CO2倍增对不同氮水平下小麦幼苗根系及叶片NR活性的影响

以小麦品种'小偃22'幼苗为材料,采用开顶式气室和水培实验研究了不同供氮水平(2.5、5.0、10.0和 15.0 mmol·L-1)下小麦幼苗植株生长量、根系形态、有机碳分泌速率和硝酸还原酶(NR)活性对大气CO2浓度升高的响应.结果显示,大气CO2浓度倍增均增加了小麦幼苗各生长阶段根冠生物量以及根系长度、面积、有机碳分泌速率和叶片NR活性.随供氮水平的提高,各生长阶段幼苗根冠生物量、根长和面积以及叶片NR活性呈上升趋势,而有机碳分泌速率呈下降趋势;根冠比变化不同阶段表现不一致,一叶一心期呈下降趋势,二叶一心期和三叶一心期分别以15.0和10.0 mmol·L-1氮水平较高.研究表明,大气CO2浓度升高可促进小麦幼苗根系生长和有机碳分泌速率,提高其氮素同化能力;增加介质供氮有利于高CO2浓度条件下小麦幼苗根冠生长和氮素同化,提高根冠比,减少根系有机碳过度分泌引起的碳损耗.     

根土空间对高粱根系生理特性及产量的影响

采用尼龙袋（允许水分和养分自由通过）装土栽培作物的方法,研究了根系生长空间对高粱根系生理特性及产量的影响.结果表明,限制根系生长空间影响了高粱的生长,不同程度地降低了高粱的株高、叶面积、花后旗叶SOD及POD活性、总根长、根系吸收面积、根系与地上部干重、养分吸收量及最终产量,但增加了根系活力及活性吸收面积占总吸收面积的百分数.施肥有利于改善高粱根系在空间胁迫下的生长,增加根系吸收面积和活力,促进根系对养分的吸收,在一定程度上延缓根系生长空间不足所造成的不良影响.     

烟草幼苗根系分泌自毒物质种类及PAEs对根系抗氧化性能的影响

采用GC-MS技术鉴定水培烟草Burley及K326在幼苗期不同生长阶段的根系分泌物;并用不同浓度邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)溶液浇灌盆栽烟草幼苗,研究其根系抗氧化性能变化。结果如下:(1)Burley根系分泌物主要有3类化合物,其中自毒物质邻苯二甲酸酯(PAEs)在二叶龄期、四叶龄期、六叶龄期的相对含量分别为7.6%、0.3%、未检出;而K326根系分泌物主要有9类化合物,PAEs在二叶龄期、四叶龄期、六叶龄期的相对含量分别为35.6%、51.3%、2.2%。(2)浓度高于0.1 mmol/L的PAEs使根中超氧阴离子自由基产生的速率显著(P0.05)增加;随着DIOP及DBP浓度的增加,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性增加,在0.5 mmol/L时达到最大,然后随着处理浓度的增加而下降。丙二醛的浓度随着这两种PAEs处理浓度的增加而增大。结果表明:烟草根系分泌的自毒物质PAEs达到0.5 mmol/L时,能降低根系的抗氧化性能,造成根尖细胞膜系统的氧化损伤,引起根吸收功能等一系列生理生化变化,并最终表现出自毒作用。     

不同年代大豆品种根系活力的变化及其与植株生物量的关系

为探索不同年代大豆品种根系活力的变化及其与植株各器官生物量和根系伤流液重量的关系。以吉林省1923~2009年间育成的27个大豆品种为材料进行田间试验,在四叶期(V4),盛花期(R2),结荚盛期(R4)和鼓粒盛期(R6)测定根系活力、伤流液重量和植株各器官生物量。结果表明,随生育期的推进,植株器官生物量不断增加,而根系活力和伤流液重量则呈单峰曲线变化,在R4期达到最大。在R4期,植株根系活力、根系伤流液重量和器官生物量与育成年代均呈显著或极显著正相关,但在V4、R2和R6期均未达到显著水平。在R4期,根系活力与根系伤流液重量、植物器官茎、叶和根生物量呈显著或极显著正相关;各品种间地上部器官生物量与根系活力的比值差异不显著。大豆的遗传改良使地上部器官与根系活力协同演进,在根系活力增强的同时植株器官生物量和根系伤流液重量也增加,且在R4期,根系活力与植物器官生物量和根系伤流液重量相关最为密切;可以把R4期的根系活力作为高产育种的指标之一。     

光质对水稻幼苗生长及生理特性的影响

以荧光灯为对照,采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制不同光谱能量分布,研究了光质对‘武运粳7号’和‘抗优63’两种水稻幼苗生长及生理特性的影响.结果表明：光质对两个品种水稻幼苗生长有显著影响且存在差异.蓝光显著抑制幼苗株高,提高‘武运粳7号’叶片的可溶性蛋白含量及两个品种水稻五叶期幼苗的壮苗指数;红光显著提高三叶期幼苗的茎基直径、壮苗指数以及五叶期叶片的可溶性糖和淀粉含量;红蓝组合光显著提高三叶期幼苗的根数、茎基直径、壮苗指数、根系活力和可溶性糖含量,以及五叶期幼苗的鲜、干质量、壮苗指数、叶片可溶性糖和蔗糖含量;黄光可在幼苗生长初期明显增加株高,提高叶片色素含量.总体上,红蓝组合光有利于培育水稻壮苗.     

草莓种苗壮苗指数模型的构建与质量评价

随着我国草莓栽培面积逐年增加,草莓种苗需求量越来越大,为了确保种苗育苗质量,亟需开展壮苗评价的研究。本研究以生长40 d的‘红颜’穴盘苗为对象,在测定地上部和地下部生长、鲜重、干重等16项指标的基础上,分别构建单项指标隶属函数,使用加权模糊评判法计算种苗综合评价指数;利用主成分分析筛选的关键指标组成多个壮苗指数模型,与种苗综合评价指数进行相关性分析后,确定最佳草莓壮苗指数模型并进行验证。结果表明: 随机选取的320株草莓种苗16项指标存在显著差异,综合评价指数为0.165～0.817,可作为壮苗指数模型构建和种苗质量评价的依据。主成分分析将16项指标划分为地上部相关指标、地下部相关指标和色素指标3个主成分,累计贡献率达到79.7%;从每个主成分中选择贡献值最大的3个指标随机组成27种壮苗指数模型,通过相关性分析筛选出与综合评价指数相关性最大的5个壮苗指数模型,其中“地上干重×根系表面积×叶绿素a”的相关性最高,用‘红颜’、‘香野’和‘甜查理’种苗验证相关系数均最大,分别为0.879、0.924和0.975,确定可作为草莓壮苗指数计算模型。以综合评价指数为种苗质量分级依据,可将种苗健壮程度分为3个等级:等级Ⅰ(综合评价指数≥0.5,壮苗指数≥4.0)为优质苗,等级Ⅱ(综合评价指数0.3～0.5,壮苗指数0.5～4.0)为合格苗,等级Ⅲ(综合评价指数≤0.3,壮苗指数≤0.5)为弱苗。研究结果可为草莓或其他种苗壮苗指数计算和种苗健壮程度评价提供理论依据与科学方法。     

短期极端高温对鸡冠花种子活力及早期幼苗生理特性的影响

为明确鸡冠花(Celosia cristata)种子对短期高温的耐受性,种子经短期高温处理30 min,采用纸上发芽法测定种子活力及早期幼苗生理指标。结果表明,60℃下,鸡冠花种子的相对发芽率、发芽势、相对发芽指数分别为101.68%、70%、101.41%,而相对伤害率仅为-1.41%,其早期幼苗根系长度与侧根数、根系活力、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性与丙二醛(MDA)含量与对照的差异不显著(P0.05),而过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照(P0.05)。温度再升高,种子活力逐渐降低,早期幼苗CAT活性、根系活力与叶绿素含量均迅速降低。这说明鸡冠花种子可耐受的短期极限高温为60℃,且CAT对高温较SOD与POD敏感,可作为评价植物对短期高温反应的一个指标。     

四种苔藓植物提取液对二种蓼科植物种子萌发和幼苗生长的影响

研究卵叶泥炭藓(Sphagnumovatum),卷叶凤尾藓(Fissidenscristatus),弯叶灰藓(Hypnumcallichroum)和大金发藓(Polytrichumcommune)的水粗提取液对维管植物虎杖和皱叶酸模种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示:四种苔藓植物的粗提取液对两种植物的种子萌发率并没有显著影响。然而,弯叶灰藓,、卵叶泥炭藓和卷叶凤尾藓的提取液抑制了皱叶酸模种子的活力指数。除此之外,卷叶凤尾藓还显著地抑制了它幼苗的干重。四种藓类的提取液对虎杖的种子活力指数和干重,但是卷叶凤尾藓的提取液对幼苗的生长有显著的影响。苔藓植物粗提取液对种子萌发和幼苗生长的影响的机制并不清楚,有待进一步研究。     

籼稻根系活力与地上部分的关系

1998年早季在广州研究了不同籼稻类型根系活力与地上部分一些性状的关系,结果表明:（1）所有参试品种的根系活力在全生育期中均呈单峰曲线变化,最高值出现在幼穗第2次枝梗原基分化期。两系法杂交稻在生长前期根系活力增幅大,叶面积指数发展快。（2）根系活力在分蘖期与叶绿素含量呈显著正相关;在分蘖期和孕穗期与叶绿素a/b值呈显著负相关,并在幼穗第2次枝梗原基分化期与叶面积指数呈显著正相关,说明在水稻生长发育前期根系活力的强弱与地上部分叶、蘖的发展是相对应的。（3）根系活力与灌浆成熟后期的籽粒充实度达极显著正相关,根系活力强的品种,后期充实度高,相反则充实度低。     

干旱胁迫对不同烤烟品种根系生长和生理特性的影响

以抗旱型烤烟品种‘农大202'及一般型烤烟品种‘NC89'和‘K326'为材料,采用盆栽试验研究了干旱胁迫对根系生长和生理特性的影响,以明确各烟草品种的抗旱能力及其与根系生长和生理特性的关系.结果显示:严重干旱胁迫之后各烤烟品种根系鲜重、干重上升,而根系活力、根系吸收面积以及根系SOD和POD活性等根系生理指标则呈下降趋势.在干旱胁迫条件下,‘农大202'的根系总吸收面积、活跃吸收面积、根系活力、SOD活性和POD活性均显著高于两对照品种‘NC89'和‘K326',但其根系鲜重和干重等生物量并不具有太大的优势.研究表明,烟草的根系生长和生理特性对环境水分条件的响应存在明显的基因型差异;在干旱胁迫条件下, ‘农大202'根系能保持较高总吸收面积、活跃吸收面积、根系活力和保护酶活性,是其具有较强抗旱性的生理基础.     

拉曼被孢霉产γ-亚麻酸的发酵条件优化

对影响发酵产γ-亚麻酸的因素（温度、N源、P源等）进行单因素考察。结果发现,各因素对拉曼被孢霉（Mortierella ramanniana NBRC 8187）产γ-亚麻酸均有不同程度的影响。通过正交试验设计对KH2PO4、NaNO3、酵母膏和温度进行了L9（34）试验设计,以γ-亚麻酸产量为优化目标,直观分析得出影响产量的因素大小顺序为酵母膏、温度、KH2PO4、NaNO3,最终确定最佳的培养条件：酵母膏5 g/L、25℃、KH2PO41 g/L、NaNO33 g/L。在此条件下,检测得出在第5天γ-亚麻酸产量达到0.968 g/L,相比优化前（0.583 g/L）提高了66%。     

Mass production of pure gibberellin A1 by Phaeosphaeria sp. L487 and the fungal preparation of [U-13C]gibberellin A1.

The mass production of pure gibberellin A1 (GA1) by shake-culturing Phaeosphaeria sp. L487 was investigated. Its GA1 production was markedly influenced by natural nitrogen sources and NH4NO3. When the fungus was cultured in an 8% glucose-1.5% oatmeal-0.1% NH4NO3-0.5% KH2PO4-0.1% MgSO4 x 7H2O medium for 3 weeks, the amount of GA1 in the culture filtrate was up to ca. 200 microg/ml: the addition of safflower oil to the culture medium two weeks after inoculation prolonged the GA1-production period to produce 300 microg/ml. Further preparation of [U-13C]GA, as a tool for the analysis of a complex of GA1 and its binding protein was attempted by using the fungus. The fungal culture in a [U-13C]glucose-oatmeal medium gave 6 mg of crystalline 13C-enriched GA1. Its 13C-enrichment of ca. 75% and 1J(CC) values were determined by NMR spectrometry.     

Ri质粒转化的青蒿发根培养及青蒿素的生物合成

用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)转化药用植物青蒿(Artemisia annua L．)并建立了发根体外培养系统。Southern杂交、NPT Ⅱ酶的检测证明Ri质粒的T—DNA转移并整合到植物的核基因组上。在发根培养系统中,检测了青蒿的重要次生代谢物一青蒿素的含量,检测了不同理化因子对发根生长及青蒿素含量的影响。结果表明：光照(日光灯,12h光周期,20001x)有利于次生产物青蒿素的积累。培养基的pH值为5．4。蔗糖浓度为3％不仅促进发根的生长,而且促进青蒿素的积累。低浓度萘乙酸(NAA)对发根生长具有促进作用,但抑制青蒿素的合成。赤霉素GA,对发根的生长及次生产物的合成都具有促进作用,其最适浓度为4．8mg／L。     

Geotrichum sp．SYBC WU-3脂肪酶的双水相萃取和酶学性质

初步研究双水相体系对Geotrichum sp．SYBC WU-3脂肪酶的萃取分离效果,选用PEC4000／NaH2 PO4作为戍相系统进行系统研究,考察影响脂肪酶萃取的各种因素（如PEG相对分子质量及质量分数、NaH2PO4质量浓度、pH）,并采用正交实验进一步优化实验条件,确定双水相萃取体系为PEG质量分数为30％、NaH2PO4质量分数为20％、体系pH为6,在此条件下Geotrichum sp．SYBC WU-3脂肪酶经硫酸铵沉淀和双水相萃取两步纯化的纯化倍数达到最大,较Geotrichum sp．SYBC WU-3脂肪酶粗酶纯化了22倍。Geotrichum sp．SYBC WU-3脂肪酶纯酶为低温碱性脂肪酶,最适反应温度为15oC,最适pH为9．5,相对分子质量为3．58×10^4。     

碎米荠及富硒产品中无机硒提取方法的建立

采用不同浓度的HCl、NaOH、KH_2PO_4、NaHCO_3、KCl、流动相及超纯水作浸提液提取富硒产品中的无机硒后,用高效液相色谱-原子荧光光谱(HPLC-AFS)联用仪测定Se(IV)和Se(VI),并对浸提时间、浸提温度、振荡频率、液料比等条件进行系统研究,建立了富硒植物碎米荠及富硒产品中无机硒的提取方法:无机硒的最佳提取剂为0.1mol/L KH_2PO_4溶液,提取方法为:称取样品0.10g于离心管中,加入0.1mol/L KH_2PO_4溶液至3mL,于70℃、1 500r/min条件下振荡提取30min,以3 000r/min转速离心10min,0.45μm滤膜过滤后上机测定,样品加标回收率为86.14%~117.60%,Se(IV)和Se(VI)均能定性定量检测,为富硒产品中无机硒测定方法标准的制定奠定了基础。     

Micropropagation of a medicinal plant, Plantago major L.

An efficient micropropagation protocol was developed for an important medicinal plant, Plantago major L. For this purpose, it is recommended to culture shoot-tips on modified MS medium [412.5 mg dm-3 NH4NO3 and 340 mg dm-3 KH2PO4] supplemented with 50 g dm-3 glucose and 0.5 μM 6-benzylaminopurine. Maximum rooting frequency was obtained at 1 μM naphthaleneacetic acid. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

长吻鮠碱性磷酸酶的动力学研究

采用生化手段,从长吻鮠(Leiocassis longirostris Günther)肝中提取出碱性磷酸酶(AKP).提纯倍数为62.08倍,比活为66.43单位/mg蛋白,提取酶液经PAGE和SDS-PAGE只呈现一条区带.该酶的最适pH为10.05,7.0>pH>11.0时不稳定;最适温度为40℃,;对热不很稳定;以磷酸苯二钠为底物其Km值为1.82×10-3mol/L.Mg2+为该酶的激活剂,L-Cys、KH2PO4、DFP、ME、EDTA-Na2为抑制剂.选用KH2PO4,和DFP作抑制类型的判断,结果表明,KH2PO4,属竞争性抑制剂,其抑制常数为2.41mmol/L,DFP为非竞争性抑制剂,抑制常数为1.01mmol/L.       

赤霉素、钙和甜菜碱对小桐子种子萌发及幼苗抗低温和干旱的影响

小桐子(Jatropha curcas L.)属大戟科( Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha L.)的能源植物。分别以小桐子种子和幼苗为实验材料,研究了不同浓度的赤霉素和CaCl₂单独处理,以及不同浓度的赤霉素、CaCl₂和甜菜碱组合处理对小桐子种子萌发及幼苗抗低温和干旱的影响。结果表明:分别用10 mg/L赤霉素和10 mmol/L CaCl₂处理小桐子种子,不仅可以提高其在正常萌发条件(26℃)、低温(18℃)和干旱胁迫(5% PEG6000)下的发芽率,还可缓解小桐子幼苗在低温(2℃)或干旱胁迫(25% PEG6000)下电解质渗漏率的增加和丙二醛(MDA)的积累。用10 mg/L赤霉素、5 mmol/L CaCl₂和15 mmol/L甜菜碱组合处理小桐子种子,也可进一步增强其在正常萌发(26℃)、低温(18℃)和干旱胁迫(5% PEG6000)条件下种子的发芽率,以及缓解小桐子幼苗在低温(2℃)或干旱胁迫(25% PEG6000)下电解质渗漏率的增加和MDA的积累,表明10 mg/L赤霉素和10 mmol/L CaCl₂分别处理或10 mg/L赤霉素、5 mmol/L CaCl₂和10 mmol/L甜菜碱组合处理可提高小桐子种子在低温和干旱胁迫下的发芽率,以及提高小桐子幼苗对低温和干旱胁迫的抵抗能力。     

向日葵下胚轴原生质体高频率愈伤组织形成与根发生

向日葵籽苗下胚轴原生质体,培养在含有ＢＡ０．５ｍｇ／Ｌ,２,４－Ｄ０．５ｍｇ／Ｌ,ＮＡＡ０．１ｍｇ／Ｌ和葡萄糖０．５５ｍｇ／Ｌ的改良Ｋａｏ培养基中,２４～２８ｈ后,原生质体开始分裂。包埋在琼脂糖０．６％中的原生质体,培养５ｄ后,分裂频率达９５％以上。生长旺盛的小愈伤组织转移到含有２ｉｐ０．１ｍｇ／Ｌ,ＩＡＡ０．０１ｍｇ／Ｌ,腺嘌呤４０ｍｇ／Ｌ和ＧＡ３０．０１ｍｇ／Ｌ的Ｔｈｏｍｐｓｏｎ液体培养基上１３ｄ后,原生质体诱导的少数愈伤组织发生根分化。     

Proteomic analysis of roots growth and metabolic changes under phosphorus deficit in maize (Zea mays L.) plants

Phosphorus (P) deficiency is a major limitation for plant growth and development. Plants can respond defensively to this stress, modifying their metabolic pathways and root morphology, and this involves changes in their gene expression. To better understand the low P adaptive mechanism of crops, we conducted the comparative proteome analysis for proteins isolated from maize roots treated with 1000 microM (control) or 5 microM KH2PO4 for 17 days. The results showed that approximately 20% of detected proteins on 2-DE gels were increased or decreased by two-fold or more under phosphate (Pi) stress. We identified 106 differentially expressed proteins by MALDI-TOF MS. Analysis of these P starvation responsive proteins suggested that they were involved in phytohormone biosynthesis, carbon and energy metabolisms, protein synthesis and fate, signal transduction, cell cycle, cellular organization, defense, secondary metabolism, etc. It could be concluded that they may play important roles in sensing the change of external Pi concentration and regulating complex adaptation activities for Pi deprivation to facilitate P homeostasis. Simultaneously, as a basic platform, the results would also be useful for the further characterization of gene function in plant P nutrition.