不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种“花育22号”、“唐科8号”和干旱敏感型品种“花育23号”3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应.结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积.干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反.干旱胁迫显著增加抗旱型品种“花育22号”20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但“唐科8号”相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种“花育23号”40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于“花育22号”.花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关.土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用.     

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.     

小麦-蚕豆间作条件下氮肥施用量对根际微生物区系的影响

通过田间小区试验,研究了小麦/蚕豆间作条件下4种施氮水平(0、90、180和270 kg·hm^-2)对根际微生物区系和多样性的影响.结果表明：在整个生育期,微生物数量有一定的波动,但均以开花期数量最高.与单作相比,间作显著增加了小麦和蚕豆根际的细菌、真菌、放线菌数量和微生物总量,而显著降低了开花期和成熟期蚕豆根际的微生物多样性.在不施氮（N₀）和低氮（N₉₀）水平下,间作与单作在微生物数量上的差异较大.间作对土壤微生物数量的促进效应在分蘖期和开花期最大,成熟期显著降低.小麦根际的微生物数量随施氮量的增加先增加后降低,以常规施氮处理（N₁₈₀）的微生物数量最多,氮肥用量对单作小麦的影响大于间作小麦. 施氮量对蚕豆根际细菌、真菌、放线菌数量和微生物多样性无显著影响,但降低了间作蚕豆根际微生物总量.适量施用氮肥能有效调节根际微生物区系,间作系统地上部植物多样性与地下部微生物区系间存在紧密联系.     

干旱胁迫对文冠果幼苗生长和生理生化特征的影响

以文冠果1年生盆栽苗为材料,采用称重控水的方法,设置土壤含水量分别为7.5%～9.4%(重度干旱)、11.3%～13.1%(中度干旱)、15.0%～16.9%(轻度干旱)、22.5%～24.4%(对照)4个处理,研究了水分胁迫对文冠果幼苗生长过程中的生长和生理生化指标的影响.结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,文冠果幼苗单株鲜重、干重和株高逐渐降低,主根和一级侧根长度逐渐增加,叶面积和叶片数逐渐减少,并在重度胁迫下达到显著水平.(2)随着胁迫时间的延长,文冠果幼苗叶片超氧化物歧化酶活性在对照和轻度干旱胁迫条件下保持相对稳定,而在重度干旱胁迫下逐渐升高;各胁迫处理叶片的过氧化物酶活性逐渐升高,而过氧化氢酶活性则表现为逐渐下降趋势.(3)在整个干旱胁迫过程中,叶片丙二醛含量在对照中始终稳定在0.045 μmol·g-1FW左右,而轻度干旱处理于胁迫21 d后趋于稳定(0.056 μmol·g-1FW),中度和重度胁迫处理则表现出逐渐升高的趋势;随着干旱胁迫加剧,各处理叶片可溶性蛋白含量先降低后升高,根系活力逐渐增强.可见,文冠果幼苗能通过增强保护酶活性及提高可溶性蛋白含量和根系活力来缓解土壤干旱胁迫的伤害,从而表现出较强的抗干旱特性.     

施钙对干旱胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响

以花生品种606为试材,在旱棚池栽人工控水条件下,研究了钙肥不同用量对花针期和结荚期干旱胁迫下花生的营养生长、生理特性、产量及品质的影响.结果表明:干旱胁迫下施钙,可以促进花生的营养生长,提高叶片的叶绿素含量、净光合速率和根系活力,提高干旱后复水过程中花生的恢复能力,缓解干旱对花生的不利影响;增加了花生荚果和籽仁的产量,尤其是增加了单株结果数和出仁率.施钙提高了籽仁中的脂肪和蛋白质含量,改善了干旱胁迫下花生的籽仁品质.在本试验条件下,施钙量为300 kg·hm-2时效果最佳.     

花生ASR基因家族特性及其对干旱和盐胁迫的响应

【目的】探究花生ASR基因家族特性及在干旱和盐胁迫响应中的作用,为花生抗旱抗盐新品种的培育提供潜在的基因位点。【方法】通过生物信息学方法对花生ASR家族进行全基因组水平鉴定以及基本特性分析,并借助转录组数据分析其在200 mmol/L NaCl及模拟干旱PEG处理下的表达变化。【结果】（1）通过分析花生栽培种狮头企参考基因组,鉴定到7个花生ASR基因,pI为5.34~6.98,蛋白脂肪系数为23.77~56.84,GRAVY值均为负值,表明这7个蛋白均是亲水性蛋白;（2）AhASR3与AhASR7基因表达模式相似,转录水平较高,基因结构及蛋白结构域和保守基序的位置和数量较相似,motif 5、6、9仅存在于AhASR3与AhASR7蛋白中;（3）AhASR1、AhASR5及AhASR2的启动子区域有干旱诱导MYB转录因子的结合位点,AhASR1、AhASR2及AhASR4的启动子区发现有ABA响应元件;（4）花生盐胁迫处理转录组分析结果显示AhASR2、AhASR3及AhASR7在200 mmol/L NaCl处理后根部出现较明显转录上调;（5）模拟干旱PEG处理转录组数据分析结果显示AhASR1、AhASR3、AhASR4及AhASR7在PEG处理4 h和8 h后,转录水平出现2倍以上上调。【结论】明确花生ASR家族基因和蛋白的基本特性,并鉴定可能参与盐胁迫和干旱胁迫响应的ASR基因,为进一步培育耐盐耐旱花生品种提供重要的目标基因。     

不同生育期马铃薯根系构型及生理对干旱胁迫的响应

【目的】明确马铃薯各生育期根系对干旱胁迫的响应特征,初步解析根系的抗旱机制,为干旱胁迫下马铃薯的科学管理提供理论依据。【方法】以‘冀张薯12号’马铃薯为材料,采用室内盆栽对比试验,设置重度干旱[土壤相对含水量45%]和正常浇水[土壤相对含水量75%]处理,在4个生育期观测马铃薯生长、根系构型和根系生理指标。【结果】干旱胁迫组马铃薯的株高、茎粗、总根长、总表面积和根总体积在整个生育期都显著低于对照组;干旱胁迫组单株产量、单株结薯数和淀粉显著低于对照组,干旱胁迫组还原糖显著高于对照组;其根系活力、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量也显著高于对照组,并随着干旱时间的延长呈上升趋势;干旱胁迫组马铃薯根系SOD、POD活性在后期也显著高于对照组,且SOD活性在前期响应较慢,POD活性则响应较快。【结论】马铃薯的生长、根系发育和产量受到干旱胁迫的显著抑制,其根系的抗氧化酶活性、渗透调节物质含量均能迅速做出响应,缓解干旱胁迫带来的伤害,表现出一定的抗旱性。     

干旱胁迫对喀斯特地区野生茶树幼苗生理特性及根系生长的影响

以贵州喀斯特地区4种野生茶树(Sect Thea(L.)Dyer)无性系幼苗为材料,采用盆栽控水方法研究其对干旱胁迫的生理生长响应,初步评价其抗旱性,并采用田间模拟持续干旱试验进行验证。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加强,4种野生茶树叶片的相对含水量逐渐降低;细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量均呈上升趋势;游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降;过氧化物酶(POD)活性除秃房茶随胁迫程度加强呈上升趋势外,其他种均呈先升后降趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加强,4种茶树幼苗总生物量干重均逐渐下降,根冠比先升后降;根系总长除在秃房茶中呈先升后降趋势外,在其他3个种中均逐渐下降;根系总表面积、根系总体积在大理茶和茶中逐渐下降,而在大厂茶和秃房茶中先升后降;根系平均直径在秃房茶中逐渐降低,大厂茶中先升后降,茶中逐渐升高;根系活力在大理茶中逐渐下降,在其他3种中均先升后降;而比叶面积则在大厂茶中呈下降趋势,在其他3种中均先升后降。(3)基于生长生理指标的隶属函数抗旱性评价结果表明,MDA含量和细胞质膜透性与野生茶树抗旱性密切相关,4种野生茶树幼苗的抗旱顺序为秃房茶(Camellia gymnogyna Chang)大厂茶(Camellia tachangensis F.C.Zhang)茶(Camellia Sinensis(L.)-O.Kuntze)大理茶(Camellia taliensis(W.W.Smish)),田间持续干旱试验验证了基于隶属函数抗旱性评价方法的准确性和可靠性。     

不同种源赤皮青冈幼苗生长和生理特性对干旱胁迫的响应

以浙江庆元、湖南洞口和湖南靖县3个地理种源的赤皮青冈(Cyclobalanopsis gilva)1年生幼苗为试验材料,采用盆栽称重法控制土壤水分含量,研究了不同程度干旱胁迫对赤皮青冈幼苗生长、生物量分配、叶片自由水和束缚水含量、根系活力和叶片内源激素含量的影响,旨在揭示赤皮青冈幼苗对干旱胁迫的适应机制。结果表明:随着干旱程度的增强,3个种源赤皮青冈幼苗的株高生长量和地径生长量呈下降的趋势;幼苗地上部分和根部生物量增量呈下降的趋势;叶片自由水/束缚水比值降低,束缚水含量升高,而自由水含量的变化趋势不一致;干旱胁迫提高了湖南洞口和湖南靖县种源赤皮青冈的根系活力,但浙江庆元赤皮青冈的根系活力随着胁迫的增强而降低;随着干旱的加剧,3个种源赤皮青冈叶片赤霉素、油菜素内酯、吲哚乙酸和玉米素含量呈降低的趋势,而脱落酸和茉莉酸甲酯含量为升高的趋势。隶属函数值法综合评价结果显示,3个地理种源赤皮青冈抗旱能力由强到弱的顺序依次为:湖南洞口种源湖南靖县种源浙江庆元种源。本研究表明,赤皮青冈通过减小生长量、增大根部生物量积累来适应干旱的环境,而较高的束缚水含量、生长素(吲哚乙酸)、细胞分裂素(玉米素和油菜素内酯)和赤霉素含量降低,脱落酸和茉莉酸甲酯含量升高是其抗旱的生理基础。     

干旱胁迫对玉米幼苗根系中NO信号转导的影响

以玉米(Zea mays L.)幼苗根系为材料,研究其生长发育对内外源NO的感应及在干旱条件下内外源NO对其生长发育的影响.结果表明:干旱抑制根系NO释放,NO的产生可能不依赖于NO合酶系统,而依赖于NADPH硝酸还原酶的酶促反应;用活性氧清除剂NAC、NAC与干旱复合处理均能促使内源NO的产生和释放:其根系生物量的分析表明内源NO的释放明显抑制根系的生长发育.     

长效油菜素内酯TS303和二氢茉莉酸丙酯增强花生抗寒能力

长效油菜素内酯TS303和二氢茉莉酸丙酯(PDJ)浸种能增强花生对低温的忍耐能力,二者显著降低低温诱导的丙二醛含量和电解质渗漏率。低温降低超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及相对含水量,但增加过氧化物酶(POD)活性以及可溶性糖和脯氨酸含量。TS303和PDJ以及它们的混合物TNZ都能延缓低温伤害引起的SOD和CAT活性下降,并能通过增加可溶性糖和脯氨酸含量来提高相对含水量。TS303在延缓SOD和CAT活性降低方面效果比PDJ好,但PDJ在增加可溶性糖和脯氨酸含量方面效果比TS303强,由于TS303和PDJ作用机理不同,二者混合使用表现出加成或协同效应。     

植物总DNA样品的快速制备

利用Ｑｉａｇｅｎ微量植物ＤＮＡ提取试剂盒,在１小时内即可从植物组织获得总ＤＮＡ,提取过程中勿需酚／氯仿和ＳＤＳ抽提,操作简便、快捷。所得ＤＮＡ样品的ＯＤ２６０／ＯＤ２８０值在１．７－１．９之间。样品纯度高;该样品不含ＰＣＲ反应抑制剂及其他酶反应抑制剂,可被各种限制性内酶完全降解,适合于ＰＣＲ、印迹、ＲＡＰＤ、ＡＦＬＰ和ＲＦＬＰ分析等各种下游应用。     

AhCYCB1基因的克隆和在ABA抑制花生侧根发生过程中的表达

根据水稻、拟南芥和玉米等植株的CYCB基因序列设计引物,以花生根系成熟区总RNA逆转录得到的cDNA为模板,用PCR扩增克隆花生CYCB1基因片段,命名为AhCYCB1（GenBank登录号为GQ868755）。该基因编码的蛋白具有CYCB1蛋白序列的特征区,与拟南芥的AtCYCB1蛋白聚类关系最近。半定量RT-PCR分析表明,ABA处理后,侧根起始部位的AhCY-CB1基因表达水平降低,ABA合成抑制剂萘普生（naproxen）处理使AhCYCB1基因表达水平明显上调。推测ABA抑制侧根发生与其降低侧根发生部位由G2期进入M期的细胞数目有关。     

DREB1A promotes root development in deep soil layers and increases water extraction under water stress in groundnut

Water deficit is a major yield‐limiting factor for many crops, and improving the root system has been proposed as a promising breeding strategy, although not in groundnut (Arachis hypogaea L.). The present work was carried out mainly to assess how root traits are influenced under water stress in groundnut, whether transgenics can alter root traits, and whether putative changes lead to water extraction differences. Several transgenic events, transformed with DREB1A driven by the rd29 promoter, along with wild‐type JL24, were tested in a lysimeter system that mimics field conditions under both water stress (WS) and well‐watered (WW) conditions. The WS treatment increased the maximum rooting depth, although the increase was limited to about 20% in JL24, compared to 50% in RD11. The root dry weight followed a similar trend. Consequently, the root dry weight and length density of transgenics was higher in layers below 100‐cm depth (Exp. 1) and below 30 cm (Exp. 2). The root diameter was unchanged under WS treatment, except a slight increase in the 60–90‐cm layer. The root diameter increased below 60 cm in both treatments. In the WW treatment, total water extraction of RD33 was higher than in JL24 and other transgenic events, and somewhat lower in RD11 than in JL24. In the WS treatment, water extraction of RD2, RD11 and RD33 was higher than in JL24. These water extraction differences were mostly apparent in the initial 21 days after treatment imposition and were well related to root length density in the 30–60‐cm layer (R² = 0.68), but not to average root length density. In conclusion, water stress promotes rooting growth more strongly in transgenic events than in the wild type, especially in deep soil layers, and this leads to increased water extraction. This opens an avenue for tapping these characteristics toward the improvement of drought adaptation in deep soil conditions, and toward a better understanding of genes involved in rooting in groundnut.     

Meristem Culture of Interspecific Hybrids of Groundnut

The shoot apices of ten groundnut interspecific hybrids, showing peanut stripe virus symptoms were used as explants. Murashige and Skoog (MS) medium containing 1 mg dm^-3 each of naphthaleneacetic acid (NAA) and benzylaminopurine (BAP) supported maximum callusing of the hybrids J 11 × Arachis sp. PI 30008 as well as J 11 × A. sp. Manfredi # 5 (86.3 and 82.6 %, respectively). On MS medium with 3.5 mg dm^-3 NAA and 0.2 mg dm^-3 BAP, the meristems of J 11 × A. stenosperma as well as J 11 × A. otavioi gave good response (79.7 and 77.2 %). The regeneration frequencies ranged from 16.7 to 76.9 % and was more than 30 % in all hybrids except for J 11 × PI 30085. Shoots (5 cm) regenerated from the virus-free (ELISA tested) calli rooted well (60 – 80 %) on MS basal medium supplemented with 0.4 % activated charcoal and 200 mg dm^-3 casein hydrolysate. In addition, long shoots which failed to produce roots, when transferred to soil during rainy season and protected from direct sun got established. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

连作花生土壤中酚酸类物质的检测及其对花生的化感作用

研究了南方红壤区不同连作年限花生土壤中酚酸物质的种类、含量,及其对花生生长的影响。结果表明:连作花生土壤中对羟基苯甲酸、香草酸和香豆酸随着连作年限的增加而增加,连作10a后3种酚酸总量达11.09mg·kg-1干土,显著高于连作3a和6a的土壤;而土壤中香豆素和苯甲酸含量比较低,且变化没有规律。所有酚酸处理组对花生幼苗的株高和根长表现出抑制作用,对花生幼苗地下部的干鲜重均表现出\"低促高抑\"的特点。香草酸和香豆酸处理组对花生幼苗地上部的干鲜重表现出\"低促高抑\"的特点,其他处理组均表现出抑制作用。花生幼苗根系活力随着酚酸处理浓度的增加而降低,花生幼苗的超氧化物歧化酶活力(SOD)、过氧化物酶活力(POD)、丙二醛含量(MDA)则随着酚酸浓度的增加而增加。与只用茄腐镰刀菌孢子悬液浸泡花生种子的对照相比,加入酚酸后,花生种子的病原菌的感染率随着酚酸浓度的增加而增加,发芽率则随着酚酸浓度的增加而下降。以上结果说明,酚酸物质可以抑制花生幼苗的生长和提高花生的发病率,可能是因为酚酸物质破坏花生细胞膜的完整性而使病原菌入侵,影响花生生长,产生连作障碍。