不同时期根施钾肥对沿黄灌区‘骏枣’光合特性及其产量和品质的影响

在沿黄灌区选择8年生‘骏枣’植株,以不施钾肥作为对照,分别在果树开花期、幼果期、果实膨大期、转色期每株沟施300 g硫酸钾,测定各处理果实品质、产量、叶片光合以及荧光参数的变化,以明确沿黄灌区‘骏枣’的最佳施钾时期,为制定枣树合理施肥措施提供理论依据。结果表明:(1)与对照相比,施用钾肥可促进骏枣的光合作用、改善果实品质,且不同生育期效应不同,并以果实膨大期施用钾肥对提高骏枣果实品质、产量、叶片光合效果最为显著。(2)果实膨大期施用钾肥后,‘骏枣’的果实纵径、横径、果形指数、单果重、单株产量比对照分别显著提高了22.64%、39.33%、13.62%、19.52%和19.58%,果实维生素C(Vc)、可溶性糖和果糖的含量、糖酸比分别比对照显著提高了37.98%、22.82%、31.37%和29.95%,叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)比对照分别显著提高了28.91%、38.44%、36.75%和27.25%,叶片初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、电子传递速率(ETR)比对照分别显著提高了28.18%、29.15%和37.75%,而胞间CO _2浓度(C_i)和裂果率在果实膨大期达到最低值,比对照分别显著降低了28.34%和35.50%。研究发现,在‘骏枣’果实膨大期株施300 g钾肥,可显著增加植株叶片叶绿素含量、光合作用效率和光能吸收、电子传递效率,提高树体光合能力,显著降低裂果率,有效改善骏枣果实外在和内在品质,显著提高单株产量。     

三种苹果砧木应对干旱胁迫的超微及解剖结构响应特性

采用盆栽控水法模拟干旱胁迫,以垂丝海棠(Malus halliana)、新疆野苹果(M.sieversii)、山定子(M.baccata)3种苹果砧木为试验材料,测定了叶片相对含水量(RWC)、水分利用效率(WUE)、光合参数,观察了叶绿体超微结构及根、茎、叶解剖结构,并采用相关性及主成分分析对砧木抗旱能力进行了综合评价。结果表明,与对照相比,干旱胁迫下,3种苹果砧木的RWC、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均下降,而WUE增加;3种砧木的叶绿体超微结构及解剖结构均受到不同程度的干旱伤害,但垂丝海棠的损伤最小,较好地保持细胞结构的完整性;植株的抗旱性与G_s、T_r、栅栏组织厚度、叶片厚度、下表皮厚度、根直径、韧皮部厚度均呈显著正相关,与C_i呈显著负相关;主成分分析提取的2个主成分反映了原变量100%的信息。综合评价3种苹果砧木的抗旱能力依次为:垂丝海棠新疆野苹果山定子;同时,RWC、G_s、T_r、栅栏组织厚度、叶片厚度、下表皮厚度、根直径、韧皮部厚度、C_i可作为评价抗旱性的有效指标。     

不同苹果砧穗组合的生长及光合特性

以‘垂丝海棠’（Malus halliana）和‘平邑甜茶’（Malus hupehensis）为基砧,分别嫁接品种‘烟富6号’和‘长富2号’接穗,测定4种砧穗组合的嫁接亲和性、接穗生长量、光合与荧光参数及叶绿素含量（SPAD）,并用主成分分析法综合评价砧穗组合的优劣,探讨不同苹果砧穗组合嫁接苗的生长及光合特性,为西北盐碱地选择适宜的苹果砧木提供理论依据。结果表明：（1）4种砧穗组合中‘垂丝海棠/烟富6号’的上下口粗度比最接近1,嫁接亲和性最好。（2）整个生长期内,以‘垂丝海棠’为基砧的2个组合嫁接苗的生长量、净光合速率（P_n）、最大荧光（F_m）、PSⅡ最大光能转化率（F_v/F_m）均显著大于‘平邑甜茶’为基砧的组合,但其胞间CO₂浓度（C_i）及初始荧光（F₀）显著低于‘平邑甜茶’为基砧的组合;光化学猝灭系数（qP）在4种砧穗组合中无显著差异。（3）在8月份光照强度较高时,‘垂丝海棠/烟富6号’ 嫁接苗的气孔导度（G_s）高于其他砧穗组合;以‘垂丝海棠’为基砧的2个组合嫁接苗叶片的蒸腾速率（T_r）和相对叶绿素含量（SPAD）显著高于‘平邑甜茶’ 基砧组合。（4）根据主成分分析对各项指标进行综合评价,按照4个砧穗组合的综合得分由高到低依次为：‘垂丝海棠/烟富6号’、‘垂丝海棠/长富2号’、‘平邑甜茶/长富2号’、‘平邑甜茶/烟富6号’。研究发现,基砧‘垂丝海棠’的适应性优于‘平邑甜茶’,且‘垂丝海棠/烟富6号’砧穗组合的嫁接亲和性高,长势强,光合能力优,为甘肃中部地区适宜的砧穗组合。     

外源H2O2对盐碱胁迫下苹果矮化砧木幼苗生理特性的影响

以2年生苹果矮化砧木M9 T337为试材,采用盆栽试验法,设置浇灌清水(CK)和盐碱胁迫(0.1 mol/L NaCl+NaHCO₃溶液)+ 喷施5种浓度的H₂O₂ ［0(T₁)、0.2 mmol/L(T₂)、0.4 mmol/L(T₃)、0.6 mmol/L(T₄)、0.8 mmol/L(T₅)］ 处理,测定各处理叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和细胞膜透性,并利用相关性与主成分分析进行综合评价,以探讨外源过氧化氢(H₂O₂)增强其盐碱耐性的生理机制。结果表明：(1)随着盐碱胁迫(T₁)的时间延长,M9 T337幼苗叶片叶绿素a(Chl a)含量、叶绿素b (Chl b)含量、叶绿素总量(Chl t)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、可溶性蛋白(SP)含量均呈逐渐下降趋势;胞间CO₂浓度(C_i)、可溶性总糖(TSS)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均呈先升后降趋势。(2)与CK相比,盐碱胁迫+外源H₂O₂(T₂- T₅)处理后M9 T337幼苗叶片各指标均呈现不同幅度变化,且存在明显浓度效应,并以T₃(0.4 mmol/L H₂O₂)处理叶片的Chl a、Chl b、Chl t、SP和G_s降幅最小,C_i、REC、MDA升幅最小,TSS、Pro、APX升幅最大。(3)M9 T337幼苗叶片P_n与T_r、G_s、Chl a、Chl b、Chl t、SP、SOD、POD呈显著正相关,与C_i、MDA、CAT、APX、REC呈显著负相关。(4)综合评价表明,各处理对M9 T337幼苗叶片生理特性的效应依次为：CK>T₃>T₄>T₂>T₅>T₁。研究发现,叶面喷施适宜浓度H₂O₂可有效改善盐碱胁迫下M9 T337幼苗光合能力,显著提高抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,降低细胞膜透性,从而达到缓解盐碱胁迫的作用,并以0.4 mmol/L H₂O₂处理效果最佳。     

11个观赏海棠品种花粉形态扫描电镜观察

利用扫描电镜观察11个观赏海棠品种的花粉形态特征,根据花粉形状、纹饰、孔频等性状用类平均法(UPGMA)对不同海棠品种进行聚类分析,研究其亲缘关系及类群。结果表明,11个观赏海棠品种的花粉粒侧面观均为长椭圆形,极面观为三角形或近圆形,属于N3P4C5型花粉;花粉外壁均具条嵴。不同品种花粉粒形状、条嵴、纹饰、穿孔形态差异显著。聚类分析表明,在相似距离3.30水平上,将11个品种聚为3个类群,‘红双'、‘红纱'、‘红波'3个品种花粉条纹束分枝长、条脊较疏而整齐聚为第一类群;‘红粉'、‘红亮'、‘雪莱'、‘雪球'、‘红艳'、‘雪倩'6个品种条脊疏、整体呈极轴平行,分叉少,穿孔密度中等聚为第二类,‘道格'、‘雪开'因条脊无规则排列、花粉粒小、穿孔直径较小聚为第三类,且处于进化的最先端。     

不同滴灌方式对荒漠区‘赤霞珠’葡萄根系分布的影响

研究不同滴灌方式对葡萄根系分布的影响,是制定葡萄肥水管理和越冬防寒措施的依据.本研究以传统沟灌为对照,采用覆草滴灌、膜下滴灌、双管滴灌、单管滴灌等不同节水灌溉方式,研究了荒漠灌区不同灌溉方式下酿酒葡萄‘赤霞珠’的根系组成与分布特点.结果表明: 在干旱荒漠区‘赤霞珠’葡萄根系的垂直分布范围在0～70 cm,水平分布范围在0～120 cm.采用双管滴灌的根系数量最大,单个剖面根系数量达138.3条,但根系的垂直分布范围较对照(沟灌)缩小了20 cm;覆草滴灌的根系数量较对照显著提高,根系水平分布范围较对照扩大了9.1%;膜下滴灌的根系数量和水平分布范围与对照差异不显著,但根系垂直分布范围较对照减少了20 cm;单管滴灌显著提高了根系数量,但根系垂直分布和水平分布范围与对照差异不显著.在该生态区酿造葡萄最理想的节水滴灌方式是覆草滴灌.     

RNA干扰与基因敲除

RNAi是指通过双链RNA介导特异性降解靶mRNA,导致转录后水平基因沉默的现象。其作用途径有RdRP依赖的RNAi的途径与非RdRP依赖的RNAi途径2种。利用RNAi的基因敲除技术在dsRNA序列选择、质粒或病毒为载体的dsRNA体内合成、发夹样siRNA的转录、dsRNA的导入方法等方面取得了很大进展,在研究人类或其他生物基因组中未知基因及蛋白质的功能等领域具有诱人的应用前景。     

苹果属垂丝海棠MhPPOX1基因克隆及抗缺铁性功能鉴定

原卟啉原氧化酶(Protoporphyrinogen oxidase, PPOX1) 是叶绿素生物合成途径中的关键酶,为深入探究苹果PPOX1基因的功能,该研究以苹果砧木垂丝海棠(Malus halliana)为试材,采用PCR方法,克隆MhPPOX1基因,并进行生物信息学分析及功能鉴定;采用农杆菌介导法转化烟草和拟南芥,进一步分析MhPPOX1在缺铁胁迫中的功能,并对转基因烟草与拟南芥进行抗性分析。结果表明：(1)成功克隆获得 垂丝海棠MhPPOX1基因片段,经序列比对鉴定为苹果的 MhPPOX1基因(序列号：LOC103444480)。MhPPOX1基因的开放阅读框为1 644 bp,编码547个氨基酸,等电点为8.98;系统进化树分析表明,苹果属垂丝海棠MhPPOX1与白梨该家族蛋白的亲缘关系最近。(2)成功克隆获得垂丝海棠MhPPOX1启动子序列片段(2 016 bp),对该启动子顺式作用元件预测结果显示,MhPPOX1启动子序列中存在干旱、低温、光、生长素以及与叶绿素相关等响应元件。(3)成功构建过表达载体 MhPPOX1 pRI101,并成功获得转MhPPOX1基因烟草和拟南芥。(4)qRT PCR分析表明,垂丝海棠幼苗在缺铁( Fe)胁迫下植株叶片黄化枯死,且MhPPOX1基因表达量较对照显著升高;转MhPPOX1基因烟草和拟南芥在缺铁胁迫中与野生型相比均生长良好,不易黄化,且缺铁条件下转基因拟南芥和烟草的叶绿素a、叶绿素b总量以及总铁含量明显高于野生型植株,表明MhPPOX1基因过量表达提高了拟南芥和烟草对缺铁胁迫的抗性。研究认为,MhPPOX1基因在植物抵抗缺铁胁迫中可能发挥重要作用。     

盐碱胁迫对垂丝海棠光合作用及渗透调节物质的影响

该研究以2年生垂丝海棠(Malus halliana Koehne)实生苗为研究材料,设置盐胁迫(NaCl)、盐碱混合胁迫(NaCl+NaHCO_3,1∶1)和碱胁迫(NaHCO_3)3类处理,并以清水作为对照(CK),通过盆栽的方法测定不同时间点垂丝海棠叶片光合色素含量、光合作用参数、叶绿素荧光参数、相对电导率及渗透调节物质含量的变化,以探讨不同盐碱胁迫下垂丝海棠的生理响应特性。结果表明:(1)3种盐碱胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,垂丝海棠植株叶片光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)的合成受到抑制,且以碱胁迫处理下降低最为明显,碱胁迫40 d后叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及类胡萝卜素(Car)分别降低67.18%、68.90%和64.67%。(2)垂丝海棠叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)在3种盐碱胁迫下均显著低于CK,而碱处理、盐碱混合处理下的胞间CO_2浓度(C_i),在胁迫20 d时较CK分别升高137.13%和77.66%,胁迫40 d后,则分别降低56.82%和51.89%。(3)随胁迫时间的延长,3种盐碱胁迫处理下的垂丝海棠植株叶片PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、最大荧光(F_m)、光化学淬灭系数(qP)和最大光化学效率(F_v/F_m)均受到抑制,但碱胁迫下的初始荧光(F_0)与盐处理和盐碱混合处理的非光化学淬灭系数(qN)则表现为升高趋势,且于胁迫40 d后,较CK分别升高60.98%、90.70%和99.15%。(4)胁迫40 d后,盐处理、碱处理及盐碱混合处理植株叶片的相对电导率(REC)分别比CK升高了9.39%、35.07%和29.32%,同时各处理胁迫40 d后的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)、有机酸(OA)显著高于CK,且OA对盐碱混合处理更为敏感,其含量显著高于盐处理和碱处理。(5)3种胁迫对垂丝海棠生长和光合的抑制作用表现为碱处理盐碱混合处理盐处理。研究发现,垂丝海棠植株的光合作用受到3种盐碱胁迫的显著抑制,并以碱胁迫的影响程度更大,但其能通过渗透调节物质来应对胁迫,有效缓解盐碱胁迫的伤害,增强自身耐盐碱能力。     

垂丝海棠应对盐碱复合胁迫的生理响应

盐碱复合胁迫是影响植物生长的主要环境因子。为了探究垂丝海棠（Malus halliana Koehen）响应盐碱复合胁迫的生理特性,利用主成分分析法明确耐盐碱阈值,以2年生垂丝海棠苗为试材,将NaCl与NaHCO₃按1：1的比例混合,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟5种不同浓度（0、50、100、150、200 mmol/L）盐碱复合胁迫对其光合色素、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质的影响,并对其相关指标进行相关性和主成分分析。结果表明,随着胁迫强度的增大,叶绿素（Chl T）合成受阻,净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片含水量（WC）下降,最大光化学效率（F_v/F_m）、表观光合电子传递速率（ETR）、PSⅡ实际化学效率（φPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）被抑制;类胡萝卜素（Car）含量、水分利用效率（WUE）、电解质外渗率、非调节性能量耗散（Y（NO））升高;胁迫40 d时,初始荧光（F₀）显著升高,而调节性能量耗散Y（NPQ）、非光化学荧光淬灭系数（qN）急剧降低;脯氨酸、可溶性糖、有机酸显著积累,并在100 mmol/L浓度下达到峰值。植株的P_n与G_s、C_i、ETR、φPSⅡ呈极显著正相关,与T_r、WC、qP、Chl T呈显著正相关,与电导率、脯氨酸、Y（NO）呈显著负相关。因此,盐碱复合胁迫下,垂丝海棠叶片主要通过降低G_s、C_i、T_r、WC,提高WUE、大量积累渗透调节物质、启动热耗散机制来保持光合系统伤害与修复的动态平衡。根据主成分分析法,浓度100 mmol/L为耐盐碱阈值,同时G_s、C_i、T_r、Chl T、ETR、φPSⅡ、Y（NO）、WC、qP、电解质渗透率、脯氨酸可作为评价垂丝海棠耐盐碱能力的有效指标。