HS-SPME-GC-MS与ROAV相结合的4种柑橘果皮精油关键香气物质分析

采用顶空-固相微萃取-气相色谱质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)对4种柑橘果皮精油挥发性物质的组成和含量进行分析鉴定,结合相对气味活度值(Relative Odor Activity Value,ROAV)对4种柑橘果皮精油中的关键香气成分进行分析,以期为柑橘果皮精油品质评价与发掘特殊香气柑橘精油提供依据。结果表明,4种柑橘果皮精油共鉴定出62种挥发性成分,包括13种单萜、14种倍半萜、5种烷烃、12种醇类、8种醛类、4种酯类、3种酮类、2种醚类和1种酸类。4种柑橘果皮精油均以单萜化合物相对含量最高(83.00%~91.93%)。按照化合物组成,可将4种柑橘分为2个化学类型:柠檬烯/γ-萜品烯型和柠檬烯/3-蒈烯型。ROAV法从4种柑橘果皮精油中筛选出24种关键香气物质,其中北京柠檬果皮精油中风味贡献最大的物质为紫苏醛,关键香气物质共10种;温州蜜柑、酸橙和枳雀果皮精油中风味贡献最大的物质均为芳樟醇,关键香气物质分别为12种、20种和20种。这些关键香气物质对柑橘果皮精油的香气品质起着重要的作用。

濒危植物秦岭石蝴蝶传粉生物学与繁育系统研究

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区特有的国家Ⅱ级重点保护野生植物,处于濒危状态。以野生、人工培育的秦岭石蝴蝶居群为对象,通过观察和人工授粉实验对其传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明:(1)秦岭石蝴蝶种群花期为7月初—9月底,正值汉中多雨季节,影响授粉;花冠筒较深,不利于昆虫授粉,柱头位置高于花药,需要传粉者协助授粉。(2)柱头在花药开裂前具有可授性,柱头在第4—6天可授性最强,花粉活力第5天达到峰值,花粉和柱头虽有重叠期,但重叠期较短,仅为1—2 d。(3)访花昆虫平均访花频率较低、每朵访花停留时间较短,阴雨天气严重影响昆虫访花行为。(4)繁育系统检测与套袋实验结果显示,花粉胚珠比(P/O)为77.92,杂交指数(OCI)为4,秦岭石蝴蝶繁育系统以自交亲和为主,与异交并存的混合交配型系统,不存在无融合生殖现象,传粉者在传粉过程发挥极其重要作用。(5)种子萌发试验表明,秦岭石蝴蝶自然条件下萌发率较低,仅为23.33%。以上结果表明,秦岭石蝴蝶传粉对昆虫依赖性较高,受天气影响较大,花粉和柱头活力重叠期较短,自然条件下种子萌发率低,这些因素可能是导致秦岭石蝴蝶濒危的主要原因。

基于磷酸化组学分析四倍体香圆对干旱胁迫的响应

【目的】基于磷酸化组学分析干旱胁迫下四倍体香圆叶片蛋白质磷酸化水平的表达规律,以期在分子水平揭示香圆对干旱的响应机制,为后续改良耐旱柑橘砧木品种提供理论依据。【方法】用IMAC亲和富集及TMT标记结合技术鉴定和分析四倍体香圆干旱胁迫后的磷酸化蛋白质,并进行功能注释和代谢通路分析。【结果】(1)共有3794个磷酸化位点和1521个磷酸化蛋白质被定量,变化倍数超过1.3倍的磷酸化蛋白质有662个(αFC>1.3),主要定位在细胞核(46.07%)与叶绿体(24.62%)中;(2)差异表达的磷酸化蛋白质主要通过结合RNA和Ca2+发挥功能;同时也参与RNA剪接、光合作用、囊泡运输中的SNARE相互作用等代谢通路;(3)92.86%差异表达的磷酸化蛋白质的基因在转录水平和蛋白水平表达变化趋势一致,其Pearson相关系数为0.893。【结论】四倍体香圆通过磷酸化修饰RNA剪接和光合作用等通路中的蛋白质来响应干旱胁迫。

高中生物教学中成长型思维培养策略研究

高中阶段生物学课程在难度和深度上的提升导致学生在学习过程中会出现畏惧难点、动机不足等问题,培养学生成长型思维对于学生生物核心素养的达成以及个人发展有很大的推动力。本文以在生物教学中采用有效的教学策略培养学生的成长型思维,按照思维起步、发展、进阶、形成的思维培养模式,分别以问题链教学、支架式教学以及情境创设教学三种策略融入在高中生物教学中部分教学片段中,阐述教师在高中生物教学中培养学生成长型思维的具体路径。The difficulty and depth of biology courses in high school lead to students’ fear of difficulties and lack of motivation in the learning process. Cultivating students’ growth thinking has a great driving force for the achievement of students’ core quality of biology and personal development. This paper adopts effective teaching strategies to cultivate students’ growth thinking in biology teaching. According to the thinking training mode of starting, developing, advancing and forming, three strategies of problem chain teaching, scaffolding teaching and situational creation teaching are integrated into some teaching fragments of high school biology teaching. This paper expounds the concrete path for teachers to cultivate students’ growth thinking in senior biology teaching.

四倍体资阳香橙快繁体系的建立研究

以四倍体资阳香橙幼芽和茎段为外植体,通过微扦插技术,对不同植物激素组合进行了优化,以期建立高效的快速繁殖体系。结果表明:以幼芽为外植体,添加1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L KT的MT培养基,诱导芽效果最佳,45 d时诱导率高达91.67%,增殖系数为1.82;以茎段为外植体,添加1.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L KT的MT培养基,腋芽分化效果最佳,45 d时腋芽分化率为76.67%,增殖系数为1.22;而2.0 mg/L NAA+0.2%AC(活性炭)的1/2MT培养基,诱导生根的效果最佳,60 d时生根率达92.59%;对获得的46株组培苗进行移栽驯化,存活率为95.7%。经根尖染色体压片计数法鉴定,获得的组培苗均为四倍体资阳香橙。该研究建立了高效的四倍体资阳香橙无性繁殖体系,可为后续多倍体研究和生产实践提供材料。

濒危植物秦岭石蝴蝶保护10年回顾

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是国家Ⅱ级重点保护野生植物,具有重要的生态研究和观赏价值,因野外数量极其稀少,处于濒危状态,亟需加强保护和拯救。梳理了近10年来,有关秦岭石蝴蝶的发现与命名、就地保护、人工繁育、野外回归、花器变异、濒危机制和应用开发方面的文献资料,提出了未来研究和保护工作的重点方向。

不同品种柑橘果皮精油关键香气物质筛选

分析6个不同香气型柑橘的果皮香气组分及关键香气物质成分,为柑橘果皮精油品质评价与发掘特殊香气柑橘精油提供依据。采用顶空-固相微萃取-气相色谱质谱联用法(HS-SPME-GCMS)分析柑橘果皮精油挥发性物质组成,结合相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)计算其关键香气物质构成。结果表明,从6个不同品种柑橘果皮精油中共鉴定出75种挥发性物质,其中单萜烯(73.82%~91.19%)含量最高,其次是醇类(4.32%~12.63%)和倍半萜烯(1.51%~10.20%),它们共同作用形成柑橘果皮独特的香气。有23种化合物为6种柑橘果皮精油中共有,其含量达80.33%~94.59%。根据其化合物组成,可将6种柑橘果皮精油分为柠檬烯型、柠檬烯/γ-萜品烯型和柠檬烯/3-蒈烯型3个化学类型。ROAV法分析表明,芳樟醇是6种柑橘果皮精油风味贡献最大的物质。此外,衢州香橙、资阳香橙、青皮、南丰蜜橘、金秋砂糖橘和红美人果皮精油的关键香气物质种类存在明显不同,分别为8、14、11、8、13和18种,这些关键香气物质在柑橘果皮精油的独特香气形成中发挥重要作用。

两种处理对西洋参根际土壤理化性质及真菌群落的影响

本试验通过西洋参根水提液(GT)和连作4年西洋参土壤浸提液(ST)定期浇灌西洋参幼苗,研究两种处理对西洋参幼苗生长及土壤理化性质和真菌群落的影响。结果表明,与CK组相比,GT和ST组死苗率明显升高;GT组碱解氮和速效钾含量、转化酶和脲酶活性显著上升,pH值和铵态氮含量均显著下降;ST组pH值和速效磷、铵态氮含量显著下降,碱解氮含量显著上升。利用Illumina Miseq测序,共获得高质量序列768262条,PCA分析显示3组样品真菌结构存在显著差异。与CK组相比,GT组和ST组Chao 1指数和ACE指数下降,Shannon指数和Simpson指数升高。在门水平,被孢霉门(Mortierellomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为3组样品中的差异菌门。两处理明显抑制了西洋参幼苗的生长,并导致根际土壤理化性质和真菌群落的变化,为进一步阐明西洋参连作障碍产生机理提供了依据。

枳雀幼嫩茎段组织培养快速繁殖体系研究

为建立一种高效的枳雀快速无性繁殖体系,以苗龄4个月的枳雀实生苗幼嫩茎段为试材,对诱导茎段分化腋芽、诱导幼芽生根的最适培养基和再生苗移栽驯化的方法进行研究。结果表明,茎段分化腋芽的最适培养基为MT+1.0 mg/mL 6-BA,培养30 d,腋芽诱导率为88.89%,分化系数为1.56;最适生根培养基为1/2 MT+2.0 mg/mL IBA,培养45 d,生根率为86.67%,生根系数为1.15;再生苗移栽在灭菌营养土(泥炭土∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1)的花盆中,在培养室内采用封口膜对花盆进行封口和定期敞口的办法驯化1个月,成活率为96%。枳雀幼嫩茎段快速繁殖体系的建立,为后续枳雀快繁体系的优化、练苗移栽及遗传转化工作奠定了基础。

低温胁迫对三种柑橘叶片抗性生理特性影响

以陕南地区的3种主栽柑橘离体叶片为材料,分别以5、0、-5和-10℃进行低温处理,分析与耐寒性相关的生理响应,并采用隶属函数法分析3种柑橘的抗寒能力以及通过主成分分析评价各个测定指标的贡献率。结果表明:随着处理温度的降低,3种柑橘离体叶片均依次出现叶片卷曲、叶片细胞内的水分外渗,细胞内结冰导致叶片僵硬和最终的叶片内外结冰情况,叶片形态变化结果显示3种柑橘抗寒能力强弱依次为日南1号>兴津>泛亚特早。随处理温度的降低,3种柑橘离体叶片的相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)均从0℃处理时呈显著升高趋势,-10℃处理时达到最高值,同一低温处理条件下REC和MDA值的大小顺序均为泛亚特早>兴津>日南1号。O_2^-·、H_2O_2和可溶性糖含量总体保持升高的趋势,而脯氨酸含量呈先显著升高后降低的趋势。抗氧化酶SOD、CAT和APX的活性及抗氧化物质ASC含量均呈现先升高后下降的趋势。REC和MDA综合指标的累积贡献率高于85%,具有较强的代表性,可作为柑橘抗寒性分析的重要指标,平均隶属度分析结果表明3种柑橘抗寒能力依次为日南1号>兴津>泛亚特早。

山黧豆抗逆性研究进展

山黧豆是一种栽培历史悠久、种植广泛的豆科作物,具有很高的蛋白质含量和极强的耐旱能力,因而成为一些干旱、贫困和人口众多地区的主要饲料和粮食作物,且被考虑作为可持续发展农业的模式作物。随着人类对粮食、蛋白质和新型食物资源需求的日益增长,山黧豆的研究引起了世界各国学者的重视。该文对国内外近年来有关山黧豆在干旱、盐、重金属及生物胁迫下抗逆性方面的研究进展作了概述,同时简要介绍了山黧豆与干旱相适应的形态特征,并对亟需重点研究的几个方向作了展望。

山黧豆根系对H_2O_2诱导氧化胁迫的生理应答

以水培7d苗龄的山黧豆幼苗为材料,向水培溶液中施加不同浓度H2O2处理山黧豆幼苗24h,分析山黧豆根系受氧化胁迫的程度与抗氧化系统的应答特征,以揭示山黧豆对氧化胁迫的耐受机制。结果显示:(1)随外源H2O2处理浓度的不断增加,山黧豆幼苗侧根的数目无显著变化,而其根的鲜重则显著降低。(2)同时,根系组织的内源H2O2染色范围和程度显著增高,但根尖区域始终保持较低水平的H2O2;相反,O-·2染色范围和程度明显减少,根尖区域却始终保持较高水平的O-·2。(3)同期根系抗坏血酸(ASC)含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均表现出了先升高后降低的趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)一直表现为持续上升的趋势。研究表明,在外源H2O2胁迫条件下,山黧豆根系O-·2的积累可能与其生长和活力呈正相关,而根系H2O2的积累则与其受氧化胁迫程度呈正相关;低浓度的H2O2处理可以提高山黧豆抗氧化系统对体内活性氧的清除能力。

外源H_2O_2对低温胁迫下大红柑生长及叶片生理指标的影响

以陕西汉中地区栽培的柑橘品种大红柑秋梢为试材,采用Hoagland营养液培养方法,研究了外源过氧化氢(H_2O_2)对低温(4℃)胁迫下大红柑叶片生长状况及生理指标的影响,筛选缓解柑橘低温伤害的最佳H_2O_2处理浓度,并探讨外源H_2O_2处理对柑橘耐寒能力的影响机制。结果显示,随低温胁迫时间的延长,大红柑叶片卷曲和叶片细胞膜伤害程度逐渐加重。0.1和1.0 mmol·L-1H_2O__2处理均能缓解低温胁迫引起的大红柑叶片卷曲和萎蔫,但1.0 mmol·L-1H_2O_2比0.1 mmol·L-1H_2O_2缓解低温胁迫对大红柑的伤害效果更为显著。1.0 mmol·L-1H_2O_2显著降低叶片中相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量的升高,减轻叶片细胞中超氧阴离子(O.-_2)和内源H_2O_2含量的积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,从而降低低温对柑橘叶片细胞膜的伤害。较高浓度的外源H_2O_2不仅未起到缓解作用,反而产生了一定的毒害作用。

衢州香橙四倍体种质发掘及形态特征性评价

[目的]从衢州香橙(Citrus junos‘Quzhou xiangcheng’)二倍体实生后代中发掘多倍体,希望获得一批四倍体新种质。[方法]秋季采摘衢州香橙果实,剥取种子并播种,种子萌发后,根据多倍体特征进行形态初选,筛选疑似四倍体植株,并用流式细胞仪和根尖染色体压片法对疑似四倍体植株进行倍性鉴定,最后对鉴定的四倍体和二倍体植株的形态、气孔和叶片解剖结构等特性进行评价。[结果]从衢州香橙400株实生群体中初步筛选出疑似四倍体植株13株,经流式细胞仪和根尖染色体压片法最终鉴定获得衢州香橙四倍体3株,筛选成功率为23.08%,群体四倍体自然发生率为0.75%。与二倍体衢州香橙相比,四倍体植株生长缓慢,矮化明显,主根粗、侧根少,叶片浓绿,叶较宽,气孔增大。四倍体的叶形指数、油腺点密度、气孔密度和叶片组织疏松度均显著小于二倍体,而叶片总厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比和叶片组织紧密度均显著大于二倍体。[结论]首次鉴定获得了衢州香橙的四倍体植株,并评价了其形态及解剖特性,为柑橘多倍体育种及相关基础研究奠定了种质基础。

西洋参根腐病与人参皂苷积累关系

目的探究西洋参Panax quinquefolium L.根腐病与人参皂苷含有量积累之间的关系。方法以陕西汉中留坝采集的1~3年生健康和患根腐病西洋参及其根际土壤为材料,检测土壤的理化性质与微量元素含有量并HPLC法测定西洋参须根、主根和根际土壤中人参皂苷(Rg1、Re、Rb1、Rd)含有量及其变化规律。结果同一年份健康与患病参土壤各指标、参根及根际土壤中各皂苷含有量变化不明显,但随西洋参生长年份的增长无论是健康还是患病参,土壤pH和Mn、Ni、Zn、Cu的含有量均呈明显下降趋势。须根中,健康参Rb1与总皂苷含有量逐年均明显增加,健康参中Re与患病参中Rg1、Re、Rb1和总皂苷含有量均呈先升高后降低趋势;主根中,健康与患病参中Re和Rb1与须根中变化规律一致,而Rg1逐年降低,Rd逐年升高,总皂苷含有量则先升高后降低。健康参根际土壤中Rb1、Rd和总皂苷含有量逐年下降,而患病组变化不显著。结论西洋参根腐病可能与人参皂苷积累差异有关。

外源H2O2对盐胁迫下黄瓜幼苗氧化胁迫及抗氧化系统的影响

为阐明外源H2O2缓解盐胁迫的生理机制,以水培法培养的黄瓜‘春夏秋王’幼苗为试材,采用0、1、5、10μmol·L^-1H2O2处理200mmol·L^-1NaCl胁迫的黄瓜幼苗。通过测定黄瓜幼苗的叶面积、株高、根长、叶鲜质量、根鲜质量及根干质量等指标,结果显示外源H2O2缓解了NaCl胁迫对植株生长的抑制,其中5μmol·L^-1H2O2对盐胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应最有效。H2O2不仅降低盐胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系O2^-·、H2O2和丙二醛质量摩尔浓度及相对电导率,也提高了还原型谷胱甘肽质量分数、抗坏血酸质量摩尔浓度和过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性。此外,不同浓度H2O2处理引起盐胁迫下黄瓜叶片甲基转移酶PMT5和铁氧还原蛋白的谷氨酸合成酶上调-下调-上调的变化模式,而在根中网格蛋白重链1表现出逐渐下调和热休克蛋白70样蛋白15逐渐上调的模式。以上结果表明,外源H2O2通过增强黄瓜的抗氧化系统来降低盐胁迫引起的氧化胁迫,同时调控相关蛋白质的表达,从而缓解NaCl胁迫造成的伤害。

五加科植物发状根诱导研究进展

五加科植物多为重要的中药材,利用发根农杆菌诱导五加科药用植物产生发状根,并从中获取有用的次生代谢产物,是保护五加科珍稀药用植物资源和实现有效次生代谢物质工业化生产的有效途径。该文在概述发根农杆菌转化药用植物研究历程和转化机理研究的基础上,对近年来在发根农杆菌诱导五加科植物的种类及诱导率、影响发根农杆菌诱导五加科植物的各种因素和利用发根农杆菌诱导五加科植物获得再生植株等方面研究进行了重点分析,并对今后亟需研究的几个重点方向进行了展望,以期为五加科药用植物的良性开发和合理利用提供参考。

濒危植物秦岭石蝴蝶花瓣数量变异机理研究

为了探明秦岭石蝴蝶花瓣数量变异原因,该研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对秦岭石蝴蝶两种花型发育的早期和晚期进行转录组测序,挖掘参与其花发育相关的差异基因,并探讨花器变异的可能机制。结果显示:(1)与NR数据库进行比对,共有52677个Unigene注释到NR库,占Unigene总数的46.25%,与旋蒴苣苔(Dorcoceras hygrometricum)的序列同源性最高(54.29%)。(2)GO富集分析结果显示,正常2-3型和变异2-4型差异基因富集最显著的GO条目为:细胞组分类的细胞膜、分子功能类的反转运蛋白活性和酶抑制剂活性、生物过程类的跨膜转运和催化活性的负调控等;KEGG富集分析结果显示,正常2-3型和变异2-4型差异基因富集最显著的KEGG通路为:植物激素信号转导、脂肪酸延长、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化、苯丙烷生物合成、硫代谢、类黄酮生物合成、玉米素的生物合成等途径。(3)对表达差异基因进行筛选并进一步对4个比较组进行交叉比对分析,确定了6个可能与秦岭石蝴蝶花器官发育相关的基因,分别为PqMIF2、PqMYB340、PqMYB305、PqGATA12、PqCCD4和PqZBED;qRT-PCR验证发现,其表达趋势和转录组测序分析结果一致。该研究结果为秦岭石蝴蝶的花器官发育和系统进化及其濒危机制方面研究提供了重要的信息。

外源H_2O_2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响

以柑橘品种‘日南1号’离体秋稍为试材,采用Hoagland营养液培养方法,研究添加不同浓度H_2O_2处理对4℃低温胁迫下柑橘生长状态和叶片细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等生理指标的影响,筛选缓解柑橘低温伤害的最佳H_2O_2处理浓度,探讨外源H_2O_2处理对柑橘耐寒能力影响机制。结果显示:随低温胁迫时间的延长,各处理组柑橘叶片卷曲和叶片细胞膜伤害程度均逐渐加重;外源施加0.2和1.0mmol·L-1 H_2O_2处理均能缓解低温胁迫引起的叶片卷曲和萎蔫,降低叶片中REC和MDA的升高,减少叶片细胞中内源H_2O_2的积累,提高渗透调节物质脯氨酸的含量和抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性,并以1.0mmol·L-1 H_2O_2缓解效果更为显著。研究表明,4℃低温能够引起柑橘离体秋梢叶片卷曲、枯萎、脱落和细胞膜伤害症状,外源1.0mmol·L-1 H_2O_2可以通过提高叶片的脯氨酸含量和SOD、CAT和POD抗氧化酶活性,有效缓解低温对柑橘叶片细胞膜的伤害,从而增强其抗寒性。

转录组学分析外源H2S调控黄瓜响应盐胁迫的机理

为了探明硫化氢调控植物响应盐胁迫的机理,以黄瓜幼苗为试材,通过浇灌Hoagland营养液(CK)、200 mmol/L NaCl(T)和200 mmol/L NaCl+15μmol/L NaHS(H2S供体试剂,S)处理,利用Illumina HiSeq高通量测序对黄瓜根系进行转录组测序及差异表达基因分析。结果发现,9个样本获得高质量序列共365.35 Mb,与参考基因组进行比对,比例为86.27%~88.64%的序列总数为315.74 Mb。差异表达基因分析显示:T组较CK组上调基因有1168个,下调基因有1076个;S组较T组上调基因有435个,下调基因有218个。GO富集分析显示:差异表达基因主要富集在分子功能大类中的结合和催化活性类,生物过程大类中的代谢过程、细胞过程和单一生物过程类及细胞组分大类中的膜和膜组分类中。KEGG富集分析将3个比较组的差异表达基因分别归为139,75,127个代谢通路,T-S比较组的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、内质网中的蛋白质加工和光合作用通路中。筛选10个可能与H2S调控黄瓜响应盐胁迫相关的基因:CSC1样蛋白ERD4基因、NADH型硝酸还原酶样基因、蛋白质TIFY 10B样基因、丙二烯氧化物环化酶基因、BTB/POZ和TAZ结构域蛋白1样基因、麦冬蛋白-3样基因、丝裂原激活蛋白激酶激酶3样基因、转录因子bHLH18样基因、IAA-氨基酸水解酶ILR1样4基因和钾通道AKT1基因。研究H2S调控黄瓜响应盐胁迫的机理,为提高植物耐盐性提供了理论数据和参考依据。