聚乙二醇模拟水分胁迫筛选拟南芥突变体的新方法

在以聚乙二醇（PEG）模拟水分胁迫的条件下,分别在拟南芥种子萌发期和幼苗期以25％和30％为选择浓度,根据一种子是否萌发和幼苗能否存活为指标,筛选拟南芥抗水分胁迫突变体。此法操作简单,方便快捷,特别适合实验室进行大规模筛选。我们用这种方法筛选了T—DNA插入的拟南芥突变体库,得到78株可能是拟南芥抗水分胁迫的突变体。     

甘露醇对拟南芥基因组DNA甲基化的影响

以拟南芥（Arabidopsis thaliana）为材料,研究不同浓度甘露醇处理下拟南芥幼苗生长发育及其基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明,用50、100、150和200mmol·L―1甘露醇处理拟南芥种子会对拟南芥幼苗的形态特征和生长态势产生影响;甲基化敏感扩增多态性（methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP）分析表明,经50、100、150和200mmol·L―1甘露醇处理后,基因组DNA甲基化比率分别为17.75%、21.15%、15.49%和46.10%。甘露醇处理使拟南芥发生基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。与对照相比,在50、100、150和200mmol·L-1甘露醇处理下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化比率分别为5.78%、15.48%、10.71%、33.73%及10.98%、5.36%、8.33%、7.69%。由此推测,5-甲基胞嘧啶百分含量随着甘露醇胁迫的增强而发生不同程度的变化。     

蓝光对拟南芥种子萌发的影响

通过检测分析不同蓝光条件下,拟南芥野生型和蓝光受体突变体的种子萌发率发现,蓝光诱导拟南芥种子萌发,隐花素主要介导蓝光诱导拟南芥种子的早期（蓝光培养1—3d）萌发,并且与光照强度有关。施用GA生物合成抑制剂多效唑或嘧啶醇的研究结果表明,相同浓度的抑制剂对crylcry2突变体种子萌发的抑制作用比野生型强,并且解除抑制剂对crylcry2突变体种子萌发所需的外源有生物活性的GA,量也较野生型多。这些实验结果初步证实了隐花素介导蓝光诱导种子萌发,并且可能与蓝光下种子萌发过程中有生物活性的GA合成增加有关。     

NaCl胁迫下海滨锦葵种子萌发和幼苗生长过程的生理特性变化

以1／4 Hoagland溶液为基础培养液,研究了0．5％、1．0%、1．5％、2．0％和2．5％NaCl处理对海滨锦葵[Kostelezkya rirginica（L．）Presl．]种子萌发和幼苗生长的影响,发现随着培养液中NaCl浓度的增加,海滨锦葵种子萌发率逐渐降低;当NaCl浓度达2．5％时种子不萌发,但NaCl胁迫解除后,种子的萌发率水平与对照相当。幼苗在含0．5％～1．0%NaCl的培养液中生长状况良好,叶绿素含量和根系活力明显增高;但当NaCl浓度达1．5％-2．0％时,叶绿素含量和根系活力逐渐下降;与对照相比,NaCl胁迫下幼苗的MDA水平降低。结果表明,NaCl胁迫对海滨锦葵种子萌发和幼苗牛长有一定的影响,但海滨锦葵可通过种子休眠、增加根系活力、降低体内MDA水平来缓解一定的盐害效应．以适应盐胁迫的生长环境．     

丛毛垂叶榕种子萌发的光敏感性及其生态意义

以丛毛垂叶榕（Ficns benjamina L．var．nuda）种子为实验材料,研究了温度、光照、植物激素（GA3、6-BA、乙烯）和含氮化合物（硝普钠、亚硝酸盐和硝酸盐）对种子萌发的影响,讨论了光在丛毛垂叶榕种子萌发中的生态意义。在交替光照下（14h光照,10h黑暗,12μmol m^-2s^-1）,种子在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和30℃,20℃下的最终萌发率分别为87．5％、100％、100％、100％、98％、89％和100％;种子的平均萌发时间分别为34．7d、16．3d、5．6d、4．8d、6．4d、9d和6．3d。黑暗条件下,种子在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和30℃／20℃下萌发35d,种子的萌发率为零;添加交替光照后,种子迅速萌发。0．5～20μmol m^-2s^-1的光照强度显著地增加种子的最终萌发率,不同的光照强度对种子的最终萌发率没有明显的影响,但影响种子的萌发速率。在24h光暗周期下,种子的最终萌发率随着光期长度的增加而显著提高。在连续光照下处理24h、36h和48h后能够促进种子在随后的连续黑暗中萌发。不同浓度的GA3、6-BA、乙烯、硝普钠、NaNO3和NaNO2处理不能代替光照在黑暗条件下促进种子萌发,添加交替光照后,种子迅速获得萌发能力。丛毛垂叶榕种子的上述萌发行为与其长期适应热带雨林的生境密切相关。     

PEG模拟干旱胁迫对栓皮栎种子萌发及生长生理的影响

为了阐明栓皮栎种子萌发期对水分胁迫的耐受性,以当年采集的栓皮栎种子为材料,采用培养皿滤纸萌发的方法研究了不同浓度（0%、5%、10%、20%、30%）PEG-6000溶液对其种子萌发、生长、保护酶活性和有机渗透调节物质的影响,并对种子萌发率、胚根生长速率等与PEG浓度进行了回归分析。结果表明:（1）随着干旱胁迫程度的加剧,栓皮栎种子的发芽率、发芽指数、胚根长度、胚根生长速率和活力指数均呈先升高后下降趋势,说明低浓度（5%、10%）PEG胁迫可以促进栓皮栎种子萌发及生长,而高浓度（20%、30%）则具有抑制作用。（2）建立水分胁迫条件下种子萌发率、胚根生长速率等与PEG浓度的回归方程发现,栓皮栎种子在PEG胁迫下的萌发临界值和极限值分别为32.01%和36.99%,胚根生长速率的临界值和极限值分别为30.1%和33.35%。（3）随着PEG浓度的升高,栓皮栎种子中3种保护酶（SOD、POD、CAT）活性和3种有机渗透调节物质（可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖）含量呈现不同的变化,但均有不同程度升高趋势。由此可见,栓皮栎种子可通过增加保护酶活性和体内渗透调节物质来适应水分胁迫环境,使自身萌发和生长受抑制程度降到最低。     

新疆荒漠地区盐生植物灰绿藜种子的萌发特性及其对生境的适应性

研究新疆地区广泛分布的一年生盐生植物灰绿藜种子的萌发特性及其对生境适应性的结果表明：（1）灰绿藜种子萌发的温度范围较广,在15-45℃范围内均有50％以上的种子可以正常萌发,其对高温的耐受力较强,对光不敏感;（2）在一定浓度的聚乙二醇（PEG6000）范围内（≤25％）,PEG引起的渗透胁迫对灰绿藜种子萌发的抑制作用较小,但随着PEG浓度的加大其戍苗率逐渐下降;（3）灰绿藜种子在萌发时有较高的耐盐性,NaCl和KCl浓度达到400mmol．L^-1时种子的萌发率仍在90％以上;盐对灰绿藜种子萌发的抑制作用主要表现为种子萌发时间的延迟：低浓度的NaCl和KCl对灰绿藜幼苗生长均有促进作用,子叶生长状态明显改善,胚轴的生长也受到促进。     

新疆短命植物小拟南芥耐盐性的初步研究

利用种子萌发及石蜡切片等方法对新疆短命植物小拟南芥(Arabidopsis pumila)在盐胁迫下种子的萌发率及植株生长发育的变化进行了研究,结果显示:(1)盐胁迫对小拟南芥种子萌发具有抑制作用,当去除盐分后,部分种子能够重新萌发.(2)盐分影响幼苗的形态及内部结构,低盐(50 mmol/L)时,幼苗基生叶较大且数量增加;叶中栅栏组织细胞大,排列舒展;根中导管数量明显增多,植株生长健壮而旺盛;而较高盐(150 mmol/L)时,叶片变小增厚,色深绿,底部叶变黄白色,叶中栅栏组织细胞窄小,排列紧密;根中导管数急剧下降,植株生长受到明显抑制.(3)盐胁迫对成株期植株的高度、花序轴长、角果数等性状都有显著影响,但在NaCl浓度达500 mmol/L时,植株仍然存活且有一定的结实率,显示此时的耐盐性比萌发期和幼苗期有显著提高.研究表明,小拟南芥从幼苗至成株期耐盐性逐渐增强,该特征与其对自然生存环境的适应相关.     

转CkLEA4基因拟南芥种子萌发期的抗逆性分析

该研究在实验室前期研究的基础上,将受脱水、盐胁迫和ABA诱导的柠条锦鸡儿CkLEA4基因转入野生型拟南芥,并利用实时荧光定量PCR从8株纯合体中筛选出3个表达量不同的株系,比较野生型和转CkLEA4基因过表达拟南芥种子在不同胁迫处理下的萌发率,以探讨CkLEA4基因在植物抵抗逆境胁迫中的功能。结果发现:(1)在不同浓度NaCl、甘露醇及ABA处理下,转CkLEA4基因过表达拟南芥种子的萌发率均高于野生型,随着NaCl、甘露醇及ABA浓度增加,各株系萌发率均降低,但野生型的萌发率下降幅度均高于3个过表达株系,并且在200mmol/L NaCl和400mmol/L甘露醇处理下,过表达株系子叶绿化率均显著高于野生型。(2)在低浓度ABA处理下,CkLEA4过表达植株子叶的绿化率也高于野生型。研究表明,柠条锦鸡儿CkLEA4基因提高了拟南芥种子萌发阶段对盐、ABA及渗透胁迫的耐受性。     

甘露醇对拟南芥基因组DNA甲基化的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料, 研究不同浓度甘露醇处理下拟南芥幼苗生长发育及其基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明, 用50、100、150和200 mmol·L^―1甘露醇处理拟南芥种子会对拟南芥幼苗的形态特征和生长态势产生影响; 甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明, 经50、100、150和200 mmol·L^―1甘露醇处理后, 基因组DNA甲基化比率分别为17.75%、21.15%、15.49%和46.10%。甘露醇处理使拟南芥发生基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。与对照相比, 在50、100、150和200 mmol·L^–1甘露醇处理下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化比率分别为5.78%、15.48%、10.71%、33.73%及10.98%、5.36%、8.33%、7.69%。由此推测, 5-甲基胞嘧啶百分含量随着甘露醇胁迫的增强而发生不同程度的变化。     

不同氮形态对AM真菌孢子萌发和菌丝生长的影响

以Long-Ashton培养基为基础,采用NH4+-N、NO3--N和NH4+-NO3--N 3种氮源,研究了不同氮形态对AM真菌孢子萌发和菌丝生长的影响。结果表明,孢子的萌发速度在NO3--N和NH4+-NO3--N培养基上先快后慢,而NH4+-N培养基上先慢后快,但最终三者的萌发率没有差异,均达到50%左右;菌丝生长对3种氮形态的反应存在显著差异,NO3--N和NH4+-NO3--N培养基上的菌丝生长速率和长度大于NH4+-N培养基上的相应值。本试验表明,与NO3--N和NH4+-NO3--N 相比,NH4+-N虽然没有降低AM真菌孢子的萌发率,但是能够抑制萌发菌丝的生长。     

含氯化镉水体中螺旋藻的生长及其对镉的摄取作用

研究了钝顶螺旋藻和极大螺旋藻在含CdCl2水体中的生长状况与摄Cd能力.结果表明:两种螺旋藻皆对CdCl2有较强的耐受能力,但是有不同的摄Cd行为.当CdCl2浓度为6~24mg.L-1,培养96h时,两种螺旋藻对Cd的摄取作用主要表现为藻细胞外的表面吸附;培养10d时,钝顶螺旋藻的胞内Cd含量依然甚微,而极大螺旋藻对Cd的细胞内吸附量却明显增加,24mg.L-1CdCl2处理的极大螺旋藻胞内的Cd吸附量为12mg.L-1CdCl2处理的11.6倍,且略超过细胞表面吸附量.表明在高浓度Cd的长时间胁迫下,两种螺旋藻的摄Cd行为和对Cd的耐受机制具有明显差异,其中钝顶螺旋藻为胞外机制,而极大螺旋藻却为胞内、胞外混合机制,且以胞内机制为主.     

盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

研究了不同浓度盐(NaCl)处理对蓝蓟种子发芽势、发芽率及幼苗生长的影响。结果表明:(1)不同盐胁迫处理对蓝蓟种子的萌发具有显著影响。随着盐处理浓度的增加,发芽率呈下降趋势,蓝蓟在无盐环境(蒸馏水)和低盐环境中(0.05 mol/L)长势最好、发芽率最高、发芽速度最快。(2)将不同盐溶液处理5 d的未萌发种子转移到蒸馏水后,蓝蓟种子的萌发能力均可恢复,原来较高盐浓度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的种子在恢复后,其萌发恢复率均在75%以上,发芽率基本上随着原浓度的升高呈上升的趋势。研究表明,NaCl处理对蓟种子没有造成伤害,其抑制萌发是通过渗透效应而不是离子毒害。     

沙田柚花粉低温贮藏的研究

研究了脱水时间 ,化冻方式和培养基对沙田柚 ( Citrus grandis var. shatinyu Hort. )花粉低温贮藏后萌发率的影响。结果表明 :贮藏 3个月 ,6个月期间 ,脱水 50 min的花粉萌发率最高 ;沙田柚花粉低温贮藏的最适含水量为 13.5%。沙田柚花粉适合快速化冻法。在 4种培养基中 ,萌发率无显著差异 ,但花粉管生长不一致     

山玉兰花粉离体萌发和花粉管生长特性的研究

山玉兰(Magnolia delavayi)是木兰科木兰属的常绿乔木或大型灌木,是重要的园林造景、庭院绿化素材,也是重要的育种资源。山玉兰花粉的研究对其杂交育种的成败具有重要影响,但目前尚未见其花粉活力的相关报道。该研究以新鲜的山玉兰花粉为对象,采用悬滴培养法分析了温度、光照以及培养液的蔗糖和硼酸浓度对山玉兰花粉萌发的影响。结果表明:(1)山玉兰花粉萌发时,最适宜的温度为27℃。(2)光暗条件下,山玉兰花粉以浓度为5%的蔗糖培养效果最佳,其萌发率在16%以上;而硼酸浓度则以0.001%的培养效果最佳。(3)蔗糖与硼酸共同作用可有效促进花粉萌发和花粉管生长。其中,在光照条件下,以5.0%蔗糖+0.001%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达41.27%,花粉管长达281.49μm;而在黑暗条件下,则以5.0%蔗糖+0.01%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达45.71%,花粉管长达254.00μm。该研究结果为进一步开展人工辅助授粉、发掘山玉兰的种质资源工作奠定了基础。     

拟南芥prr5突变体对ABA的响应

以拟南芥为材料,统计PRRs （pseudo-response regulators）突变体 prr5及其野生型经ABA处理后的萌发率、根长和NaCl处理后的萌发率,并采用实时定量PCR方法,对不同浓度ABA处理的拟南芥幼苗中的PRR5基因表达进行分析.结果表明：prr5突变体对ABA弱敏感,其种子萌发率比野生型显著或极显著增高,主根比野生型长,且PRR5基因表达受ABA抑制.同时,NaCl处理后,prr5的萌发率比野生型极显著增高.因此,推测prr5可能为ABA信号通路相关基因.     

混合盐碱胁迫对小白菜种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合液对小白菜(Brassica chinensis L.)种子进行种子萌发试验,观察小白菜种子在不同浓度盐碱胁迫下的发芽率和发芽指数。结果表明,在混合盐碱胁迫下,小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随pH值增大和盐浓度的升高呈下降趋势,且各萌发指标与盐浓度的相关系数明显大于pH值,可见小白菜种子发芽受盐浓度的影响更大。低浓度(50mmol·L^-1)盐碱胁迫对小白菜种子萌发影响不大,高浓度(200mmol·L^-1)盐碱胁迫下小白菜的种子萌发受到严重影响。     

豌豆种质资源芽期耐旱性评价及耐旱种质筛选

我国是第一大豌豆生产国,在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位。然而,干旱是制约我国豌豆生产的主要因素,为了探索豌豆芽期耐旱性,以4份来自不同降雨量地区的豌豆种质为材料,在浓度为0、5%、10%、15%、20%、25%和30%PEG-6000(聚乙二醇)高渗溶液模拟干旱条件产生水分胁迫进行种子萌发试验,试验中测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数及简易活力指数4个指标的动态变化,确定了豌豆芽期耐旱性鉴定适宜的PEG-6000浓度为20%~25%。进一步以22%PEG-6000模拟旱胁迫对来自我国18个不同省份的87份豌豆种质资源进行耐旱性鉴定,试验中测定种子相对发芽势、相对发芽率等、萌发耐旱指数及萌发胁迫指数等13个指标,主成分分析确定了相对发芽势、相对发芽率等7项指标作为耐旱综合评价因子,利用隶属函数法,筛选出1份高抗种质(G0002457),来自降水较少的新疆莎车,7份抗旱种质(G0002293、G0005403、G0002418、G0002083、G0000799、G0002017和G0002082),多来自降水较少的西北部春播区。本研究可为耐旱种质的选择提供科学指导,为豌豆耐旱品种改良奠定基础。