巨桉凋落叶分解初期对菊苣生长和光合特性的影响

采用盆栽试验,于2010年3-5月在四川农业大学教学科研园区内研究了巨桉凋落叶分解初期对受体植物菊苣幼苗生长和光合特性的影响.试验设置CK (0 g·pot-1)、A1(30 g·pot-1)、A2(60 g·pot-1)和A3 (90 g·pot-1)4个凋落叶施用水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣,分别在播种30、45、60和75 d测定菊苣生长指标,待凋落叶量的最高处理组A3植株第3片真叶完全展开后,测定菊苣叶片的光合生理指标.结果表明:在各测定时间下,不同巨桉凋落叶施用水平的菊苣生物量积累和叶面积增长受到显著抑制;在凋落叶分解初期,菊苣幼苗叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶施用量增加抑制作用加大,各处理幼苗的光合速率日变化均呈午休双峰型曲线,气孔导度和水分利用效率的变化趋势与净光合速率相同,日光合总量表现为CK＞A1 ＞A2 ＞A3.经GC-MS定期检测,凋落叶中有33种小分子化合物随着凋落叶的分解而逐步释放,以具有化感作用的萜类物质为主.     

‘红阳’猕猴桃叶盘高频直接再生体系的建立

以‘红阳’猕猴桃雌株幼叶为外植体,直接诱导产生不定芽,并对不定芽增殖以及生根体系进行优化,建立了高频再生体系。结果表明,在MS+3.0 mg/L BA+1.0 mg/L NAA培养基中,不定芽诱导率达100％,平均出芽数达18.67个/叶盘;在MS+2.0 mg/L BA+1.0 mg/L NAA+0.1 mg/L GA3培养基中,增殖率达100％,1~6代不定芽平均繁殖系数达8.63;不定芽在1/2 MS+0.8 mg/L IBA培养基中培养15 d,然后继代至含1/2 MS液体培养基的珍珠岩中培养15 d,生根率达100％,且其根系发育良好;98株试管苗移栽到土壤盆钵中,成活95株,成活率达96.94％。本试验成功建立了红阳猕猴桃叶片高频直接再生体系,该体系诱导产生不定芽周期短,出芽率高,不定芽增殖系数大,生根率高且根系发达,为红阳猕猴桃试管苗的工厂化生产和遗传转化奠定了基础。     

巨桉凋落叶分解对牧草生长和光合特性及土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶(0、50、100、150g凋落叶分别与8kg土壤混合)在分解过程中对牧草老芒麦和红三叶生长和光合生理特性的影响以及几种土壤酶活性的动态响应。结果显示:(1)两种牧草的草层高和生物量均随土壤中凋落叶剂量增大而减小,草层高受抑制的程度随分解时间延长而先强后弱。(2)凋落叶处理促进了老芒麦的净光合速率(Pn),使其对光和CO2的适应范围增大,表观量子效率(AQY)(50g处理除外)和羧化速率(CE)升高,对红三叶的光适应范围也有促进作用,并在低剂量(50g)下提升其Pn、AQY和CE,但降低其CO2适应范围;两种牧草暗呼吸速率(Rd)或光呼吸速率(Rp)几乎在各凋落叶处理下均高于CK。(3)红三叶的生长和光合生理受到的化感综合效应(平均0.317)小于老芒麦(平均0.380),表现出更强的抗性。(4)凋落叶在分解到20~60d时明显促进了土壤磷酸酶活性,在20~40d时明显促进了蔗糖酶活性,之后促进作用减弱,并与两种受体草层高受抑制作用的动态变化趋势一致;过氧化氢酶和脲酶活性受影响的程度较小。研究认为,巨桉凋落叶分解,通过释放化感物质直接或间接地作用于受体,尽管受体可能通过提高对光和CO2的利用能力来应对化感胁迫,但其呼吸消耗增大,生长始终表现为受到抑制。     

巨桉根系分解对菊苣生长及光合特性的影响

巨桉是我国退耕还林过程中采用的重要速生树种之一,被广泛用于人工造林。采用盆栽试验,研究了巨桉根系分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响。试验设置A1(50 g/盆)、A2(100 g/盆)和对照(CK)3个根系水平,将各处理的根系分别与10 kg土壤混合后装盆,播种菊苣。待A2处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标。结果表明:在巨桉根系分解初期,明显抑制了菊苣高生长、根生长、生物量积累、叶面积扩展及光合色素的合成,且随着根系添加量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO2浓度(Ci)增加,而净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著低于对照;随土壤中根系含量的增加,除CO2补偿点(CCP)呈增加趋势外,其他光响应和CO2响应的特征参数均呈明显的下降趋势,并与对照差异显著;各生长指标除与胞间CO2浓度呈现出负相关外,与其它光合特征参数、光合色素以及相应的响应曲线参数之间均呈现出显著或极显著的正相关关系;通过GC-MS检测表明,巨桉根系中含有2,6-二叔丁基对甲酚、N-甲基苯乙胺等多种具有化感潜力化学物质,在其分解过程中,这些化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长。     

巨桉凋落叶分解对菊苣生长及光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响,试验设置A1(30 g·pot-1)、A2(60 g·pot-1)、A3 (90 g·pot-1)和对照(CK)4个凋落叶水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣.待A3处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标.结果表明:巨桉凋落叶分解初期明显抑制了菊苣生物量积累、叶面积的增加及光合色素的合成,且随着凋落叶施入量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO2浓度增加,而净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照;随土壤中凋落叶含量的增加,除CO2补偿点呈增加趋势外,其他光响应和CO2响应的特征参数都呈明显下降趋势,并与对照差异显著.巨桉凋落叶分解过程中,其化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长.     

不同施氮水平对巨桉幼树耐旱生理特征的影响

采用盆栽方法,研究了巨桉幼树在N0(不施氮)、N1(1.4g尿素·盆-1)、N2(2.8g尿素·盆-1)3个氮处理水平下,连续干旱不同时间[分别停水0(D0)、3、6、9、12、15、18d]时巨桉的生理响应。结果显示:(1)除D0外,试验期内N1和N2处理的巨桉叶片含水量(LWC)、叶片相对含水量(LRWC)和叶片保水力(LWHC)基本低于N0水平,尤其在干旱中期最为明显,表明在干旱胁迫前施氮可能对巨桉叶片水分生理产生负面作用。(2)干旱初期,氮处理间的可溶性蛋白(SP)和可溶性糖(SS)含量的差异不大,而干旱处理后期(9~18d),N0处理的SP和SS较初期明显增加,但N1和N2处理相对于N0变化较为平缓,表明施氮不利于SP和SS积累;N1和N2处理下脯氨酸(Pro)含量的增幅随着干旱胁迫时间的延长明显大于N0处理。(3)随干旱时间延长干旱程度加重,N1、N2处理巨桉叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显高于N0处理,表明施氮使得巨桉在干旱条件下水分缺乏更为严重,产生更多的活性氧(ROS)。(4)整个干旱处理期内,施氮并未显著改变巨桉的超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)含量,但N1和N2的过氧化物酶(POD)活性明显高于N0。(5)施氮增加了巨桉叶片的色素含量并在干旱初期和中期保持较高水平,在干旱初期(0~3d)增加了巨桉叶片的净光合速率(Pn),但随着干旱时间的延长而迅速下降;施氮(N1、N2)的蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)在干旱初期均显著小于N0,但在干旱中后期(6d以后)各处理间差异不显著且均处于极低水平。研究表明,水分充足时施氮有助于增强巨桉的光合同化能力,促进其生长,但遇到持续干旱时施氮更易面临水分亏缺,降低其抵抗干旱的能力,因此在巨桉人工林的经营管理过程中,不应在干旱或季节性干旱即将到来之前施氮,若干旱过程中需施氮则应采取灌溉等途径保证其充足的水分供应。     

农杆菌介导LJAMP2基因导入‘红阳’猕猴桃及分子鉴定

为了获得抗溃疡病的‘红阳’猕猴桃转基因植株,以红阳猕猴桃试管苗叶盘为转基因受体材料,通过根癌农杆菌介导将CaMV35S启动子调控下的LJAMP2基因导入红阳猕猴桃。450个叶盘与携带表达载体质粒pBI121的根癌农杆菌菌珠LBA4404共培养2 d后,转入含25 mg/L Kan的筛选培养基培养40 d,15 d转接1次,之后30 d继代1次。结果表明,在MS+3.0 mg/L BA+1.0 mg/L NAA筛选培养基中,Kanr芽率达85%以上,在1/2 MS+0.8 mg/L IBA培养基中,Kanr芽生根率达100%。共获得Kanr再生植株40株,经GUS组织染色和PCR分析证明,其中23株为转基因植株。阳性率为57.50%,转化率达5.11%。抗溃疡病基因LJAMP2已成功导入红阳猕猴桃,为红阳猕猴桃的抗病基因工程育种奠定了基础。