根域限制对葡萄果实发育和主要营养物质含量的影响

根域限制下葡萄果实在第二次快速生长期间糖分积累显著提高,有机酸含量下降更明显.随着果实pH值的升高,果实发育的第二次快速生长期间花青素含量迅速增加,而且根域限制的高于未受根域限制的.在果实的第二次快速生长期间葡萄果实中总蛋白和游离氨基酸含量迅速增加,也是根域限制的高于未受根域限制的.开花后30～40 d,维生素C含量达到最大,随后下降,果实发育后期又升高,而且根域限制的葡萄果实中的维生素C含量一直高于根域未受限制的.     

根域限制对葡萄果实不同发育期维管束水分运输的影响

本文采用质外体染料示踪法研究了葡萄果实不同发育期根域限制和非根域限制（对照）处理果实维管束水分运输变化。结果表明,在葡萄果实发育的第一次快速生长期,根域限制和对照处理的果实周缘维管束被染色数量最多,染料溶液在葡萄果实中的运输速率也最高,分别为1.72和1.63cm·h-1,根域限制处理果实中周缘维管束和中央维管束中染料溶液的运输速度低于对照处理,但胚珠维管束中染料运输速度要高于对照,为1.32cm·h-1;进入生长停滞期后,根域限制和对照处理的葡萄果实中周缘维管束被染色数目降低,染料溶液在中央维管束中的运输速度分别降低为0.72和0.70cm·h-1;在果实的第二次快速生长期,根域限制和对照处理果实周缘维管束染色数目仍然低于果实发育的第一次快速生长期,根域限制果实周缘维管束染色范围和染料运输速率都高于对照处理。     

根域限制和氮素水平对连翘幼苗生长的影响

在植物生长箱通过溶液培养试验,从叶片光合气体交换参数、叶绿素含量及其荧光参数等方面来探讨不同氮素浓度条件下根域体积对连翘幼苗光合生理特性及生长的影响,并采用^15N示踪技术对不同氮素浓度条件下根域体积对连翘幼苗体内氮素转运进行了研究。结果表明：低氮（LN）处理幼苗的地上部和根系干物质重较高氮（HN）处理的高,根域限制对地上部和根系干物质重的影响不同,LN处理幼苗地上部和根系干物质重在低根域体积（10cm×10cm×15cm,LR）处理均较高根域体积（20cm×10cm×15cm,HR）处理的低,HN处理的幼苗响应情况有所不同。LN处理幼苗的叶片净光合速率（Pn）和叶绿素含量较HN处理的高;LN处理幼苗Pn和气孔导度（Gs）在LR处理较HR处理的高,而HN处理幼苗的Pn和Gs随根域体积变化规律与LN处理相反,LN和HN处理叶绿素含量随根域体积变化规律与Pn相反。LN处理幼苗的PSⅡ最大光化学量子效率（Fv／Fm）和PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）均较HN处理的高,不同供氮处理下LR处理幼苗的Fv／Fm均较HR处理的高;而ФPSⅡ的变化规律相反。不同供氮处理时,LR处理幼苗的光化学猝灭系数（qP）均较HR处理的低,而非光化学猝灭系数（qNP）的变化规律相反,LN处理幼苗的qNP较HN处理的高（P〈0．05）。不同供氮处理时,LR处理幼苗根系和地上部氮含量均较HR处理的低,LN处理幼苗根系和地上部氮含量较HN处理的低,幼苗根系和地上部氮含量随氮素浓度变化差异显著（P〈0．05）。LN处理幼苗根系吸收^15N在根系和叶片的分配率均较HN处理的低,而根系吸收^15N在枝和茎的分配率呈相反变化规律。根系吸收氮在叶片和枝的分配率分别为7％～10％和7％～12％,叶片和枝生长需要的氮素主要由其内源N库提供。     

拟南芥根中生长素极性运输的研究进展

生长素极性运输影响植物的生长和发育,在植物器官形态建成、发育等过程中发挥重要的调控作用.生长素极性运输是一个依赖于生长素运输载体来完成的复杂过程.近年来生长素极性运输载体AUX/LAX蛋白、PIN蛋白家族和MDR/PGP蛋白家族在生长素极性运输中作用的研究日益深入,并且在植物激素联系和转运方面取得了重大发现——PILC蛋白.     

施氮时期对酿酒葡萄叶片氮代谢酶及相关基因表达的影响

以10年生‘蛇龙珠’葡萄为材料,在萌芽期(S1)、新梢旺长期(S2)、开花期(S3)、果实第一次膨大期(S4)、副梢生长旺期(S5)和果实第二次膨大期(S6)分别一次性施入尿素300kg·hm-2,以不施氮肥为对照(CK),分析了花前5d(DBF5)、花后25d(DAF25)、花后55d(DAF55)和花后85d(DAF85)叶片的各项指标,以明确氮素施用时期对葡萄叶片氮代谢的调控与影响。结果表明:(1)S1和S2处理葡萄叶片中总氮及可溶性蛋白含量在DAF25时显著增加。(2)S3和S4处理的NR及GS活性在DAF85时显著高于其他处理;在DAF25时,S1和S2处理的GOGAT活性,以及S3和S4处理的GDH活性均显著高于同期对照和其他施肥处理。(3)各施肥处理叶片VvNR表达水平在不同时期均高于同期对照,S3处理VvNR表达水平在DAF25和DAF85时分别为对照的3.4倍和2.7倍;S3和S4处理的VvGS表达水平分别在DAF55和DAF85时达到最高值,S3处理的VvGOGAT和S4处理的VvGDH表达水平在DAF55和DAF85均显著高于其他处理,S3处理的VvGDH表达水平在DAF55和DAF85仅次于S4处理。研究表明,氮素通过诱导叶片氮素代谢基因的响应,从而调控叶片中氮素代谢酶活性增加,促进了氮素的积累,S3和S4处理在不同时期氮代谢酶活性和对应的基因表达水平均较高,更有利于叶片中氮素的转化和代谢。     

根域限制下水氮供应对膜下滴灌棉花叶片光合生理特性的影响

在新疆气候生态条件下,采用管栽方法,选用棉花新陆早13号和新陆早33号2个品种为供试材料,通过人工限制根系垂直生长深度和水氮供应,测定棉花叶片气体交换和叶绿素荧光参数、光合物质积累等,探讨根域限制及水氮供应对棉花光合生理特性及产量形成的影响。结果表明:与对照相比,相同水氮供应条件下,根域限制处理棉花从开花期至盛絮期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和光化学猝灭系数(qp)显著降低,尤其在盛铃后期至盛絮期表现明显,但潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)未受到影响;盛花期和盛絮期根重均显著降低,但地上部总干物质、蕾铃干物质累积量及籽棉产量均显著高于对照。同一根域容积不同水氮处理棉花开花期至盛絮期的Pn、Gs和Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp均表现为W1N1>W0N1>W1N0>W0N0;根域限制条件下适量水氮供应处理盛花期和盛絮期地上部总干物质和蕾铃干物质累积量均显著增加,最终单株铃数、单铃重和籽棉产量均显著高于其它处理。因此,在膜下滴灌棉花根域容积受限制条件下,通过优化生育期水氮供应,能改善叶片光合性能、增加地上部干物质积累量及其向生殖器官分配比例,是挖掘膜下滴灌棉花产量潜力和提高效益的有效途径。     

根域体积对甜瓜幼苗生长及光合特性的影响

以厚皮网纹甜瓜皇后做试验材料 ,利用穴孔体积穴盘 ,研究了根域体积对甜瓜幼苗生长及其光合特性的影响。结果表明 ,冬季节能育苗条件下 ,苗龄 <32 d幼苗 ,其单株叶数、叶面积、地上部干物重和叶绿素含量在不同根域限制处理间没有显著差异 ;当苗龄 >32 d,随着根域限制程度的增加 ,37m L和 1 6m L处理幼苗的叶数、叶面积、干物重显著低于 470 m L、1 68m L和 41 m L处理 ,叶绿素含量却表现出相反的变化趋势 ,但上述指标在 37m L和 1 6m L间 ,470 m L、1 68m L和 41 m L处理间差异不显著。在根域体积限制严重时 ,35d幼苗叶片叶绿体超微结构有降解趋势。光合速率日值以根域限制小的幼苗显著高于根域限制程度大的 ,但日峰值却是根域限制严重的 37m L和 1 6m L幼苗出现时间早 ,大约为测定时段的 9:0 0am。     

植物根系呼吸代谢及影响根系呼吸的环境因子研究进展

根系呼吸是植物通过活根向环境释放CO2的过程。根系的呼吸作用集物质代谢与能量代谢为一体,构成了地下部代谢的中心。根系呼吸进行顺利与否是衡量植物根系功能和逆境胁迫的重要指标之一,相关代谢研究已成为目前植物生理、生化和生态学等领域的热点。该文对植物根系呼吸途径、呼吸代谢关键酶和中间产物、影响根系呼吸代谢的根域环境因子以及研究进展进行了综述,并对其研究前景进行展望。     

根域限制下水氮供应对膜下滴灌棉花根系及叶片衰老特性的影响

在新疆的气候生态条件下, 选用北疆2个棉花(Gossypium hirsutum)主栽品种‘新陆早13号’和‘新陆早33号’为供试材料, 设置限根(RR)与对照(CK)处理, 每个处理设置4个水氮水平: 水氮亏缺(W₀N₀)、水分亏缺(W₀N₁)、氮素亏缺(W₁N₀)与水氮适量(W₁N₁), 组成再裂区试验方案。采用管栽方法, 通过人工改变根系垂直生长深度和水氮供应, 在棉花产量形成期测定根系及叶片抗氧化保护酶系活性、生物量累积及分配等, 探讨根域限制及水氮供应对棉花根系生长及叶片衰老的影响机理。结果表明: 根域限制条件下, 棉花根系生物量、根系与叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、棉株总生物量、根冠比均低于对照, 而地上部生物量与籽棉产量显著高于对照。水氮供应能有效地调节根系及叶片的生长, 不同水氮处理间棉花根系与叶片抗氧化保护酶系活性、叶绿素含量、地上部生物量及籽棉产量均表现为W₁N₁ > W₀N₁ > W₁N₀ > W₀N₀, 根冠比与根系生物量的表现与之相反。根域限制与水氮供应表现出互作优势, 根域限制下适量水氮供应处理的地上部生物量与籽棉产量均明显高于其他处理, 根冠比较低。因此, 在棉花根系生长受限的条件下, 优化生育期间水氮供应, 可以增强根系及叶片的抗氧化保护酶系活性、增加光合产物向地上部的分配比例、增加产量, 是进一步挖掘膜下滴灌棉花增产潜力的有效途径。     

钙离子对半夏叶柄珠芽位置效应及其生长素含量的影响

研究Ca2+对半夏叶柄珠芽形成位置的影响.在MS+6-BA 1mg/L+IAA 0.5mg/L+3%蔗糖培养基中添加不同浓度Ca2+,观察正置培养的叶柄形芽形成情况并测定内源生长素(IAA含量).结果表明:对照Ca2+为3mmol/L培养基中,珠芽10.56%在其上端生成,92.22%在下端生成;低浓度和高浓度Ca2+对半夏叶柄珠芽形成位置有影响,Ca2+为1.5 mmoL/L和8 mmol/L时影响最显著,正置叶柄的珠芽大多数在叶柄的上端形成,形成率最高达87.22%.内源IAA测定表明:在Ca2+为3 mmol/L培养基中,叶柄上端的I从浓度高于下端,珠芽在下端生成.在Ca2+为1.5mmol/L和Ca2+为8mmol/L时,叶柄上端的生长素浓度低于叶柄下端,珠芽多在叶柄上端生成.因此,叶柄上下两端的生长素浓度差异影响了半夏珠芽的形成位置.     

生长素极性运输在水稻根发育中的作用

生长素极性运输(PAT)在植物生长发育尤其是极性发育和模式建成中起重要作用.采用2种PAT抑制剂TIBA(2,3,5-triiodobenzoic acid)和HFCA(9-hydroxyfluorene-9-carboxylic acid)处理水稻(Oryza sativa L. cv.Zhonghua)幼苗,结果表明:PAT影响水稻根发育包括主根的伸长、侧根的起始和伸长以及不定根的发育.PAT的抑制导致主根变短、侧根和不定根数目减少.外源附加生长素(NAA)可以部分恢复不定根的形成但不能恢复侧根的形成,表明在侧根和不定根的形成上可能具有不同的机制.切片结果表明,30μmol/TIBA处理后并不完全抑制侧根原基的形成,进一步研究表明生长素由胚芽鞘向基部的运输在水稻不定根的起始和伸长中起关键作用.     

The effect of zeatin and iso-pentenyladenine on IAA transport from the shoot to the root of Pinus pinea seedlings

The tips of the tap roots of Pinus pinea seedlings were dipped in zeatin or iso-pentenyladenine solutions. Immediately after cytokinin application to the root tip or after a 24 h lag phase, [2-¹⁴C]IAA was applied to the shoot apex. Treating with zeatin resulted in an increase in [2-¹⁴C]IAA transport from the shoot to the root. Iso-pentenyladenine also caused a slight increase in transport of radioactivity to the root but this was less pronounced compared to the results obtained with zeatin. With zeatin treatment increasing amounts of radioactivity accumulated in the lateral root emerging zone of the tap root (Section III). This was in sharp contrast to the treatment with iso-pentenyladenine where little radioactivity accumulated in this section of the root. Recovery of radioactivity 48 h after applying [2-¹⁴C]IAA showed that 33% of the recovered radioactivity co-chromatographed with authentic IAA. The implications of the effect of different cytokinins on the distribution of radioactivity along the tap root of Pinus pinea following [2-¹⁴C]IAA application to the shoot are discussed.Abbreviations Z zeatin - iP iso-pentenyladenine - TCL thin-layer chromatography     

水稻OsPIN1d基因克隆与转化及其在水稻根负向光性中的作用

生长素极性运输输出载体OsPIN1基因家族可能参与调控水稻根负向光性,其中OsPIN1a和OsPIN1b参与水稻根负向光性已得到证实。为了研究OsPIN1d基因与水稻根负向光性形成的关系,依据GenBank数据库中OsPIN1d(Accession number:BR000830)的核苷酸序列,设计特异性引物,通过RT-PCR从水稻根尖的cDNA中扩增出完整的OsPIN1d基因全长。生物信息学分析表明,OsPIN1d的序列全长为1 497bp,编码554个氨基酸,GC含量为64.08%;氨基酸序列多重比对及系统发育树构建表明,OsPIN1d与水稻OsPIN1b、玉米OsPIN4以及拟南芥AtPIN2、OsPIN1c、OsPIN1a和AtPIN1等基因的遗传距离较近。通过构建融合超表达载体pCAMBIA-1301-OsPIN1d∷GFP,转化并获得其转基因水稻,经RT-PCR检测和GUS染色结果显示,外源片段已成功整合到水稻基因组内,并在根部高效表达;受单侧光照射后,转基因水稻种子的根负向光性明显大于野生型,且向光侧OsPIN1d-GFP荧光密度明显弱于背光侧。研究表明,OsPIN1d参与了水稻根负向光性的IAA和NAA的运输,从而促进了根负向光性的形成。     

缺磷胁迫对小麦根细胞周期蛋白基因cyc1At表达的影响

用液培方法研究了缺磷胁迫对小麦(TriticumaestivumL.)根系生长的影响。结果表明,随着介质磷水平的提高,小麦根轴长度和植株生长素浓度均降低。在低磷条件下用生长素极性运输抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)处理后,小麦的根轴长度明显降低,表明生长素参与了缺磷小麦根轴生长的调控。缺磷小麦根部生长素浓度的提高诱导了细胞周期蛋白基因cyclAt的表达,促进了根分生组织细胞的分裂并驱动了根的生长。     

戈壁日光温室限根栽培对油桃营养生长和光合特性的影响

在河西走廊气候生态条件下,以油桃品种‘中农金辉’为试验材料设计135 L、225 L、360 L、576 L和1440 L(对照)限根体积(root restriction volume,RV)处理(RV135、RV225、RV360、RV576和RV1440),测定油桃树体生长、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数,探讨限根对油桃营养生长及光合荧光特性的影响。结果表明:(1)与对照RV1440相比,RV135和RV225处理的树体干径和新梢长度均显著减小;RV360处理的树体干径显著减小,新梢长度差异不显著;RV576处理树体干径和新梢长度均差异不显著。(2)与RV1440相比,RV135和RV225处理的叶片叶绿素含量及正午(14:00)的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,其胞间二氧化碳浓度显著升高,而RV360和RV576处理以上各光合参数均无显著差异。(3)与RV1440相比,限根处理油桃叶片的OJIP曲线J-I相荧光值大幅降低;正午时分的相对可变荧光差值(ΔVt)在K相小于0,且RV135和RV225的相对可变荧光差值(ΔVt)均显著降低;RV135和RV225处理的叶绿素荧光比活性参数单位反应中心吸收的光量(ABS/RC)和单位反应中心热耗散的能量(DI0/RC)较高,最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ电子传递的量子产额(φE0)较低,其综合性能参数PItotal分别比对照RV1440显著降低34.9%和27.1%,而RV360和RV576与对照相比差异不显著。研究发现,适当限根既对戈壁日光温室栽培桃树的营养生长有一定的控制作用,但又不影响其光合作用和经济产量,且其最佳限根体积是360 L,该研究结果为戈壁非耕地日光温室油桃限根栽培提供了理论依据。     

细胞均一性对葡萄细胞生长和花青素合成的影响

通过色差筛选法建立了一个相对均一的葡萄细胞悬浮系E,其细胞团较小,在长期继代培养过程中花青素合成能力的变异系数为8.7%,重复摇瓶实验的变异系数为5%。以E为实验材料进行的各组前体饲喂、诱导子添加、光照等联合作用实验,其生物量和花青素合成的变异系数均可控制在12%以内,充分说明了培养体系的均一性对维持稳定生产的重要性;黑暗条件下添加30μmol/L苯丙氨酸(Phe)和218μmol/L茉莉酸甲酯(MeJA)可使单位细胞花青素含量达到对照组的5.89倍,花青素产量为对照组的4.30倍,且连续5次继代培养过程中生物量和花青素合成的变异系数均比对照组降低。     

Rabdosinate调节生长素极性运输蛋白PIN1、PIN3和PIN4抑制拟南芥幼苗根生长

利用3种拟南芥生长素极性运输外运载体突变体及4种转基因株系研究了二萜rabdosinate抑制拟南芥幼苗主根及侧根生长的作用机制。结果显示,60~80 μmol·L^-1的rabdosinate显著抑制野生型拟南芥幼苗主根生长及侧根形成,而对突变体pin1、pin2和pin3主根未显示明显的抑制效应,对侧根的抑制减弱;发现rabdosinate （60~80 μmol·L^-1）引起生长素报告株系根尖DR5活性升高,并增加融合蛋白PIN1-GFP丰度以及减少PIN3-GFP和PIN4-GFP的丰度。推断rabdosinate可通过增加PIN1丰度促进了根部生长素向顶运输,而减少PIN3丰度降低根尖部生长素的横向转运,引起了生长素在根尖部的累积及生长素浓度梯度的改变,进而抑制幼苗主根生长及侧根发育。     

葡萄原生质体分离及瞬时转化体系的建立

为了建立葡萄原生质体进行遗传转化的技术,该研究以葡萄品种‘黑香蕉’的叶片和愈伤组织为材料,分析纤维素酶和离析酶的浓度与配比、渗透压和酶解时间等主要因素对葡萄原生质体分离的影响,探讨建立稳定、高效的葡萄原生质体分离与瞬时转化体系,为鉴定目标基因的功能奠定基础。结果表明:(1)葡萄叶片原生质体的分离以3.0%纤维素酶和0.75%离析酶的酶组合,在0.6mol/L甘露醇溶液中,酶解14h为宜,每克游离产量为4.09×106个原生质体,活力为83.12%。(2)葡萄愈伤组织原生质体的分离以2.0%纤维素酶和0.5%离析酶的酶组合,在0.5mol/L甘露醇溶液中,酶解14h为宜,每克游离产量为6.05×106个原生质体,活力为84.13%。(3)利用该方法得到的葡萄原生质体为受体,采用40%PEG-4000介导转化质粒载体pEZS-NL,目标基因瞬时表达产物检测表明,GFP蛋白表达稳定、清晰。该研究建立的葡萄原生质体制备和转化体系,可以用较少量的质粒DNA获得外源基因在原生质体内的表达,为葡萄功能基因的研究提供技术支持。