迫的抗性指标;研究推测超重力胁迫对‘平邑甜茶’转录因子的影响主要集中在WRKY、bZIP和ERF转录因子家族。该研究结果为候选抗性基因的挖掘和筛选奠定了理论基础。     

茶树SBP box转录因子的比较基因组学与遗传分析

SQUAMOSA启动子结合蛋白(SBP box)是植物特异性转录因子,在植物生长发育中发挥重要作用。该研究利用生物信息学分析方法,对不同‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’茶树基因组的SBP基因进行鉴定和比较,通过qRT PCR技术分析CsTGY_SBP家族成员在不同茶树品种中的表达模式,为探究SBP基因在茶树杂种和亲本上的遗传规律提供参考。结果显示：(1)在茶树品种‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’基因组中分别鉴定出21个、25个、24个和23个SBP家族基因。(2)系统进化树将其分为8个亚家族,共线性分析发现茶树和拟南芥、葡萄的SBP基因共线性关系与水稻相比更强,同物种内发现‘铁观音’与‘黄棪’的共线性关系更显著。(3)qRT PCR结果表明,CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP14在F₁‘金观音’中呈中亲表达的模式;大部分CsTGY_SBPs基因在F₁‘黄观音’呈低于双亲表达模式,CsTGY_SBP5和CsTGY_SBP8在F₁‘金牡丹’中显著高于亲本;CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP7、CsTGY_SBP12、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP18在F₁‘紫玫瑰’中的表达量显著高于亲本,呈超高亲表达的模式;CsTGY_SBPs基因在F₁‘紫牡丹’中整体表达趋于亲本铁观音,在F₁‘瑞香’中整体呈现低于亲本‘黄棪’的表达模式。研究表明,CsTGY_SBP5在F₁‘金牡丹’和F₁‘紫玫瑰’中的表达均显著高于亲本,推测CsTGY_SBP5可能是茶树杂种优势的重要调控因子。     

叶面喷施矮壮素对番茄嫁接愈合的调节作用

该研究选用番茄接穗品种‘硬粉8号’和砧木品种‘砧爱1号’为试材,分别在嫁接前6 d和12 d叶面喷施100 mg·L^-1 生长抑制剂矮壮素(CCC),测定番茄幼苗生长指标和嫁接接合部植物激素含量,监测CCC处理对嫁接愈合进程的影响。结果显示：(1)‘硬粉8号’和‘砧爱1号’幼苗生长受到CCC显著抑制,株高分别显著降低33.30%和33.96%,两幼苗地上部鲜重及‘砧爱1号’幼苗干重也均显著降低。(2)嫁接后12 h和48 h,CCC处理显著降低了嫁接接合部GA₁₅和GA₈含量,嫁接后48 h和72 h显著提高了嫁接接合部GA₃₄和GA₃含量;嫁接后12、48和72 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部L 色氨酸、吲哚 3 乙酸甲酯、色胺、吲哚 3 乙酸、反式 玉米素 9 Β葡萄糖苷和异戊烯腺嘌呤 9 葡萄糖苷含量。(3)嫁接后48~168 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部维管束品红吸收含量和平均荧光强度;嫁接后72 h,CCC处理的嫁接接合部已可见木质部导管分子连接;嫁接后96~120 h,CCC处理的嫁接接合部木质部与韧皮部基本完成连接,愈伤组织薄壁细胞填满接合部间隙,完成时间早于对照。(4)嫁接后20 d,CCC处理显著提高了接穗叶绿素(SPAD值)和砧木根系活力。研究发现,番茄幼苗嫁接前叶面喷施CCC可有效促进维管束重连和嫁接苗生长发育。     

兰科菌根真菌对铁皮石斛光合性能及pepc基因表达的影响

为了阐明兰科菌根真菌对铁皮石斛光合作用的影响及机制,采用盆栽方式研究了兰科菌根真菌对铁皮石斛幼苗生长的影响,并分析了叶片中叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数以及pepc基因表达的变化。结果表明：（1）兰科菌根真菌促进了铁皮石斛幼苗生长,接种兰科菌根真菌的铁皮石斛的株高、根重、茎叶重和总生物量分别是未接种对照组的1.21、1.54、1.71和1.68倍;而且可显著提高叶片中叶绿素含量、叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（G_s）和气孔导度（T_r）。（2）接种兰科菌根真菌的铁皮石斛叶片潜在光化学效率（F_v/F₀）、最大光化学效率（F_v/F_m）、光化学猝灭系数（q_P）、非光化学猝灭系数（q_N）、实际光化学反应量子效率（Yield）和表观光合电子传递速率（ETR）均高于未接种对照组。（3）菌根真菌能促进pepc基因的表达,增强PEPC活性,提高铁皮石斛叶片的光合碳同化能力。研究表明,菌根的形成可以提高铁皮石斛叶片光合性能和pepc基因的表达水平,促进铁皮石斛幼苗的生长。     

盐度、温度和光照强度对针叶蕨藻的生长及光合活性的影响

为探究环境因子对针叶蕨藻（Caulerpa sertularioides）生长的影响,对不同盐度、温度和光照强度下针叶蕨藻的生长和叶绿素荧光参数进行了研究。结果表明：藻体日特定生长率（SGR）、最大光量子产量（F_v/F_m）、实际光合效率（Yield）、电子传递速率（ETR）和光化学淬灭（qP）随盐度升高呈先上升后下降的变化趋势,非光化学淬灭（qN）则呈相反的变化趋势,藻体光合活性和固碳效率在盐度27.5‰时达到最高,且与25‰和30‰盐度的差异显著（P<0.05,n=3）。藻体SGR、F_v/F_m、Yield、ETR和qP随温度升高而下降,qN则相反,藻体光合活性和固碳效率在26℃下达到最高,且与28℃和30℃的差异显著（P<0.05,n=3）。藻体的SGR、F_v/F_m、Yield、ETR和qP随光照强度升高呈先上升后下降的变化趋势,qN则相反,且在18.75 μmol/（m²·s）弱光照下出现轻微光抑制,藻体生长、光合活性及固碳效率在光照强度25.00 μmol/（m²·s）时达到最高,但与18.75和31.25 μmol/（m²·s）的差异不显著（P>0.05,n=3）。因此,针叶蕨藻在27.5‰盐度、26℃和25.00 μmol/（m²·s）光照强度下生长最快且光合作用能力最高。     

不同CO2浓度升高和氮肥水平对水稻叶绿素荧光特性的影响

为研究不同CO₂浓度升高和氮肥水平对水稻叶绿素荧光特性的影响,利用由开顶式气室（OTC）组成的CO₂浓度自动调控平台开展田间试验。以粳稻9108为试验材料,CO₂浓度设置CK（对照,环境大气CO₂浓度）、C₁（CO₂浓度比CK增加160 μmol/mol）和C₂（CO₂浓度比CK增加200 μmol/mol）3个水平;氮肥设置低氮（N₁：10 g/m²）、中氮（N₂：20 g/m²）和高氮（N₃：30 g/m²）3个水平。结果表明,在低氮条件下,与CK相比,C₁处理使拔节期的F_o上升4.8%（P=0.031）;C₂处理使拔节期的F_o上升6.3%（P=0.015）,F_v/F_m下降4.8%（P=0.003）,使孕穗期的F_o上升12.7%（P=0.039）,F_v/F_o下降18.2%（P=0.039）。在高氮条件下,与CK相比,C₂处理使灌浆期的F_m、F_v和F_v/F_m分别下降3.6%（P=0.039）、4.9%（P=0.013）和1.3%（P=0.039）。在中氮条件下,与CK相比,C₁和C₂处理的影响不明显。在整个生育期内,CO₂浓度升高与施氮处理交互作用对水稻叶绿素荧光特性的影响未到达显著水平。研究表明,大气CO₂浓度升高使水稻叶片光系统Ⅱ受损,抑制其电子传递能力、电子受体Q_A氧化还原情况、最大光化学效率和潜在活性,通过适量施氮可以有效地缓解其负面效应。     

小麦三雌蕊性状的遗传分析与连锁标记开发

CH257是‘三粒小麦’与普通小麦‘石优20’回交3次后选育的一个三雌蕊材料,可大幅度增加小麦的穗粒数。为了解析小麦三雌蕊性状的遗传方式,挖掘其控制基因并开发相关分子标记,该研究利用CH257和‘中国春’配制组合,获得其F₁、F₂和BC₁F₁群体进行遗传分析;使用纯合正常和纯合三雌蕊F₂株系,采用分离群体分组分析法(bulked segrgant analysis,BSA)构建单雌蕊、三雌蕊混池进行90K基因芯片扫描,根据芯片结果在相应区段开发分子标记。结果表明：CH257中三雌蕊的发育受1对显性单基因Pis CH257控制;使用90K基因芯片扫描将Pis CH257定位于2DL染色体上,在2DL相应区段开发标记,共获得5个与Pis CH257连锁的共显性SSR标记,其顺序为2DL07、2DL17、2DL22、Pis CH257、2DL25、2DL38,Pis CH257两侧的连锁标记2DL22、2DL25与其遗传距离分别为1.1cM和2.5cM。本研究结果为克隆控制小麦三雌蕊性状的基因奠定了基础。     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

荔枝新品种‘贵妃红’和‘草莓荔’嫁接亲和性试验

以荔枝新品种‘贵妃红’和‘草莓荔’与10种砧木为试材,对各砧穗组合的嫁接成活率及嫁接苗田间生长指标进行测定及比较。结果表明,不同砧穗组合间嫁接成活率以及嫁接苗田间生长势存在明显差别,‘贵妃红’以钦州红荔、黑叶、禾荔为砧木的嫁接成活率分别达80.0%、78.0%和74.0%,‘草莓荔’以禾荔为砧木的嫁接成活率最高,达82.0%。综合其成活率及嫁接苗生长状况等指标,‘贵妃红’宜以黑叶、禾荔、钦州红荔、白腊为砧木进行嫁接,而‘草莓荔’宜以黑叶、禾荔、钦州红荔、镇奉为砧木进行嫁接。