旱地小麦理想株型与生长冗余

自1968年Donald提出作物理想株型(ideotype)以来,众多学者在如何减少生长冗余、塑造理想株型方面做了大量努力,在旱地小麦育种策略和栽培管理模式创新方面取得了一定进展。而该方面的进展有限,不同领域的研究者对理想株型和生长冗余的认识存在严重分歧。综述了近年来旱地小麦理想株型研究进展,以过去20年黄土高原雨养农业区的观测数据为主进行了集成分析,将产量分别与根系生物量、地上生物量和株高等指标进行回归分析,勾画了旱地小麦在根系、茎秆和分蘖等器官中生长冗余的演变趋势,对生长冗余产生的生态学机制展开了分析,并对理想株型与生长冗余的互作关系进行了讨论。已有的研究进展表明,旱地小麦理想株型演变是一个不断消减生长冗余,但又无法完全消除冗余的复杂过程,一定程度的冗余存在是理想株型发生的物质基础。旱地小麦理想株型育种必须以基因型和环境互作关系为基础,通过减少个体间的竞争强度和个体大小不整齐性,促进物质和能量更多地向籽粒迁移,最终提高种群产量。综上所述,旱地小麦理想株型选择需建立在生长冗余理论基础上,根据生态学基本原理对基因型和表现型进行耦合分析与选择权衡。     

中国家蚕抗菌肽人工合成类CMⅣ基因在甜菜夜蛾虫体中的表达

将人工合成的中国家蚕抗菌肽类CMⅣ基因与抗菌肽信号肽基因连接 ,经EcoRⅠ、HindⅢ双酶切后 ,克隆于pFASTBacⅠ的EcoRⅠ、HindⅢ酶切位点之间 ,得到重组转座载体pFASTBac ABP ,经测序证明阳性克隆正确。将重组转座载体转化HD1 0Bac大肠杆菌 ,得到重组Bacmid ABP。将重组Bacmid转染sf2 1细胞及感染甜菜夜蛾 (Laphygmaexigua)幼虫 ,在培养细胞上清及虫体血淋巴中均测到抗菌活性。经Northernblotting证明感染甜菜夜蛾幼虫中有类CMⅣmRNA的存在。且表达产物在酸性电泳中电泳行为与天然抗菌肽CMⅣ组分相似。为进一步利用昆虫细胞及虫体生产抗菌肽药物打下了基础。     

3种丛枝菌根真菌与3种寄主植物的共生关系

【目的】利用丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对寄主植物的偏好性和不同寄主植物的功能互补作用,建立AM真菌的高效繁殖体系。【方法】以玉米(Zea may L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]和白车轴草(Trifolium repens L.)为寄主植物,采用寄主植物单作和间作的盆栽培养法,研究不同栽培模式对光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)、单孢球囊霉(Glomus monosporum)和根内球囊霉(G.intraradices)3种AM真菌繁殖能力的影响,通过地上部分生物量的分配分析,探索C3和C4植物对AM真菌共生关系的"功能互补"效应及机制。【结果】间作模式下,寄主植物地上部分总生物量和3种AM真菌的孢子密度均显著高于单作(P0.05);单作和间作栽培模式下,3种AM真菌对玉米地上部分生物量响应无显著差异(P0.05),但单孢球囊霉和根内球囊霉对高粱地上部分生物量产生显著影响(P0.05);两种间作栽培模式下,根内球囊霉对白车轴草地上部分生物量也产生了显著影响(P0.05)。【结论】3种AM真菌对3种寄主植物的共生偏好性不同,且C3和C4植物对AM真菌共生关系存在一定的"功能互补"效应,利用AM真菌的寄主植物偏好性和不同植物间的功能互补关系,增加AM真菌的孢子产量,有利于AM真菌高效繁殖体系的建立。     

昆虫抗菌肽的研究进展

昆虫的种类繁多,约几百万种,为适应各种不同的生态环境,建立了自己独特的免疫系统,抗菌肽就是免疫体系中的关键成分,过去,抗菌肽的主要研究方面是昆虫免疫和昆虫生化,目前不少工作从分子水平上进行探讨。     

葵花大蓟亲脂性化学成分研究

从葵花大蓟地上部分的提取物中分离得到6个化合物.利用现代波谱技术鉴定为山奈甲黄素(1)、芹菜素(2)、刺槐素(3)、3β-羟基豆甾-5-烯-7-酮(4)、β-谷甾醇(5)、β-胡萝卜苷(6).以ABTS 自由基清除实验表明化合物1、2具有良好的抗氧化活性.化合物1~6均为首次从该植物中分离得到.     

人工选择下旱地小麦生长塑性与产量形成特征

旱地小麦在进化过程中经受了自然和人工的双重选择,其中人工选择在品种驯化和改良过程中扮演了关键的角色.本文综述了人工选择下旱地小麦进化特征、生理可塑性、形态可塑性和种群属性演变等几个相对独立、但又相互联系的问题,探讨了旱地小麦适应逆境胁迫的生理生态机理,并勾画了其进化路线.在旱地小麦从二倍体到六倍体的漫长进化历程中,自然选择对小麦适应外界环境起到关键作用;随着人工选择的介入,以产量为主要目标的性状选择不断得到强化,从群体上呈现适应逆境的形态特征.人工选择下旱地小麦的水分及养分利用效率不断提升,生物量分配呈现出地下部减少、地上部增加的分配特征,对密度胁迫和高温胁迫的耐受性不断增强,但单位面积光合速率呈逐渐降低趋势.旱地小麦生产是复杂的群体过程,而非简单的个体反应.人工选择提高了旱地小麦的种群适合度和个体繁殖分配,强化了与环境的协同性,却弱化了其自然种群属性.本文还对旱地小麦的进化图进行了描绘,对气候变化下旱地小麦育种和栽培管理提出几点建议.     

丛枝菌根真菌与植物共生对植物水分关系的影响及机理

自1885年Frank首次提到菌根(mykorhiza)概念以来,大量的试验证实了丛枝菌根真菌(AMF)与植物根系之间形成具有一定结构和功能的共生体,促进植物生长并提高干旱耐受能力,在干旱生态系统中发挥重要的作用。该研究多集中在对宿主植物生理生态的影响及其机制方面,然而菌根共生对宿主植物水分吸收和信号产生、传递的影响研究少而分散,缺少系统总结。综述了最近四十多年丛枝菌根真菌与植物共生体对宿主植物干旱适应性影响研究进展,讨论了菌根共生对植物根冠通讯的影响及机理。干旱胁迫下AMF与植物共生,通过影响宿主植物一系列生理生态过程,提高宿主植物横向根压和纵向蒸腾拉力。经典的Ohm吸水模型是该方向最有代表性的研究成果,该模型揭示了菌根共生的根外菌丝具有不同于根细胞的细胞结构和水分运输性能,这为宿主植物提供一种特殊的快速吸水方式,可提高植物对土壤水分的吸收和运输能力。研究表明,AMF会影响宿主植物根冠通讯过程,如诱发信号级联反应,诱导根系尽早感知水分胁迫并产生非水力根源信号,提高宿主对干旱的耐受性。讨论了AMF在根冠通讯分子机制研究方面存在的问题及可能的解决途径,展望了AMF在干旱农业生产中的应用潜力。     

当归不同生长时期根际丛枝真菌分布及土壤养分和酶活性的动态变化

【目的】探讨当归不同生长时期丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的分布及土壤养分和土壤酶活的变化,以期了解当归不同生长时期AMF与土壤养分和土壤酶活的关系,为AMF在当归种植的应用提供理论依据。【方法】在当归不同生长时期分别采集根际土壤样品,测定其土壤养分、土壤酶活、AMF孢子密度和球囊霉素等因子,分析当归不同生长时期根际土壤AMF孢子密度、土壤养分和土壤酶活等指标的动态变化和相关性。【结果】随着当归生育期的完成,根际土壤AMF孢子密度先降低后持续升高;易提取球囊霉素(Easily extractable glomalin,EEG)和总球囊霉素(Total glomalin,TG)平稳增加,而且EET与TG和脲酶活性呈显著正相关(P0.01),EET和TG与根际土壤有机质和全氮含量以及酸性和中性磷酸酶活性均显著正相关(P0.05);根际土壤有机质和全氮表现为增加的总趋势;有效磷含量呈现为生长前期保持不变、中期显著降低、后期逐渐升高的趋势,而有效钾含量先逐渐增加,生长中后期显著降低的趋势;根际土壤酸性和中性磷酸酶活性均呈现逐渐增加趋势,而脲酶活性表现为生长前期逐渐增加,中后期显著降低;p H值在当归不同生长时期有所波动。相关性分析结果表明,AMF孢子密度与土壤酸性磷酸酶酶活性呈显著正相关,而酸性磷酸酶酶活性与根际土壤全氮、有机质、易提取球囊霉素和总球囊霉素呈显著正相关,与有效磷和有效钾含量呈显著负相关,表明AMF对根际土壤养分和酶活性具有一定的调节作用;主成分分析结果表明,不同生长时期是影响当归根际土壤理化指标的主要因素。【结论】AMF孢子密度在当归根际的动态变化一定程度上反映出了AMF分泌球囊霉素的能力,以及球囊霉素对增加根际土壤碳氮储存的贡献,同时表明球囊霉素影响了当归根际土壤酶活性和其它养分的代谢循环,对改良土壤和促进当归生长发挥重要的作用。