豌豆种质资源形态标记遗传多样性分析

通过对国内外不同地理来源624份豌豆资源20个形态性状的评价,初步了解其遗传多样性特点,为解决种质创新与品种改良遗传基础狭窄问题提供思路.对性状表现平均值、变异系数、遗传多样性指数研究结果表明,国内外不同地理来源豌豆资源群闻的遗传变异大;三维主成分分析探测到参试资源由国内和国外两大基因库构成;资源群体间遗传距离的UPG-MA聚类分析结果也表明,国内外豌豆资源聚成两大不同类群,印证了三维主成分分析得到的豌豆资源两大基因库构成的结论.本研究证明基于形态性状评价的遗传多样性分析结果同样可靠.     

作物抗倒伏相关性状及其信号转导调控机理的研究进展

倒伏是影响作物品种选育和产业化推广的重要限制因子,会使作物籽粒与秸秆的产量和品质显著降低且易引发病虫害,不利于机械化收割使作物经济效益显著降低。株高、茎秆强度、壁厚、分蘖数、分蘖夹角等性状同作物茎秆抗倒伏特性密切相关。倒伏主要分为为根倒伏和茎倒伏,茎倒伏与茎秆特性相关,其中株高与分蘖数分别受赤霉素信号转导和独脚金内酯信号转导的调控;根部各性状主要受生长素、乙烯以及细胞分裂素等激素信号转导的调节。本文对植物抗倒伏相关性状与抗倒伏的关系以及各重要性状相关信号转导途径方面的研究进行综述,并对基于激素信号转导途径的作物抗倒伏性状改良和分子育种今后的研究方向进行了展望。     

青稞HvnRPS2基因克隆及其在条纹病胁迫下的表达分析

为探索NBS LRR类基因RPS2在青稞抗条纹病过程中的作用,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,参照转录组序列设计引物,克隆得到一个差异表达的青稞HvnRPS2基因,进行相应的生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT PCR)法分析HvnRPS2基因在条纹病侵染下不同抗性青稞品种的表达模式。结果表明：(1)HvnRPS2基因全长3 089 bp,无内含子,包含1个2 760 bp的开放阅读框,编码919个氨基酸,理论等电点为5.93,预测蛋白分子量为104.2 kD,其编码的蛋白为亲水性蛋白,二级结构主要由无规则卷曲和ɑ 螺旋组成。(2)蛋白质多序列比对及进化树分析表明,HvnRPS2含有高度保守的NB ARC和LRR结构域,属于NB ARC蛋白家族成员,与大麦HvRPS2和水稻OsRPS2亲缘关系最近。(3)qRT PCR分析显示,随着条纹病感病时间的延长,青稞HvnRPS2基因表达量呈先降低后升高再降低的模式;与正常叶片相比,感病叶片的HvnRPS2基因表达量显著下调,且感病品种表达量下调值显著低于抗病品种(P＜0.01)。研究认为,HvnRPS2在青稞抗条纹病过程中发挥重要的负调控作用。研究结果为进一步探究该基因在青稞抗条纹病中的调控机理奠定基础。     

高寒沙地典型固沙植物在沙丘不同地貌部位的水分利用特征

乌柳是高寒半干旱沙地植被恢复中常用的灌木树种,对乌柳水分利用来源的研究有助于理解沙地人工生态系统的稳定性维持及可持续发展。在青海湖湖东沙地,以沙丘不同地貌部位（迎风坡、丘顶和背风坡）生长的乌柳为研究对象,利用IsoSource模型分析植物生长季内的水分利用来源。研究结果表明：在生长季内,乌柳主要利用3个层次的土壤水,但不同地貌部位的乌柳在不同生长季利用不同层次的土壤水。生长季初期,迎风坡的乌柳以深层（60-150cm）土壤水为主要水源（50.28±18.11）%,而丘顶和背风坡的乌柳主要利用表层20cm的土壤水,利用比例分别为（79.96±7.59）%和（53.47±6.47）%。生长季中期,迎风坡的乌柳更多地利用中层20-60cm土壤水（45.52±26.91）%,丘顶的乌柳主要利用表层土壤水（45.17±20.14）%,而背风坡的乌柳以深层土壤水为主要水源（39.26±23.28）%。生长季末期,迎风坡的乌柳仍以（46.07±27.17）%的比例利用中层土壤水,丘顶的乌柳转而利用深层土壤水（44.25±26.23）%,而背风坡的乌柳却以表层土壤水作为主要水源（42.57±18.78）%。不同沙丘地貌部位乌柳对土壤水分的利用模式与其根系分布特征及其下方的土壤含水量具有相关性。     

PEG模拟干旱胁迫下马铃薯茎段转录组分析

该研究以‘青薯9号’马铃薯无菌苗为材料,采用转录组测序技术分析模拟干旱胁迫下马铃薯茎段的差异表达,探究茎段在干旱胁迫下的分子机制。结果表明:(1)不同程度干旱胁迫下,马铃薯叶片脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白含量明显增加;马铃薯茎段差异表达基因下调的数量均多于上调,其中3种处理条件下共有的差异表达基因有657个。(2)GO富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在氧化还原过程、激素响应、氧化还原酶活性以及糖基水解酶活性;Pathway富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在植物激素信号转导、苯丙酸生物合成、玉米素生物合成、苯丙氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及次生代谢产物的生物合成。(3)实时荧光定量PCR验证结果表明,6个差异表达基因在不同程度干旱胁迫中的差异表达与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。该结果对进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

纳米TiO_2对油松种子萌发及幼苗生长生理的影响

以油松为材料,研究了不同浓度(50～2 000 mg/L)的纳米TiO2对油松种子萌发及幼苗生长和生理特征的影响,以探讨纳米材料对林木生长发育的调节作用.结果显示:各浓度纳米TiO2处理对油松种子萌发、幼苗生长及生理功能的改善均有一定程度的促进作用,且促进效应随着处理浓度的增加呈先升后降的趋势;1 000 mg/L纳米TiO2处理对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高、鲜重的提高以及霉变率的抑制作用效果最佳,它们依次分别比对照极显著提高28.00%、18.00%、12.36%、126.95%、19.57%、36.89%和下降15.33%(P<0.01);500 mg/L纳米TiO2能最有效增加油松幼苗根长、根系活力及其叶片蛋白质含量、SOD活性、POD活性,降低其细胞质膜相对透性和丙二醛含量,它们分别比相应对照极显著增加111.91%、53.85%、16.32%、170.93%、141.94%和降低45.18%、51.27%.研究表明,适当浓度的纳米TiO2处理不仅能显著促进油松种子的萌发和幼苗生长,而且能改善幼苗的生理功能,增强其抗逆能力.     

PEG预处理对青稞种子萌发和幼苗生理特性的影响

选择国内外28份青稞品种材料幼苗第一片展开叶,分别测定其相对含水量和失水率,并选择其中对水分胁迫敏感与不敏感的材料各1份,研究不同浓度(5%～30%)聚乙二醇(PEG)预处理对青稞种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响,探讨短期水分胁迫对青稞生长发育的调节作用。结果显示:(1)28个青稞材料中‘旱地紫青稞’幼苗叶片的相对含水量最高(60.16%)、‘大麻青稞’最低(38.98%),而离体失水率‘旱地紫青稞’最低(8.80%)、‘大麻青稞’最高(20.20%)。说明‘大麻青稞’对水分胁迫最敏感,而‘旱地紫青稞’最不敏感。(2)随着胁迫程度的增加,青稞种子的萌发率和生根率,幼苗的根长、苗高和鲜重均呈先增加后降低的趋势,‘旱地紫青稞’和‘大麻青稞’种子分别在15%和10%PEG处理下发芽和生根最佳且均与对照差异显著(P<0.05),两品种的幼苗根长、苗高和鲜重均在10%PEG处理下表现最佳,但‘大麻青稞’与对照差异不显著。(3)‘旱地紫青稞’幼苗叶片可溶性蛋白和叶绿素含量随PEG处理浓度增加而逐渐增加,而丙二醛含量和相对电导率则逐渐降低,并在30%PEG处理下效果差异极显著(P<0.01);‘大麻青稞’叶片可溶性蛋白和叶绿素含量随PEG处理浓度增加呈先增加后降低的趋势,丙二醛含量和相对电导率呈先降低后增加的趋势,并在20%PEG处理下最佳。研究表明,短时间低浓度PEG处理对青稞种子萌发、幼苗生长及可溶性蛋白、叶绿素、丙二醛含量和相对电导率等生理指标的改善均有一定的促进作用;高浓度PEG处理却具有抑制作用,且高浓度PEG胁迫条件下,耐旱性强比耐旱性弱品种的自我调控能力更强。     

土壤含水量和光照对沙地柏光合生理指标的影响

试验采用人工控制土壤水分的方法,测定不同土壤含水量条件及有效辐射强度下沙地柏苗木的蒸腾速率、净光合速率、水分利用效率等指标,分析沙地柏在不同土壤含水量和光照条件下影响的光合生理响应特征及其变化规律.土壤含水量(SWC)用称重法测定,将硬塑盆中的土壤水分含量设置为7.5％,10％,12.5％,15％,17.5％,20％ ...     

响应面法优化提高萎缩芽孢杆菌E20303抑制马铃薯干腐病病原菌活性的研究

【背景】萎缩芽孢杆菌E20303可以有效地抑制马铃薯干腐病病原菌的活性,而响应面法可在较少的试验次数下优化生防菌发酵培养基配方与发酵条件,获得的最优组合将为马铃薯干腐病生防菌剂的制备与应用提供参考。【目的】以分离自青海察尔汗盐湖湖泥中且对马铃薯干腐病病原菌具有较高抑菌活性的萎缩芽孢杆菌E20303为研究对象,利用响应面法对其培养基配方和发酵条件进行优化,以期提高其对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性。【方法】采用单因素试验、中心组合设计试验及响应面法设计优化萎缩芽孢杆菌E20303发酵培养基配方及发酵条件。【结果】培养基最优发酵配方(g/L):淀粉10.72、酵母粉23.60、七水合硫酸镁16.00、碳酸钙1.14、磷酸二氢钾8.00和磷酸氢二钾16.00,优化后抑菌率由46.51%提高至62.00%;最优发酵条件为装液量102.89 mL、pH 8.64、温度28.73℃、转速200 r/min、培养时间3 d、接种量2%,优化后抑菌率由51.15%提高至72.51%。【结论】实验获得了对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性明显提高的萎缩芽孢杆菌E20303发酵配方及发酵条件,为马铃薯干腐病生防制...     

开垦对海北高寒草甸土壤有机碳的影响

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒草甸开垦后形成的农田(种植春油菜)作为研究对象,开垦年限分别为0、10、20和30年,利用土壤有机碳密度分组法,对0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层土壤有机碳(SOC)及不同组分(轻组有机碳LFOC,重组有机碳HFOC)含量及随开垦年限变化关系进行了研究。结果表明,高寒草甸开垦后土壤有机碳及其组分的变化主要发生在0~10 cm土层,LFOC下降最快,其次为HFOC和SOC,至30年时分别下降了48.63%、43.97%、37.64%。而0~40 cm土体内,SOC、LFOC和HFOC亦呈下降趋势,开垦30年,它们的下降速率分别为785.77、16.79和460.29 kg C.hm-2.yr-1。开垦将大大降低高寒草甸作为碳汇的功能,土壤碳库的总贮量由143 516.94 kg C.hm-2.yr-1下降至114 298.34 kg C.hm-2.yr-1,使其逆转为碳源。