马铃薯StZnT11的电子克隆、表达及生物信息学分析

马铃薯锌转运蛋白(Solanum tuberosum zinc transporter 11,StZnT11)对于维持细胞中锌稳态至关重要。通过研究StZnT11在非生物胁迫和生物胁迫下的表达情况,为验证马铃薯StZnT11在青枯菌生物胁迫过程中的作用奠定了基础。从前期工作获得的表达文库中得到EST序列,利用NCBI中的Blast工具,对原始序列进行同源性分析,选择与原始序列的相似度、覆盖度、e期望值最高的一条同源对象序列。通过电子克隆,得到StZnT11基因。采用生物信息学方法对StZnT11基因的基因序列及编码的氨基酸组成、理化性质、分子进化、磷酸化位点、高级结构等多角度进行分析。结果表明,该基因cDNA全长1300bp,编码348个氨基酸,编码蛋白含23个磷酸化位点,有1个信号肽,有9个跨膜区域,是定位在质膜上的疏水性蛋白。通过氨基酸序列比对,StZnT11蛋白与烟草、番茄和辣椒等植物中的锌转运蛋白同源性较高。实时荧光定量聚合酶链反应检测结果表明,StZnT11在不同浓度的外源植物激素脱落酸(ABA)的作用下上调。组织定位检测提示StZnT11主要表达于特定组织(茎维管系统的韧皮部和叶片维管束)。这些结果为进一步进行该基因的实验克隆及功能验证研究提供了理论依据。     

荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron)周围土壤微生物的空间分布

以古尔班通古特沙漠荒漠生态系统中主要优势种——梭梭(Haloxylon ammodendron)冠幅内外的土壤为研究对象,通过分析从树干基部向外水分和养分变化下土壤微生物生物量、多样性和群落组成的变化规律,试图揭示荒漠生态系统中土壤微生物空间分布的基本特征。微生物生物量和多样性采用磷脂脂肪酸进行测定。结果表明:从树干基部向外,土壤微生物总生物量、多样性以及不同微生物类群的生物量均随土壤水分和养分含量降低而逐渐降低,指示了土壤微生物从裸地向内集聚分布的特征。另外,在微生物群落组成中,不同类群微生物的生物量从树干基部向外的减少程度有所不同,例如,从树干基部附近5 cm处到冠外裸地200 cm处,真菌、细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的生物量分别减少了50.25%、84.06%、82.70%、92.57%,指示了细菌从裸地向内集聚分布的程度强于真菌,革兰氏阴性菌从裸地向内集聚分布的程度也较强于革兰氏阳性菌。研究表明,在资源稀缺的荒漠生态系统中,土壤微生物倾向于分布在冠内资源丰富的区域。土壤微生物的空间分布不仅与资源的丰富度有关,而且与微生物自身对环境变化的忍耐性或敏感性有关。     

酸枣叶片结构可塑性对自然梯度干旱生境的适应特征

叶片是植物体暴露于环境中面积最大的器官,其最易感知环境变化而发生形态和结构上的改变。为探究植株叶片结构对不同生境的适应机理,研究以生长在烟台-石家庄-宁夏-新疆不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸枣叶片的结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应特征。结果表明:酸枣叶表皮着生有表皮毛,表皮细胞外覆有角质层与蜡质。叶肉为全栅型,栅栏组织发达,海绵组织退化,叶肉中有晶体及大量的分泌细胞。从烟台至新疆随生境梯度干旱加剧,酸枣叶片叶面积逐渐变小,叶片厚度依次增加,叶表皮角质层加厚,且上角质层厚度大于下角质层厚度;叶片上下表皮细胞长径及短径先增后降,栅栏组织总厚度和密度依次增大、层数减少,各层栅栏组织细胞的长径逐渐增加。叶脉薄壁细胞相对厚度逐渐减小,导管管径增大,晶体(草酸钙晶体)数增多。在梯度干旱环境中酸枣植株通过减小叶面积、提高栅栏组织密度、增加叶片及角质层厚度降低蒸腾作用,减少水分散失;通过增大导管管径提高水分利用率;通过增加晶体数量提高叶片机械性能,改变细胞的渗透势、提高吸水和保水能力。上述叶片结构的变化是酸枣植株长期对不同自然梯度干旱生境的适应特征。由此可知,叶片形态结构中叶面积、叶片厚度、角质层及叶肉组织(栅栏组织)随环境变化的可塑性较大。     

酸枣叶表皮微形态对不同生态环境的适应特征

以生长于烟台—石家庄—宁夏—新疆不同生境形成的自然梯度干旱环境中的酸枣(Ziziphus jujuba var.spinosas)为材料,应用扫描电镜和能谱分析研究酸枣叶表皮微形态对不同自然梯度干旱环境的适应特征。结果表明:酸枣叶片的上、下表皮都有表皮毛着生且在叶脉处分布浓密;叶片表层覆盖有较厚的角质层和蜡质并形成突起,其主要成分为C、O、Ca三种元素;叶片表面气孔数量平均40个/视野且按一定规律分布。不同生境中酸枣叶片表面都分布有大量的晶体,且晶体的形态和组成成分表现出一定的生态适应特征。晶体的形状多样,有正六棱体、长六棱体、不规则片状、正方体、棒状晶体或针状,晶体的分布方式有单晶和簇晶。从烟台到新疆随干旱梯度的加剧,酸枣叶片表皮毛逐渐增多,气孔数量减少,气孔腔下陷明显,有助于植株减少蒸腾保水抗旱;晶体的体积逐渐变小,数量增多,密度增大,提升了叶片硬度及抗旱性;酸枣叶片晶体的主要成分为C、O、Ca三种元素,且随生境干旱加剧,C元素的含量逐渐增加,O和Ca元素含量依次减少,此外宁夏的晶体中还含有Si元素,进一步提升了叶片的机械性能。酸枣叶表皮微形态中表皮毛、角质层与蜡质、气孔、晶体等在形态结构、生物功能和组成成分上特异性的变化是其长期生存于不同梯度干旱生境的生态适应特征。     

F型小麦雄性不育系花粉败育和恢保关系研究

F型小麦雄性不育系是一种新型"三系"小麦雄性不育系。为研究F型不育系的花粉败育特点并筛选其恢复源和保持源,采用I2-KI染色法观察F、BNS、T、K和V型不育系扬花期的花粉败育类型,并以F型不育系为母本与98个优良小麦品种(系)进行杂交,检测F1代自交结实率。结果显示:(1)F型不育系的花粉败育率高达95.63%。其中,染败型花粉比例最高,达到67.66%;圆败率为19.32%;典败率最少,仅为8.73%。(2)5种不育系中,F型与K型不育系的花粉育性特征最接近,其次是V型不育系。(3)98个组合F1的自交结实率(国际法)在100%以上11个,0%~10%有18个。(4)‘周麦16’、M510、‘西农815’、‘西农585’对F型不育系的恢复力极强,是其优良恢复系;‘天麦989’、‘存麦4号’、CY 5475、M460、‘12漯-1’和11GB02可通过回交培育成F型不育系的保持系。研究认为,F型不育系花粉败育彻底、稳定,在常规小麦品系中较易找到其保持源和强恢复力品系,是一种良好的新型不育系。     

除草剂对冬小麦光合特性、籽粒产量及品质的调控效应

通过田间试验研究了4种除草剂(2,4-D丁酯、‘巨星’、‘世玛’和‘骠马’)对2个小麦品种(‘临优145’和‘临汾138’)光合特性、籽粒产量和品质的影响。结果表明:2,4-D丁酯使小麦灌浆期间旗叶的叶绿素相对含量(SPAD值)和净光合速率(Pn)一直较低,千粒重和籽粒产量显著低于对照;‘巨星’使灌浆前期的SPAD值和Pn较高而中后期快速下降,灌浆持续时间缩短,产量与对照相近;‘世玛’使灌浆前中期SPAD值和Pn较低但后期下降缓慢,灌浆持续时间延长,千粒重和籽粒产量显著高于对照和其它处理;‘骠马’对光合特性和产量影响较小。2,4-D丁酯和‘骠马’使籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、评价值显著或极显著提高,稳定时间延长,而形成时间与对照相近;‘巨星’和‘世玛’处理的品质指标大多低于或接近对照。研究发现,除草剂通过调控小麦旗叶光合特性和灌浆进程来影响其千粒重和籽粒产量,且除草剂和品种间存在差异;2,4-D丁酯虽能明显改善小麦品质但却显著降低籽粒产量,‘骠马’使小麦品质特性改善的同时也使籽粒产量有所提高,‘世玛’虽能显著提高籽粒产量却使品质特性变差。     

水分胁迫对短枝型果树光合作用的非气孔限制

水分胁迫使叶片相对含水量降低,气孔阻力增大.水分胁迫光合速率的下降除受气孔因素影响之外,随着胁迫时间的延长和胁迫程度的加剧,水分胁迫导致O-·2累积,H2O2含量增加,从而引发膜脂过氧化,造成膜渗漏,质膜相对膜透性增大,膜脂过氧化产物MDA含量升高,由膜系统破坏而诱发的非气孔因素成为光合速率下降的主要原因.     

不同施氮水平下丛枝菌根真菌对藜麦生长和根系生理特征的影响

采用盆栽实验,以藜麦品种‘亿隆1号’为实验材料,探究在不同施氮量(纯氮用分别为0、0.2、0.4和0.6g/kg)接种2种丛枝菌根真菌(AM)即摩西球囊霉(Gm)和扭形球囊霉(Gt)对藜麦及其根系生长指标以及生理指标的影响,为提高氮肥利用率提供理论依据。结果表明:(1)在0.4g/kg施氮量下,接种Gm藜麦根系侵染率和菌根依赖性最大。(2)同一接种处理下,藜麦株高、基径、叶面积、地上部生物量、总根长等根系生长指标,以及根系抗氧化酶活性均随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后上述各指标均显著增加,均在0.4g/kg施氮量下达到最大值,且接种Gm的增幅大于接种Gt。(3)同一接种处理下,藜麦根系MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量随施氮量的增加均呈先减小后增加的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后藜麦根系MDA含量显著减小,而其根系可溶性糖含量和脯氨酸含量增加,且接种Gm根系MDA含量降幅以及可溶性糖含量和脯氨酸含量的增幅显著大于接种Gt。研究表明,适量施氮可显著增加藜麦根系摩西球囊霉和扭形球囊霉的侵染率及其菌根依赖性指数,促进藜麦地上部及根系的生长,同时增加其根系抗氧化酶活性和渗透调节物质的积累,减少了体内有害物质的积累,并以摩西球囊霉配合施氮0.4g/kg效果最佳。     

小麦紫色素的提取工艺、抗氧化活性及其在毛发染色中的应用

以紫粒小麦麦麸为原料,通过碱水裂解初提、大孔吸附树脂纯化、钠滤膜浓缩和蒸发浓缩等技术手段从中提取天然紫色素。采用单因素实验对其提取条件进行优化,在室温条件（25~30℃）下,确定最佳提取条件为：提取时间60 min,料液比1∶4(g/mL),提取3次。经体外抗氧化实验证明,提取的小麦紫色素具有较高的抗氧化活性。此外,小麦紫色素与不同金属离子作用后可将羊毛染成不同的颜色。上述实验结果表明,利用优化后的工艺提取的小麦紫色素纯度高、抗氧化活性高,具有较大的开发潜力和实用价值。     

缙云山片断常绿阔叶林小气候边缘效应的初步研究

对缙云山5个片断常绿阔叶林和1个连续常绿阔叶林林缘附近的小气候要素水平梯度分布进行测定.结果表明,各片断阔叶林斑块边缘均存在明显的小气候边缘效应.林缘与林内最高和最低气温、光合有效辐射、最小相对湿度均为干季高于或大于雨季,而地表最高温度则为雨季高于干季;各阔叶林斑块的小气候边缘效应以最大斑块波及林内的深度最浅、最小斑块波及林内的深度最深.