Photosynthetic characteristics in different peanut cultivars under conditions of drought and re-watering at seedling stage

Aims In China, peanut (Arachis hypogaea) is mainly cultivated in the semi-arid and rain-fed areas, and drought is the most prominent environmental stress to its growth. However, studies on the physiological responses of different peanut cultivars to drought and re-watering are lacking. Our objectives were to investigate the relationship between photosynthetic characteristics and drought tolerance, and to explore the ability to recover from drought damage in different peanut cultivars.
Methods A pot experiment was conducted with artificial water stress treatment, and the photosynthetic characteristics were determined in twelve peanut cultivars under the conditions of drought stress and re-watering at the seedling stage. The drought tolerance was assessed by drought resistance coefficient of biomass in seedling. The recovery capacity was assessed by compensatory growth of plant.
Important findings Five cultivars, including ‘Shanhua 11’, ‘Rugaoxiyangsheng’, ‘A596’, ‘Shanhua 9’, and ‘Nongda 818’, showed over-compensatory growth after re-watering, and their capacity of compensatory growth had significant positive correlation with drought tolerance (p < 0.01). The net photosynthetic rate (P_n), stomatal conductance (G_s), intercellular CO₂ concentration (C_i), maximum photochemical efficiency (F_v/F_m), PSII actual quantum yield (ΦPSII), and photochemical quenching coefficient (q_P) all decreased over the course of drought stress, and then increased following re-watering, with the amplitude of changes being smaller in the more drought tolerant cultivars. Seven days of drought did not result in significant differences in the photosynthetic characteristics among majority of the peanut cultivars tested (p > 0.05). After 14 days of drought, the values of photosynthetic variables differed significantly among the peanut cultivars with different drought tolerance (p < 0.05). The values of P_n, G_s, Φ_PSII, F_v/F_m, and q_P in the cultivars ‘Shanhua 11’, ‘Rugaoxiyangsheng’, ‘A596’, and ‘Shanhua 9’fully recovered five days after re-watering, while those in the cultivars ‘79266’, ‘ICG6848’, ‘Baisha 1016’, and ‘Hua 17’ did not fully recover even after 10 days of re-watering; the values of those photosynthetic variables were significantly greater (p < 0.05) in the more drought tolerant cultivars following re-watering. Correlation analysis showed that the drought tolerance was significantly and positively correlated with P_n, Φ_PSII, F_v/F_m, and q_P after 14 days of drought stress and after five days of re-watering, respectively (p < 0.01). Therefore, under drought stress at 40% of relative water content (RWC) for 14 days and after five days of re-watering at the seedling stage, the P_n, Φ_PSII, F_v/F_m, and q_P could be used for identifying the level of damage and recovery capacity of peanut cultivars. The cultivar ‘Shanhua 11’ can be used as a reference for drought adaptability identification in peanut.     

睾丸注射法制备携带猪PID1基因的转基因兔

目的研究磷酸酪氨酸互作结构域1(PID1)基因与肌内脂肪含量的关系,探究睾丸注射法在转基因动物制备中的可行性。方法将携带猪PID1基因的重组质粒pIRES2-acGFP-PID1与转染试剂共孵育后,对新西兰兔进行了睾丸打点注射试验。对繁殖的F1代个体进行了活体荧光检测、PCR和western blotting检测,以及抽样屠宰进行肌内脂肪含量等检测;将F1代阳性个体互交,繁殖了F2代兔,对其进行了阳性率检测以及肌内脂肪含量检测。结果外源PID1基因和荧光蛋白基因在后代中均成功表达,其中,F1代阳性率为35.88%,F2代阳性率为34.33%;转基因阳性兔与阴性和空白对照兔相比,PID1蛋白表达水平有所增加,肌内脂肪含量有显著提高(P0.05)。结论 PID1基因与肌内脂肪沉积密切相关,同时,进一步证明了睾丸注射法可以用于制备转基因动物,且外源基因可以稳定遗传。     

苹果叶片相关性状的QTL定位及其遗传效应分析

利用苹果栽培品种‘红富士’和新疆野苹果优系‘红肉苹果’杂交的110个F1株系为作图群体,构建了苹果的分子遗传图谱,采用区间作图法对苹果9个叶片相关性状(叶片长度、叶片宽度、叶片厚度、叶柄长度、叶片面积、总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量和类胡萝卜素含量)进行了QTL定位分析。结果显示:从110个F1株系中共检测到20个控制叶片相关性状的QTL位点,分布在第1、2、3、4、5、7、8、10、11、12、16、17连锁群上;各QTL位点的LOD值在2.58~3.55之间,其中主效QTL位点2个(LOD≥3.5),可解释11.63%~16.36%的表型变异。获得紧密连锁的特异标记(CH05d11-435m、CH04c06-201m)为进一步进行QTL精细定位提供了参考。     

不同抗旱性花生品种结荚期叶片生理特性

以12个花生品种为试验材料,在人工控水条件下,于结荚期设置0~80 cm土层相对含水量为70%和50% 2个处理,研究与花生抗旱性相关的叶片生理生化性状及不同品种抗旱的叶片机制.结果表明： 利用产量抗旱系数可将12个花生品种的抗旱性分为强、中、弱3级,抗旱性强的品种有A596、山花11号、如皋西洋生,中度抗旱品种有花育20、农大818、海花1号、山花9号和79266,抗旱性弱的品种有ICG6848、白沙1016、花17和蓬莱一窝猴.A596、山花11号、如皋西洋生的抗旱机制是具有较强的叶片抗氧化保护能力、较高的PSⅡ活性及光合速率(P_n).海花1号的叶片抗氧化保护能力较强,山花9号的PSⅡ活性有显著优势.相关分析表明,叶片P_n、气孔限制值(L_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(SOD)活性与花生品种的抗旱系数有显著的相关性,是花生结荚期的重要抗旱性状.SOD活性的抗旱级别需在干旱胁迫下鉴定,其他性状可在正常灌水条件下鉴定.山花11号和79266可分别作为花生强、弱抗旱性鉴定的标准品种,山花11号可作为花生叶片优异抗旱性状鉴定的标准品种.     

光周期对休眠诱导期桃树光合及PSⅡ光系统性能的影响

人工设置长日照和短日照2种光周期(以自然条件为对照),测定6年生春捷桃树叶片光合参数和叶绿素荧光快速诱导动力学参数,研究诱导休眠期间光周期对北方落叶果树光合性能的影响.结果表明： 短日照条件下树体可提前进入休眠诱导期,长日照条件下则延后进入.休眠诱导期间,桃树叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)降低,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明P_n降低的原因是非气孔限制;PSⅡ的最大光化学效率φ_Po(或F_v/F_m)、潜在活性（F_v/F_o）、PSⅡ反应中心捕获的光能用于Q_A^-下游的电子传递的能量比例(ψ_o)和光合性能指数(PI_ABS)均降低,表明光合电子传递链的电子传递能力受到抑制,其原因可能是PSⅡ反应中心受体侧Q_A^-下游的电子传递链受到了伤害.长日照有利于提高休眠诱导期的光合速率,减小PI_ABS下降幅度,减轻光系统的受害程度,短日照则明显加深、加速光合机构的损坏.光周期的诱导效应与休眠进程相关.
     

基于温度-伤害度关系分析酿酒葡萄根系及芽抗寒性

采用差热分析系统(DTA)对8个主栽酿酒葡萄品种的芽和根系进行低温放热分析(LTE),建立各品种芽、根系韧皮部及木质部的温度-伤害度(LT-I)回归方程,评估不同品种的根系及芽抗寒性.结果表明： 8个品种的根系韧皮部伤害度50%的温度从高到低为马瑟兰>品丽珠>赤霞珠>小芒森>霞多丽>蛇龙珠>贵人香>熊岳白;不同品种木质部伤害度50%的温度从高到低为马瑟兰>霞多丽>赤霞珠>小芒森>品丽珠>蛇龙珠>贵人香>熊岳白;芽伤害度50%的温度从高到低为赤霞珠>小芒森>蛇龙珠>品丽珠>霞多丽>贵人香>马瑟兰>熊岳白.利用模糊隶属函数值法综合评价根系及芽的抗寒性,马瑟兰根系的抗寒性最差,熊岳白根系的抗寒性最好;赤霞珠、品丽珠、小芒森和蛇龙珠芽的抗寒性最差,贵人香和熊岳白芽的抗寒性最好.     

外源NO介导Cu胁迫下番茄GSH-PCs合成途径

一氧化氮(NO)作为生物活性分子,广泛参与各种生物和非生物胁迫.采用营养液培养,研究了Cu胁迫下外源NO介导的番茄还原型谷胱甘肽 植物螯合肽(GSH PCs)合成途径中相关酶活性及代谢产物的变化.结果表明: 与对照(CK)相比,Cu胁迫可以显著激活番茄体内γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)、谷胱甘肽合成酶(GS)活性,根系GSH、PCs含量急剧升高,且随着处理时间的延长,γ-ECS、GS活性和GSH、PCs含量呈持续上升趋势;添加外源硝普钠(SNP, NO供体)可以进一步提高Cu胁迫下番茄根系γ-ECS、GS活性,促进GSH、PCs的合成,增强清除过氧化物的能力,并螯合过多的Cu²⁺,降低其生物毒性.叶片中的GSH-PCs代谢变化在一定程度上滞后于根系.外源丁硫氨酸-亚砜亚胺(BSO,GSH合成抑制剂)显著抑制根系γ-ECS活性,添加SNP可以显著逆转根系中BSO对GSH和PCs合成的抑制,对叶片中PCs合成的影响较小.Cu胁迫下,外源NO可能启动了某些信号机制,并通过激活或增强GSH-PCs合成途径中的酶促和非酶促系统,降低过多的Cu²⁺的生物毒性和氧化伤害.     

敲除Meq基因的重组鸡马立克氏病毒与CVI988/Rispens疫苗株免疫保护效力的比较

【目的】比较敲除meq基因的马立克氏病毒(MDV)与标准疫苗株CVI988/Rispens对MDV超强毒GX0101攻毒的免疫保护作用。【方法】本实验将1日龄SPF鸡120只随机分成4组,每组30只,分别饲养在正压过滤空气的SPF动物饲养隔离罩内。1日龄时,第1组鸡以2000PFU/只的剂量颈部皮下接种SC9-1;第2组鸡以2000PFU/只的剂量颈部皮下接种CVI988/Rispens;第3、4组为不免疫攻毒对照组。免疫接种后5 d后,第1、2、3组分别以2000PFU/只的剂量腹腔接种MDV GX0101。饲养至90日龄,记录死亡情况,对死亡鸡只剖检,并取疑似马立克特有病变脏器做病理切片。期间,检测不同免疫状态下病毒GX0101的增殖动态以及禽流感、新城疫灭活苗在鸡体诱导产生抗体的水平。对含有MDV母源抗体的海蓝褐鸡的试验方案与SPF鸡一致。【结果】SC9-1株免疫对感染MDV GX0101攻击SPF鸡、海兰褐鸡均提供100%的免疫保护作用;CVI988/Rispens对SPF鸡、海兰褐鸡分别提供86.7%、93%的免疫保护作用。未免疫SPF鸡攻毒组死亡率为53.3%,肿瘤率为16.7%;未免疫海兰褐鸡攻毒组死亡率为36.7%,肿瘤率为6.67%;相比,空白对照组鸡只没有任何病变及死亡。荧光定量结果显示,淋巴细胞和羽毛囊DNA中,SC9-1免疫组鸡体内GX0101的病毒拷贝数显著低于CVI988/Rispens免疫组。血凝抑制试验结果显示,SC9-1免疫攻毒组鸡的产生的AIV、NDV抗体水平高于CVI988/Rispens免疫攻毒组。【结论】SC9-1株免疫无论在SPF鸡还是含有MDV母源抗体的海兰褐鸡均能提供比CVI988/Rispens更好的免疫保护效果。     

多效唑对花生叶片多胺含量及衰老的调节作用

通过对大田条件下生殖生长期花生喷施不同浓度的多效唑,研究了多效唑对叶片内源多受及其它衰老指标的影响,结果证明多效唑对内源多胺的影响较复杂,多效唑降低了幼嫩叶片的多胺含量,却提高了成熟叶片衰老阶段的多胺含量,并起到延缓衰老的作用,讨论了多效唑影响多胺含量的可能原因。     

脱落酸信号转导研究进展

脱落酸(ABA)对植物生长发育和适应环境胁迫等多方面有重要的调节作用,其信号转导机制非常引人注目,近年来这方面研究进展很快。本文利用现有文献,对脱落酸不敏感和超敏感性突变体、脱落酸的结合位点与受体、ABA信号转导涉及的细胞第二信使（Ca2+、磷酸肌醇、cADPR、阴离子通道与H+）、蛋白质可逆磷酸化以及ABA诱导基因表达所必需的顺式作用元件(cis-acting element) 和反式作用因子trans-acting factor）等几方面的最新研究进展作了介绍。