百合组织培养和遗传转化的研究进展

百合是单子叶球茎类观赏花卉,具有食用和药用的作用。本文综述了国内外百合组织培养和遗传转化研究进展。包括营养器官、生殖器官和原生质体再生系统的建立。详细介绍了基因转化的方法,例如农杆菌、基因枪、电激穿孔等。浅析百合外源基因的表达,例如GUS、半夏凝集素基因、几丁质酶基因等。同时,讨论了百合遗传转化中存在的问题,以期为百合基因工程方面的研究提供依据。     

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。     

RT-PCR 方法同步检测兰州百合(Lilium davidii var. unicolor )两种主要病毒

建立并优化了以18S rRNA为内参照的特异性检测兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）两种主要病毒：黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus,CMV）和百合无症病毒（Lily symptomless virus,LSV）的三重RT-PCR体系。结果表明,52.5°C的退火温度、0.025 U/μL的Taq DNA聚合酶、0.6 mmol/L的dNTP浓度、4 mmol/L的Mg2＋浓度、0.4μmol/L的各引物浓度以及30个循环等是三重PCR体系扩增的最佳条件;同时用该优化体系检测了兰州百合不同取样部位的病毒差异,发现LSV在不同取样部位的特异扩增条带的强度比较一致,而CMV差距相对较大,外鳞片CMV相对含量在整个感病植株中最高。为兰州百合主要病毒检测、脱毒组培快繁提供了技术支撑。     

红砂灌丛对土壤和草本植物特征的影响

研究了黄土高原西部荒漠草原区天然红砂灌丛内外土壤水分、养分的差异及植物萌动期红砂灌丛对草本植物生长和植被组成的影响.结果表明:红砂灌丛下土壤水分状况明显好于灌丛外空地,尤其是在30～110 cm土层最为显著;灌丛内土壤粘粒和粉粒含量明显高于灌丛外,而沙粒含量低于灌丛外,尤其是0～10 cm土层;土壤有机质、全效氮、磷、钾及速效氮、磷、钾均在灌丛下富集,富集率分别达到1.40、1.25、1.04、1.05、1.37、1.77和1.49;从灌丛内到灌丛外草本植物的盖度和高度逐渐减小,而植物丰富度增大;红砂灌丛对草本植物密度、盖度和高度的相互作用强度均呈现正值,而植物丰富度的相互作用强度为负值.说明红砂灌丛具有明显的沃岛效应,并对草本植物的生长有促进作用.     

干旱区杨树、榆树人工防护林地土壤CO2释放通量研究

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分。随着全球气候变暖趋势逐渐明显, 土壤呼吸的时空变异及其对温度变化的响应已成为生态学研究的重要内容之一。利用LI-8100自动土壤CO₂通量测量系统, 连续两年生长季测定了准噶尔盆地新垦绿洲杨树(Populus sp.)、榆树(Ulmus pumila)人工防护林地土壤呼吸的时间动态, 并分析了土壤水热因子及光合作用对土壤呼吸的影响。研究结果表明: 两种林分土壤呼吸日变化波动呈现一定的不规则性; 季节变化表现为明显的单峰格局。杨树林地土壤呼吸速率显著高于榆树林地, 生长季平均土壤呼吸速率分别为3.71和1.82 μmol CO₂·m^-2·s^-1。两种林分土壤呼吸的季节变化与气温、不同深度层次土壤温度间均呈显著的指数相关, 而与土壤含水量之间相关不显著。50和35 cm土壤温度可以分别解释两种林分土壤呼吸时间变化的78.5%和64.4%, 与土壤温度和含水量的共同解释率接近。林分间土壤呼吸速率差异受到林木生长状况、光合作用及土壤盐分等的影响。研究结果初步阐明了准噶尔盆地干旱区典型绿洲防护林植被土壤呼吸的季节动态特征及主要影响因子, 为进一步揭示该区域林地土壤碳循环特点提供了一定的理论基础。     

DRE顺式作用元件dsDNA芯片制备

DRE顺式作用元件能与DREB转录因子特异结合,在诱导逆境（干旱、高盐、低温）基因表达过程中起重要作用。dsDNA（double strand DNA）微阵列芯片技术能够有效地检测序列特异性DNA结合蛋白质（转录因子）与大量DNA靶点（顺式作用元件）的特异性结合,可有效分析生物分子结合作用。根据DRE顺式作用元件核心序列设计并化学合成含发夹结构的单链DNA探针,采用Taq DNA聚合酶在片延伸,并对其在片延伸体系的反应温度、Mg^2＋浓度以及单链探针是否变性等条件进行了优化。结果表明,50％的反应温度,2．5mmol／L的Mg^2＋浓度和单链不变性是TaqDNA聚合酶在片延伸的最佳条件。优化方法制备的dsDNA芯片将更有利于DRE顺式作用元件与DREB抗逆转录因子相互作用的研究。     

百合枯萎病拮抗细菌的筛选、鉴定及其抑菌物质研究

【目的】筛选对百合枯萎病具有抑菌活性的拮抗细菌,对其抑菌活性物质进行初步分离纯化分析。【方法】以强致病力的百合尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)为靶菌,采用系列稀释法和平板对峙法初筛拮抗细菌,并通过产铁载体能力、水解酶活性、土壤定殖力等多种生防特性指标进行复筛,结合形态学特征、生理生化指标和16S rRNA基因序列比对鉴定其分类地位;利用百合尖孢镰刀菌作为靶菌进行活性追踪,结合酸沉淀、快速柱色谱、HPLC等分离纯化手段,对菌发酵液中的抑菌活性物质进行纯化分析。【结果】在64株百合根际细菌和386株海洋细菌中进行初筛,得到9株对百合镰刀菌具有较强拮抗活性的菌株,最后筛选了1株拮抗活性较强且产铁载体能力和水解酶活性、土壤定殖能力较高的菌株11B91,鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其抑菌活性物质初步推测可能为iturin和fengycin脂肽类化合物。【结论】菌株11B91在百合枯萎病的生物防治中具有潜在的应用价值,证实海洋来源的微生物也具有防治陆地植物病原菌的潜力,为植物病害的防治拓宽了思路。     

西伯利亚百合器官离体培养及结鳞茎的研究

通过对西伯利亚百合不同外植体离体培养、生根培养以及结鳞茎的研究,建立了组织培养快速繁殖技术体系。结果表明:诱导鳞茎不定芽分化的最佳培养基为M S+1.0 BA+0.5 NAA,大于2 cm叶片长的分化率达到135.67%;诱导叶柄不定芽分化的最适培养基为M S+0.5 BA+1.0 NAA,分化率达到28%;诱导叶片不定芽分化的最适培养基为M S+0.5 BA+1.0 NAA+0.1 KT,分化率达到12.50%。最适增殖培养基为M S+0.2 NAA,60 d后增值率达到318%;最佳结鳞茎和生根培养基为M S+9%蔗糖,蔗糖浓度为3%~9%时,对结鳞茎和生根具有促进作用,11%时,对其具有抑制作用。     

DREB1A 转录因子蛋白的原核表达

DREB1A是DREB转录因子的一员,它们都含有一段与DNA结合的保守区域,由58个氨基酸组成,称为EREBP/AP2结构域(EREBP/AP2 domain)。一个DREB转录因子可以调控多个与植物干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达。从拟南芥中克隆了DREB1A转录因子基因,成功构建了DREB1A基因的原核表达载体,转化E.coliBL21(DE3),经1 mmol/L IPTG诱导表达获得了DREB1A蛋白,但以包涵体形式存在。为以后深入研究DREB转录因子与DRE顺式作用元件相互作用的具体机制奠定了基础。     

荒漠草原区不同生活型植物生长对降水变化的响应

在全球气候变化背景下,降水变化对植物群落动态将产生深远的影响。以黄土高原西部荒漠草原为对象,通过野外降水控制试验,研究不同生活型植物丰富度、密度、盖度、高度和地上生物量对降水变化的响应。结果表明: 降水处理对一年生草本植物的丰富度、密度、盖度的影响在降水试验第3年(2015年)达到显著水平,以减水处理最低,植物高度对降水变化的响应更敏感,3年间,均以减水40%处理最低;植物生长和地上生物量对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的响应。多年生草本植物的丰富度、密度和盖度在第3年以减水处理显著低于增水40%处理,但与对照无显著差异;植物高度3年间均以减水40%处理最低;丰富度、盖度、高度对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的正响应,但地上生物量对增水40%处理的正响应较强。灌木的丰富度、密度、盖度和地上生物量对增减水20%处理的正响应最明显,可能与灌木在该处理分布相对集中有关。降水减少抑制了草本植物的生长,但对一年生草本植物的抑制作用更强,降水增加在一定程度上促进了多年生草本植物的生长和生物量积累。一年生草本植物的生长和生物量随降水年际变异波动明显,灌木受降水改变的影响相对较小,降水变化对黄土高原西部荒漠草原植物群落组成与功能将产生显著的影响。