逆境胁迫对油菜谷胱甘肽还原酶基因表达及其酶活性的影响

利用cDNA末端快速分离(RACE)技术从陇油6号油菜中克隆得到一个新的谷胱甘肽还原酶基因GR2,全长2073 bp,开放阅读框1692 bp,编码563个氨基酸,预测蛋白质分子量为60.7 kDa,等电点7.9.实时荧光定量PCR分析表明:GR2基因在油菜根、茎、叶中均有表达,其中在叶中表达量最高.GR1和GR2基因的转录以及谷胱甘肽还原酶(GR)活性受到低温、高温、干旱、高盐胁迫的诱导,表明油菜谷胱甘肽还原酶在抵御低温、高温、干旱、高盐胁迫过程中发挥重要作用.脱落酸(ABA)预处理后再进行上述胁迫处理,与单独上述胁迫相比,GR1和GR2基因的转录以及GR活性水平明显上升,表明ABA可以诱导GR1和GR2基因表达和GR酶活性.MAPKK抑制剂U0126预处理后再进行上述胁迫处理,与单独上述胁迫相比,GR1和GR2基因的转录以及GR活性水平明显下降,表明U0126对GR1、GR2基因表达以及GR酶活性有抑制作用.     

逆境胁迫对菜豆黄化苗转绿过程中交替呼吸途径与叶绿素荧光特征的影响

以菜豆黄化幼苗作为试验材料,探讨了铅(Pb)或PEG(聚乙二醇)胁迫下交替呼吸途径在植物转绿过程中对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的影响,以阐明逆境胁迫下植物交替呼吸途径的生理学作用。结果显示：(1)与菜豆黄化幼苗正常转绿过程(对照)相比,Pb或PEG胁迫导致菜豆黄化幼苗的叶绿素含量积累延迟,使叶片PSⅡ潜在最大光化学量子效率(F_v/F_m)、光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学荧光猝灭系数(qP)显著下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)则显著增加。(2)在菜豆黄化幼苗转绿过程中,Pb或PEG胁迫导致其交替呼吸途径容量较对照均显著上升。(3)Pb或PEG胁迫下,交替呼吸途径抑制剂［水杨基氧肟酸(SHAM,1 mmol/L)］使菜豆黄化幼苗转绿过程中叶绿素含量、F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(Ⅱ)和qP进一步下降, NPQ却进一步增加,说明抑制交替呼吸途径会加剧Pb或PEG胁迫对PSⅡ反应中心活性的进一步抑制,使还原力积累加剧,造成热耗散进一步增加。研究表明,Pb或PEG胁迫均显著降低了菜豆黄化幼苗PSⅡ对光能的利用率,进而阻碍了菜豆黄化幼苗转绿进程;交替呼吸途径有助于在胁迫条件下缓解PSⅡ的过度还原,可能在一定程度上缓解了Pb或PEG胁迫对其转绿进程的阻碍作用。     

川西风毛菊果期资源分配对海拔的响应

以分布于青藏高原东缘的川西风毛菊为试验材料,研究了其不同海拔高度16个居群的果期资源分配。结果显示:1)随着海拔的升高,个体大小、繁殖器官生物量、营养器官生物量、根系质量、茎叶质量以及每株植物种子总数量均不断减小,但种子百粒重不断增加;2)繁殖分配和根系分配与海拔呈正相关关系,营养分配和茎叶分配与海拔呈负相关关系;3)果期繁殖分配和营养分配、根系分配和茎叶分配以及种子数量与百粒重之间均存在资源分配上的权衡。研究结论:1)海拔作为外界因子对川西风毛菊果期各生物量及资源分配有显著的影响;2)随着海拔的升高,川西风毛菊通过增加繁殖分配,根系分配以及种子百粒重来适应胁迫环境,提高自身的适合度。     

交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

甘肃省被子植物分布新记录

报道了甘肃省分布的玄参科(Scrophulariaceae)水茫草属(Limosella Linn.)1个新记录属,以及玄参科(Scrophulariaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、蓼科(Polygonaceae)、胡颓子科(Elaeagnaceae)、百合科(Liliaceae)5个新记录种——水茫草(Limosella aquatica Linn.)、峨眉含笑(Michelia wilsonii Finet et Gagnep.)、叉分蓼(Polygonum divaricatum L.)、棱果沙棘(Hippophae goniocarpa Y.S.Lian et al.ex SwensonBartish)、青海黄精(Polygontum qinghaiense Z.L.Wu et Y.C.Yang)。其中,峨眉含笑是国家二级重点保护野生植物。     

橡胶草及其同域近缘种表型多样性研究

对蒲公英属橡胶草及其同域10个近缘种共13份材料的59个表型性状(数量性状24个,质量性状35个)进行了观测,通过方差分析、因子分析和聚类分析对其形态性状多样性和种间亲缘关系进行研究,以明确各表型性状对种质分类的重要性及其贡献,为橡胶草品种选育及蒲公英属植物的分类和种质资源保存利用提供依据。结果显示:(1)13份蒲公英属种质资源在数量性状上变异系数在7.50%~55.00%之间,平均为28.25%,多样性指数在1.157~2.032之间,平均为1.663,具有丰富的表型多样性。(2)质量性状方面,变异系数的变化范围在20.40%~67.44%之间,多样性指数变化范围在0.271~1.672之间,平均为1.136,总体上是数量性状形态多样性指数大于质量性状。(3)59个性状的主成分分析中前7个主成分的累计贡献率为84.767%,花部形态变异是蒲公英属植物表型分化的主要因素。(4)利用欧氏距离进行的Ward’s聚类分析结果表明,13份材料可分为4大类群,同一地区的大部分种聚在一起,呈现出一定的地域性,亲缘关系较近;但来源于3个居群的橡胶草却被划分在2个类群中,表现出较远的亲缘关系。研究表明,蒲公英属植物种质材料具有丰富的质量和数量性状变异,表型多样性丰富。     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析河西走廊地区盐碱土壤微生物多样性

【目的】以甘肃省河西走廊地区的9个盐碱土壤样品(原生盐碱土、次生盐碱土、农田土)为材料,研究该地区盐碱土壤中微生物群落的多样性。【方法】提取土壤微生物总DNA,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术进行分析。【结果】从分布在河西走廊3个流域的9个盐碱土样品中共获得325 089条微生物的16S r RNA基因序列。冗余分析和热图分析表明,原生盐碱土与次生盐碱土、原生盐碱土与农田土微生物群落构成差异较大,次生盐碱土与农田土微生物群落差异较小。土壤p H对微生物群落组成的影响最显著。多样性指数和稀释性曲线分析得出,在9个土壤样品中,S6号Shannon指数最大,S1号Shannon指数最小,S1号Simpson指数最大,S6号Simpson指数最小,说明原生盐碱土的微生物群落多样性最低,次生盐碱土的微生物群落多样性最高。盐碱土壤中主要的微生物群落包括9个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门和疣微菌门。原生盐碱土和农田土中占优势的微生物群落是变形菌门,次生盐碱土中占优势的微生物群落是放线菌门。【结论】河西走廊地区盐碱土壤中微生物多样性非常丰富,存在大量的微生物类群,尤其是在次生盐碱土壤中。     

青藏高原东缘禾叶风毛菊的繁殖分配与海拔的相关性

通过采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔高度的禾叶风毛菊的繁殖分配的特征进行研究。结果表明：（1）随着海拔的升高,禾叶风毛菊的个体大小、营养器官生物量、繁殖器官生物量、个体管状小花数目、雄蕊质量均与海拔呈负相关关系（P<0.01）;繁殖分配、管状小花生物量、雌蕊质量均与海拔呈正相关关系（P<0.01）;（2）繁殖分配是依赖个体大小的,个体越大,繁殖分配越小（P<0.01）;（3）禾叶风毛菊个体管状小花的数目及重量（P<0.05）、雌雄蕊重量（P<0.05）之间存在权衡关系。由此推论：（1）海拔作为外界因子对禾叶风毛菊花期各生物量及繁殖分配有显著的影响,但海拔并不是影响禾叶风毛菊繁殖分配唯一生态因子,植株个体大小也与其繁殖分配策略密切相关;（2）禾叶风毛菊的垂直分布的特征很有可能就是海拔通过影响植株个体大小变化来完成的。     

胞外H2O2及NADPH氧化酶参与了铜胁迫对植物细胞死亡的诱导

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2)为材料,探讨了在铜离子胁迫下植物细胞死亡发生过程中胞外H₂O₂及NADPH氧化酶所扮演的角色。实验结果表明,随着外源CuCl₂浓度的上升(从0~700 μmol·L^-1),细胞死亡水平不断上升,且胞外H₂O₂的水平也不断增加。在300 μmol·L^-1的CuCl₂诱导细胞死亡的过程中,加入H₂O₂清除剂N-N-二甲基硫脲(DMTU)降低了胞外CuCl₂胁迫下H₂O₂含量增加的同时也降低了细胞死亡水平的上升,这一观察表明了铜离子胁迫所导致的细胞死亡的发生和胞外H₂O₂的增加有关。进一步的研究表明,300 μmol·L^-1 CuCl₂的胁迫导致了NADPH氧化酶活性的显著性上升,而加入NADPH氧化酶的抑制剂（二亚苯基碘,DPI,)则降低了CuCl₂胁迫所导致的细胞死亡和胞外H₂O₂含量的上升。上述结果表明,胞外H₂O₂和NADPH氧化酶参与了CuCl₂对植物细胞死亡的诱导作用。     

青藏高原东缘不同海拔波缘风毛菊资源分配及花部特征对种子数目和质量的影响

通过采样调查法和烘干称量法检测了青藏高原东缘不同海拔种群波缘风毛菊(Saussurea undulata)花期与果期的形态特征, 研究了其花期与果期的资源分配, 并对花期花部特征对果期种子特征的影响作出分析。结果表明: 1)波缘风毛菊在花期将更多的资源投入繁殖器官, 而在果期增加了对种子的资源投资; 2)波缘风毛菊花期部分花部特征的变异导致其果期产生的种子随海拔升高数量减少、百粒重增加, 因为波缘风毛菊需要在高寒草甸的极端环境下保证每粒种子的存活能力, 因此采取了产生更少但更大种子的生存策略。