WRKY对糖调控园艺作物冷适应的研究进展

植物的糖既能参与细胞的碳和能量代谢,又能作为信号分子促进植株生长发育并参与调控植物对逆境胁迫的响应。目前诸多研究表明抗寒锻炼中可溶性糖的积累有助于保护植物抵御冻害,黄瓜等园艺作物的抗冷性在外源施糖后提高,但具体机制尚未明确。糖能够促进植株通过表观形态、生理生化及分子水平等方面对非生物逆境胁迫响应、调控植株的抗性。糖代谢过程与脱落酸(ABA)等植物激素的调控密切相关。WRKY作为ABA相关逆境应答信号通路中的核心转录因子,同是糖代谢调控机制中的重要因子,或许在响应冷胁迫的相关代谢机制中参与发挥着重要作用。综述了糖对园艺作物冷适应的响应及调控的分子机理,并分析讨论了WRKY家族对园艺植物糖调控冷适应效应响应的机理。     

黑籽南瓜砧木对黄瓜生长结实、抗病性及营养元素含量的影响

为了探索黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)对黄瓜(Cucumis sativus Linn.)生长的影响,以前者为砧木,‘津绿21-1'和‘津研4号'2个黄瓜品种为接穗,以自根植株为对照,对嫁接植株的形态指标、抗病性、单株产量及叶片营养元素含量进行研究.结果表明,嫁接植株在不同时期的形态指标均高于自根植株;嫁接黄瓜的单株产量显著高于自根黄瓜;枯萎病、病毒病、霜霉病和灰霉病4种病害在嫁接植株上的病情指数和发病率均低于自根植株;2个品种嫁接植株叶片的N、P、K、Ca和Mg含量均显著或极显著高于自根植株.结果表明,黑籽南瓜作为优良砧木可显著促进黄瓜的生长结实,提高其抗病性及对营养元素的吸收能力.     

高温干热时节黄瓜嫁接技术试验研究

黄瓜通过嫁接有效地利用抗病砧木的根系取代黄瓜的根系,增强抗逆性,防止土传病虫害和连作障碍,明显增加产量。本文采用黑籽南瓜、12号、17号、29号为嫁接砧木,博耐二号黄瓜为接穗,探索在高温季节下黄瓜嫁接的最佳管理技术。通过试验表明,高温干热时节嫁接黄瓜时,日温度控制在25-30℃和湿度通过人工喷雾使叶片湿度控制在98%以上时能有效提高黄瓜嫁接成活率。     

NaCl胁迫对嫁接黄瓜膜脂过氧化、渗透调节物质含量及光合特性的影响

以日本引进的耐盐品种‘帝王新土佐’南瓜为砧木,以‘津研4号’黄瓜品种为接穗,研究了NaCl胁迫对黄瓜嫁接植株和自根植株的膜脂过氧化、渗透调节物质含量及光合特性的影响。结果表明:在NaCl胁迫下,黄瓜嫁接植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均显著高于自根植株,O·2-产生速率及丙二醛(MDA)含量显著低于自根植株,嫁接植株膜脂过氧化轻于自根植株;嫁接植株叶片游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质等渗透物质含量均显著高于自根植株;嫁接植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素含量均显著高于自根植株;虽然NaCl胁迫抑制光合作用,但嫁接植株仍表现出优势。以上结果证明,嫁接植株耐盐性优于自根植株。     

基因芯片研究植物逆境基因表达新进展

逆境胁迫影响植物的正常生长, 导致作物减产, 甚至绝收。提高作物的抗逆性一直是作物遗传育种学家追求的目标, 大量研究也正试图揭示这一复杂的生物学机制。传统的从生理生化水平到单一基因的研究都难以揭示植物复杂的抗逆机制, 而基因芯片(Gene chip)的应用使得这一目标成为了可能, 基因芯片从整个转录水平入手, 能够揭示大量基因的表达和调控情况, 同时结合蛋白质组学和代谢组学的研究方法, 将基因定位于代谢途径的某个位置, 寻找逆境胁迫响应的关键基因, 完善植物逆境胁迫响应的分子网络, 为今后利用生物技术手段提高作物抗逆境胁迫能力提供依据。文章主要对近年来基因芯片在植物逆境胁迫基因表达研究中的进展进行了综述。     

水分胁迫下嫁接对茄子生长及其生理生化指标的影响

以野生茄托鲁巴姆(Solanum torvum)为砧木,茄子品种西安绿茄为接穗进行嫁接,研究不同水分胁迫下嫁接对其生长和生理生化指标的影响.结果表明:土壤水分胁迫严重限制了嫁接茄和自根茄的生长,在对照(80％ ～85％)处理下差异不明显,在轻度(50％ ～55％)、重度(35％～40％)水分胁迫下差异显著;与自根茄相比,各处理嫁接茄的株高和茎粗显著增加(P＜0.05);地上部鲜重、根鲜重和地上部干重、根干重均呈显著增加趋势;叶片相对含水量和叶绿素含量也显著增加;而相对电导率和丙二醛( MDA)含量较自根茄显著下降;嫁接极显著地增加了叶片的脯氨酸和可溶性糖含量;随着胁迫时间的延长和程度的加大,嫁接茄叶片的超氧化物酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性与自根茄差异达显著水平(P＜0.05);嫁接增强了植株长势,能够调节自身渗透调节物质的含量和保护酶系统活性,来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,表现出较强的抗旱耐旱能力.     

氯化钠胁迫对嫁接黄瓜叶片多胺含量的影响

以日本耐盐品种‘帝王新土佐’南瓜为砧木,以’新泰密刺’黄瓜为接穗,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,对黄瓜嫁接和自根植株不同时期叶片中不同形态多胺含量的变化进行了研究.结果表明：NaCl胁迫下黄瓜嫁接植株游离态腐胺（Put）含量在胁迫2 d时与自根植株无显著差异,其余时间均显著高于自根植株;游离态亚精胺（Spd）和游离态精胺（Spm）含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株;游离态多胺总量（PAs）在胁迫第4天出现峰值;嫁接植株游离态Put/PAs值在胁迫4 d时与自根植株无显著差异,其余胁迫时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株;嫁接植株结合态和束缚态Put、Spd和Spm含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株,结合态和束缚态PAs在胁迫第6天出现峰值;结合态多胺的Put/PAs值和(Spd+Spm)/Put值变化趋势与游离态多胺一致;嫁接植株束缚态Put/PAs值在胁迫6 d时与自根植株无显著差异,其余时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株.表明黄瓜嫁接植株表现出较强的耐盐特征.     

Mn-SOD基因导入黄瓜的遗传转化体系

黄瓜是我国栽培面积最大的喜温蔬菜之一。在生产上,高温干旱等环境胁、迫因子严重危害黄瓜的产量和品质,甚至导致绝收。任安芝等综述了SOD与水分、盐分、低温和大气污染等逆境胁迫之间的关系,认为:各种逆境胁迫引起的活性氧代谢平衡失调、生物膜结构破坏是导致植物遭受逆境伤害的机理之一。通过基因工程提高植物体内抗氧化酶活性及增加抗氧化代谢的水平是增强植物抗逆性的有效     

NaCl胁迫对营养液栽培嫁接黄瓜生物量及离子分布的影响

以‘帝王新土佐’南瓜为砧木,以‘新泰密刺’黄瓜品种为接穗,在100 mmol.L-1NaCl胁迫下,对黄瓜嫁接和自根植株生物量及各器官离子含量的差异进行了研究。结果表明,(1)NaCl胁迫下,嫁接和自根植株生物量积累均受到显著抑制,嫁接植株受抑制较轻。(2)NaCl胁迫后,黄瓜嫁接、自根植株各器官Na 、Cl-含量均显著高于对照;嫁接植株除根系Na 含量显著高于自根植株外,其余各器官均显著低于自根植株;嫁接植株老叶、叶柄和根系的Cl-含量显著低于自根植株。(3)嫁接植株的根是主要的聚Na 部位,茎是主要的聚Cl-部位。(4)嫁接植株幼叶和根的K 、Ca2 、Mg2 含量均显著高于自根植株,嫁接植株的K /Na 、Ca2 /Na 、Mg2 /Na 值也均显著高于自根植株。以上结果证明,黄瓜嫁接植株根系和茎中盐离子的含量较高且对K 、Ca2 、Mg2 的选择性吸收、运输能力较强,在器官水平上盐分离子分布的区域化优于自根植株,从而使嫁接植株耐盐性强于自根植株。     

美味猕猴桃优良株系“实美”的砧木选择研究

美味猕猴桃优良株系“实美”的接穗嫁接于 1 0个不同种类的砧木上 ,观测其嫁接体的亲和力、生长特性、开花结果习性、抗逆性、产量、果实品质等。结果表明 :“实美”以中华猕猴桃桂海 4号为砧木 ,具有良好的亲和力 ,嫁接成活率达 1 0 0 % ,接合部位断裂率仅 5 % ;5年生植株保存率 1 0 0 % ,生长指数高达 0 .9,病死株率为 0 ;物候期相对稳定 ,萌芽率和结果枝率高 ;连续 3年的平均产量极显著地高于其它 9种砧木的产量 ;果实内含物丰富 ,品质优良。根据观测结果 ,可以认为中华猕猴桃桂海 4号是“实美”的优良砧木。     

番茄抗青枯病种苗选育初步研究

通过大量收集野生茄科植物作为栽培番茄的嫁接砧木 ,进行嫁接试验并观察嫁接成活率。栽植各砧木苗、番茄实生苗及嫁接成活率较高的嫁接苗 ,观察比较它们在自然条件下青枯病的发病率 (如果自然条件下青枯病发病率低的地块 ,可考虑人工接种病原 )、植株生长情况、产量和品质等 ,筛选出 2种嫁接成活率高 ,抗青枯病能力强 ,并能保持或提高接穗果产量和品质的番茄嫁接砧木。为深入进行番茄抗青枯病种苗选育研究和生产实践奠定了基础。     

水稻中硅的营养功能及生理机制的研究进展

尽管硅还没有被列为植物生长的必需营养元素,但它在水稻生长发育、产量与品质形成、矿质营养吸收以及逆境生理等方面都具有重要的作用。硅不仅是水稻细胞结构成分和组成物质,还参与调节水稻各种生理生化代谢过程,促进光合作用,改善冠层结构,增强抗倒伏能力,提高群体质量,促进产量、品质和肥料吸收利用效率的协同提高。硅通过物理途径或生理生化途径增强水稻对重金属、盐渍、干旱、紫外线、高温等非生物胁迫以及病虫生物胁迫的抵抗力。还展望了水稻中硅研究的未来发展。     

嫁接对盐胁迫下西瓜幼苗体内离子和内源激素含量与分布的影响

以小型西瓜‘秀丽’为接穗、耐盐砧木瓠瓜‘超丰抗生王’为砧木,以自根嫁接苗为参照,分析了砧木嫁接对NaCl胁迫下西瓜幼苗根、茎、叶中离子和内源激素含量的影响。结果表明:(1)盐胁迫下,自根嫁接苗Na+主要积累在地上部,K+含量和K+/Na+比下降幅度大;砧木嫁接苗大部分Na+积累在根系中,K+含量和K+/Na+比下降幅度小且在不同部位皆高于自根嫁接苗。(2)盐胁迫下,自根嫁接苗吲哚-3-乙酸(IAA)以及玉米素和玉米核苷的总量(Z+ZR)在根系和接穗茎中显著增加,在叶片中明显下降,赤霉素(GA3)含量在不同部位保持不变或明显增加;而砧木嫁接苗不同部位IAA和(Z+ZR)的含量均显著增加,GA3含量在不同部位保持不变或明显下降。(3)盐胁迫下,两种嫁接组合根系和茎中脱落酸(ABA)含量均明显下降,叶片中ABA含量则显著增加。(4)盐胁迫下,自根嫁接苗和砧木嫁接苗根系和接穗茎中IAA/(Z+ZR)的比值均明显上升,叶片中明显下降,但砧木嫁接苗上升和下降幅度均远大于自根嫁接苗。研究表明,瓠瓜根系对进入根系的Na+具有截留作用;采用瓠瓜砧木嫁接可有效防止Na+在西瓜接穗地上部尤其是在叶片中的大量累积,从而防止离子毒害的发生;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的K+含量和K+/Na+比,可有效维持盐胁迫下西瓜嫁接植株体内的离子稳态;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的IAA和(Z+ZR)含量,IAA/(Z+ZR)比值较高,对提高西瓜嫁接植株盐胁迫耐性起到了积极的作用。     

代谢组学在植物逆境生物学中的研究进展

近年随着持续而又复杂环境的改变,自然界中生物和非生物胁迫频繁爆发,多种逆境胁迫严重影响了植物的正常生长和发育,尤其是农作物产量.逆境胁迫下植物体内代谢物的重塑是其基因与环境因素共同作用的结果,是植物体生理表型与体内生化水平的直接体现,逆境胁迫下代谢组的重塑很大程度上反映了植物体对逆境胁迫的响应和防御.代谢组学的兴起,为...     

砧/穗间交流的物质及其嫁接愈合效应

植物嫁接愈合受砧/穗自身和外部环境等多种因素的调节和控制。在嫁接伤口愈合期间,砧木与接穗的相互作用不仅体现在明显的组织学特征的变化,还涉及了复杂的生理生化和分子调控机制。砧木和接穗愈合经历隔离层的形成、愈伤组织的发生、分化以及维管组织的再分化四个步骤,在此过程中砧/穗细胞、组织或器官之间相互影响,频繁发生物质交流,如植物激素、蔗糖、核酸和蛋白质等物质通过胞间连丝发生短距离运输或是经韧皮部进行长距离运输,从而开始形成砧/穗之间的识别、接纳、包容效应,最终完成愈合过程,并对嫁接苗后续生长过程起到重要影响。该文就当前植物嫁接过程中砧/穗愈合的组织学特征、砧/穗间交流物质的属性及其对砧/穗愈合进程的影响进行综述,为植物嫁接繁殖的生产实践提供基础理论指导。     

水稻OsCatB敲除突变体的构建及耐逆性初步分析

水稻过氧化氢酶B (catalase B, CatB)主要在非光合组织、愈伤组织、根和种子中表达,参与调控活性氧动态水平的平衡和根系的生长。目前, CatB参与非生物胁迫响应的功能在很大程度上是未知的。本研究利用基因编辑技术CRISPR/Cas9获得OsCatB基因敲除的纯合突变体catb,并分析了catb在盐、高温和氧化等胁迫处理下的生理和生化表型。研究结果发现,在盐处理下,突变体catb的生理和生化表型与野生型植株无显著差异;在热胁迫下, catb的过氧化氢酶活性和存活率与野生型植株相比显著降低,而H2O2含量显著升高;在氧化胁迫下, catb的幼苗高度低于野生型。这些结果说明,水稻CatB参与盐胁迫响应的调控不明显,而主要参与了高温和氧化胁迫响应,并正调控水稻的高温和氧化胁迫耐受性。该研究为进一步探究Os CatB参与逆境响应的分子机制和培育抗逆水稻品种提供了一定的理论指导和遗传材料。     

黄瓜贴接苗砧木子叶淀粉代谢的动态变化特征

该研究以黄瓜品种‘中农18号’、南瓜砧木品种‘京欣砧5号’为试验材料,以南瓜自根苗(P)和去除1片子叶及生长点的南瓜苗( /P)为对照,采用单子叶贴接法进行黄瓜/南瓜异体嫁接(C/P)和南瓜/南瓜自体嫁接(P/P),测定嫁接后砧木子叶形态指标和淀粉代谢的动态变化,分析嫁接后去除砧木子叶对嫁接苗生长发育的影响,以揭示砧木子叶淀粉代谢在黄瓜嫁接苗生长中的作用,为黄瓜嫁接苗的壮苗培育提供理论依据。结果显示：(1)贴接后,C/P、P/P和 /P砧木子叶鲜质量和面积显著增大,且增加量依次递减,表现为 /P > C/P > P/P > P。(2)贴接后,C/P和P/P砧木子叶中淀粉含量在嫁接后0~3 d时降低,之后迅速升高,至嫁接后13 d再次逐渐降低,且C/P砧木子叶淀粉含量及其淀粉分支酶(SBE)和水解酶(β AL)活性均显著高于P/P。(3)在嫁接后0~10 d 去除砧木子叶可显著抑制C/P嫁接苗接穗和根系生长,减弱根系活力,同时降低根系可溶性糖含量及其CWIN、HXK基因表达水平,并以嫁接后0 d 去除砧木子叶的抑制效果最显著。研究表明,黄瓜C/P单子叶贴接苗中,砧木子叶作为贮存器官,在幼苗生长早期以淀粉形式储存光合产物,之后淀粉水解成单糖为嫁接苗接穗和根系快速生长提供物质和能量。     

电波传递在嫁接基本理论研究中的应用

研究发现电波从接穗跃过嫁接面向砧木传递与嫁接的组织学变化相关。砧木和接穗愈伤组织细胞突破隔离层互相嵌合之前,接穗中产生的电波不能传到砧木。砧木和接穗细胞间产生次生胞间连丝后,电波即可沿接穗传至砧木,但此时传递速度慢。当砧木和接穗间产生维管束桥时,电波下传的速度加快。由此可见,通过检测电波跃过嫁接面与否及下传的速度,就可推断嫁接接合部组织学变化状况。电波传递法是一种快速鉴定嫁接植株发育过程的新方法。     

盐胁迫下外施脯氨酸和磷肥对青杨雌雄幼苗生长及生理特性的影响

为探讨盐胁迫下外源脯氨酸和磷肥的作用,对不同处理的青杨雌、雄幼苗的生长和生理生化指标进行了研究。结果表明:盐胁迫会影响青杨雌、雄植株的生长和生化物质含量,但喷施脯氨酸和根施磷肥均能在一定程度上提高雄株幼苗的耐盐性,而对雌株耐盐性的影响并不明显。因此,在盐碱地改良时宜选用抗逆性较强的雄株进行种植,同时可考虑选用经济适用、操作方便的磷肥来提高植株耐盐性。     

巴西橡胶树嫁接接合区接穗和砧木径向生长差异的研究

采用树皮嫁接后不锯砧和光镜观察的方法,研究了巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)嫁接后8个月的接合区接穗和砧木木质部径向生长的差异现象。结果表明,接合区接穗木质部的径向生长普遍地小于砧木,这种生长差异是由接穗和砧木亲本固有生长特性的差异引起的,与嫁接亲和性无关。(1)对于同一无性系,接穗的发育阶段决定其生长能力,幼态接穗新分化的木质部显著地大于老态接穗,而两类接穗旁边的砧木之间没有明显差别。(2)砧木生长势明显地影响接穗木质部的生长,砧木生长势越强,砧木和接穗的生长就越快,两者的径向差异也越大。(3)同一砧木上各品系接穗木质部生长差异取决于接穗自身的生长特性,砧木的生长不受接穗品系的明显影响。显微观察表明橡胶树的嫁接是亲和的,接穗新分化的木质部镶嵌在砧木新分化的木质部中,维管组织如导管上下连接畅通,砧穗树皮厚度一致,愈合良好。