草莓种苗壮苗指数模型的构建与质量评价

随着我国草莓栽培面积逐年增加,草莓种苗需求量越来越大,为了确保种苗育苗质量,亟需开展壮苗评价的研究。本研究以生长40 d的‘红颜’穴盘苗为对象,在测定地上部和地下部生长、鲜重、干重等16项指标的基础上,分别构建单项指标隶属函数,使用加权模糊评判法计算种苗综合评价指数;利用主成分分析筛选的关键指标组成多个壮苗指数模型,与种苗综合评价指数进行相关性分析后,确定最佳草莓壮苗指数模型并进行验证。结果表明: 随机选取的320株草莓种苗16项指标存在显著差异,综合评价指数为0.165～0.817,可作为壮苗指数模型构建和种苗质量评价的依据。主成分分析将16项指标划分为地上部相关指标、地下部相关指标和色素指标3个主成分,累计贡献率达到79.7%;从每个主成分中选择贡献值最大的3个指标随机组成27种壮苗指数模型,通过相关性分析筛选出与综合评价指数相关性最大的5个壮苗指数模型,其中“地上干重×根系表面积×叶绿素a”的相关性最高,用‘红颜’、‘香野’和‘甜查理’种苗验证相关系数均最大,分别为0.879、0.924和0.975,确定可作为草莓壮苗指数计算模型。以综合评价指数为种苗质量分级依据,可将种苗健壮程度分为3个等级:等级Ⅰ(综合评价指数≥0.5,壮苗指数≥4.0)为优质苗,等级Ⅱ(综合评价指数0.3～0.5,壮苗指数0.5～4.0)为合格苗,等级Ⅲ(综合评价指数≤0.3,壮苗指数≤0.5)为弱苗。研究结果可为草莓或其他种苗壮苗指数计算和种苗健壮程度评价提供理论依据与科学方法。     

Ca2+对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片荧光特性的影响

采用营养液栽培,以根际低氧耐性不同的2个黄瓜品种为试验材料,研究了Ca2 对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片荧光特性的影响。结果表明:(1)根际低氧胁迫下,黄瓜植株根长、根表面积和根尖数减少,但根径有所增大;叶片干重、鲜重和叶面积显著减小,提高营养液钙浓度可使植株叶片干、鲜重和叶面积得到部分恢复。(2)根际低氧胁迫下,叶片光合色素含量降低,提高营养液钙浓度对色素含量无明显影响。(3)根际低氧胁迫下,常钙和高钙处理黄瓜叶片Fv/Fm与通气常钙(CK)无显著差异,但低氧缺钙处理的Fv/Fm显著降低;与通气常钙相比,根际低氧胁迫处理的光化学猝灭(qP)减小、非光化学猝灭(qN)增大、光合功能相对限制值(L(PFD))升高,提高营养液钙浓度可使qP和qN恢复至近对照水平,而使L(PFD)低于对照,且‘绿霸春四号’黄瓜品种表现得更为突出;根际低氧胁迫下,光化学速率(Prate)减小,天线热耗散速率(Drate)都随钙浓度升高而降低。总之,根际低氧胁迫下黄瓜幼苗生长被显著抑制,PSⅡ反应中心受到一定程度的破坏,提高钙浓度可使PSII反应中心恢复至接近甚至高于通气对照的水平,从而有效缓解根际低氧胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。     

NaCl胁迫对黄瓜幼苗体内K+、Na+和Cl-分布的影响

采用营养液水培,以2个耐盐性不同的黄瓜品种为材料,研究了不同浓度NaCl处理下幼苗植株体内K 、Na 和Cl-在器官间的区域化分布及其吸收和运输特性的变化。结果表明:NaCl胁迫下,黄瓜植株体内K 含量下降,Na 和Cl-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的升高而增大;不同器官间,茎中Na 和Cl-含量最高,上位叶中Na 和Cl-含量最低、K 含量下降幅度最小。与耐盐性较弱的“津春2号”相比,耐盐性较强的“长春密刺”根向茎运输的SK,Na值较高,根系对Na 的截留作用较强,茎向上位叶运输的SK,Na和SCl,Na值均较高,叶片中K 含量下降幅度较小,K/Na和Cl/Na比值均较高,功能叶中盐分离子尤其是Na 积累较少,植株生物量较高。说明根系对Na 的截留能力较强且向上位叶运输Na 的选择性较低,是“长春密刺”耐盐性较强的主要原因之一。     

嫁接对盐胁迫下西瓜幼苗体内离子和内源激素含量与分布的影响

以小型西瓜‘秀丽’为接穗、耐盐砧木瓠瓜‘超丰抗生王’为砧木,以自根嫁接苗为参照,分析了砧木嫁接对NaCl胁迫下西瓜幼苗根、茎、叶中离子和内源激素含量的影响。结果表明:(1)盐胁迫下,自根嫁接苗Na+主要积累在地上部,K+含量和K+/Na+比下降幅度大;砧木嫁接苗大部分Na+积累在根系中,K+含量和K+/Na+比下降幅度小且在不同部位皆高于自根嫁接苗。(2)盐胁迫下,自根嫁接苗吲哚-3-乙酸(IAA)以及玉米素和玉米核苷的总量(Z+ZR)在根系和接穗茎中显著增加,在叶片中明显下降,赤霉素(GA3)含量在不同部位保持不变或明显增加;而砧木嫁接苗不同部位IAA和(Z+ZR)的含量均显著增加,GA3含量在不同部位保持不变或明显下降。(3)盐胁迫下,两种嫁接组合根系和茎中脱落酸(ABA)含量均明显下降,叶片中ABA含量则显著增加。(4)盐胁迫下,自根嫁接苗和砧木嫁接苗根系和接穗茎中IAA/(Z+ZR)的比值均明显上升,叶片中明显下降,但砧木嫁接苗上升和下降幅度均远大于自根嫁接苗。研究表明,瓠瓜根系对进入根系的Na+具有截留作用;采用瓠瓜砧木嫁接可有效防止Na+在西瓜接穗地上部尤其是在叶片中的大量累积,从而防止离子毒害的发生;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的K+含量和K+/Na+比,可有效维持盐胁迫下西瓜嫁接植株体内的离子稳态;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的IAA和(Z+ZR)含量,IAA/(Z+ZR)比值较高,对提高西瓜嫁接植株盐胁迫耐性起到了积极的作用。     

根际低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗植株碳水化合物含量的影响

以耐低氧性明显不同的2个网纹甜瓜品种为试材,研究了低氧胁迫下植株体内碳水化合物含量的变化特征,探讨植株体内碳水化合物含量与低氧耐性之间的关系。结果表明,低氧胁迫下网纹甜瓜根系淀粉含量下降,而茎部和叶片中有淀粉积累的现象,且在耐低氧性强的‘东方星光’叶片中淀粉积累更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量增加,且在茎部和叶片中增加幅度较大,并以耐低氧性强的‘东方星光’中增加更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜根系葡萄糖含量降低且低于通气对照,茎部和叶片中葡萄糖含量先增加后降低,在处理8d后低于通气对照。研究发现,网纹甜瓜体内碳水化合物含量与植株的耐低氧性密切相关;耐低氧性强的品种体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量在低氧胁迫下比耐低氧性弱的品种更高,增幅更大;体内较高的可溶性糖、蔗糖和果糖含量是植株对低氧胁迫的一种适应性反应。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜根系抗氧化系统及无氧呼吸酶活性的影响

用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下24-表油菜素内酯(EBR)对2个抗低氧能力不同的黄瓜品种根系中抗氧化系统及无氧呼吸酶活性的影响。结果表明,在低氧胁迫下,EBR处理显著提高了低氧胁迫下2品种黄瓜幼苗根系SOD、POD及ADH活性,降低了O2-·、H2O2和MDA含量、LDH活性及‘中农八号’根系PDC活性,而对‘绿霸春四号’根系PDC及2个品种CAT活性无明显影响,表明外源EBR处理通过促进低氧胁迫下根系中抗氧化酶和ADH活性的提高,降低LDH活性及ROS含量,增强植株抗低氧胁迫的能力。     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养方法,以耐盐性较弱的‘津春2号’黄瓜品种为试材,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长、根系电解质渗透率、根系活力、Na+和K+含量及渗透调节物质含量的影响。结果显示:(1)在84mmol.L-1 NaCl和56mmol.L-1 Ca(NO3)2等渗胁迫下,黄瓜幼苗鲜重和干重均显著下降,且NaCl处理下降的幅度大于等渗Ca(NO3)2处理。(2)NaCl主要通过对黄瓜根系的伤害来抑制植株生长,表现为根系活力下降、根系质膜透性增大、Na+大量积累、K+含量显著下降、Na+/K+明显上升,最终导致根冠比下降;而Ca(NO3)2处理对根系质膜透性、K+含量、Na+/K+的影响均小于NaCl胁迫,且根系活力和根冠比上升,但Ca(NO3)2胁迫后叶片含水量和渗透调节能力均小于NaCl胁迫。(3)NaCl胁迫条件下,黄瓜幼苗内渗透调节物质以可溶性糖为主,而Ca(NO3)2胁迫以可溶性蛋白为主。研究表明,NaCl胁迫对黄瓜幼苗的伤害大于等渗Ca(NO3)2,NaCl主要通过破坏根系质膜结构影响植株生长,而Ca(NO3)2主要通过引起地上部生理干旱来影响植株生长。     

油菜素内酯对低氧胁迫黄瓜幼苗根系有氧呼吸同工酶表达的影响

探讨了24-表油菜素内酯(EBR)对低氧胁迫黄瓜幼苗根系有氧呼吸同工酶表达的影响.结果表明:低氧胁迫增强了异柠檬酸脱氢酶(IDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)及苹果酸酶(ME)同工酶的表达,并产生了一些新的条带;低氧下施用10-3 mg·L-1的外源EBR处理后6、9d时IDH、MDH同工酶的表达分别比单纯低氧处理提高了52.8％、13.6％及39.1％、11.3％,ME同工酶的表达在处理3d时比单纯低氧处理提高了11.6％,SDH同工酶表达6、9d时则分别比单纯低氧处理下降了42.9％和36.1％.可见,低氧胁迫下营养液添加EBR可调节黄瓜根系IDH、SDH、MDH及ME同工酶的表达,进而有利于缓解低氧胁迫对黄瓜幼苗根系的伤害.     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片乌氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

表达增强型绿色荧光蛋白标记的hBax 和hHGF 双基因的慢病毒 载体构建

目的:构建绿色荧光蛋白标记的hBax和hHGF双基因共表达的重组慢病毒并鉴定。方法:通过重叠PCR技术构建attB1-K-hBAX/T2A/eGFP/P2A/hHGF-attB2基因片段,利用gateway technology构建慢病毒载体质粒pLV.EX2d.null-EF1A>hBAX/T2A/eGFP/P2A/hHGF和阴性对照质粒pLV.EX2d.null-EF1A>eGFP并测序,上述两种质粒分别与辅助质粒共转染293FT细胞包装病毒,荧光显微镜检测病毒滴度。结果:经鉴定慢病毒载体质粒构建正确,荧光显微镜检测hBax和hHGF共表达慢病毒滴度为7.8×107TU/mL,仅表达绿色荧光蛋白的阴性病毒滴度为9×107TU/mL。结论:表达增强型绿色荧光蛋白标记的hBax和hHGF双基因的慢病毒构建成功并获得高滴度的病毒感染液。