SWEET蛋白在植物生长发育中的功能作用研究进展

光合作用同化物分配供给是果实和种子发育的主要限制因子,增加蔗糖分配转运到果实和种子是增产优质的潜在策略。SWEET(sugar will eventually be exported transporter)是近年来被鉴定较多的一类糖转运蛋白,该蛋白质通过从源叶运输营养物质调控库组织发育,参与植物生长发育以及生物和非生物胁迫反应。SWEET蛋白定位于膜结构,属于MtN3家族,通常包含7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/saliva结构域。随着染色体加倍、片段复制和串联复制等,SWEET基因在物种中得到扩张。SWEET4和SWEET39基因是作物驯化改良过程中选择的关键基因;SWEET9蛋白是蜜腺特异性糖转运蛋白,参与植物蜜腺的进化;SWEET16和SWEET17蛋白参与植物根系生长发育;SWEET11和SWEET15蛋白参与植物种子胚乳填充。本文系统综述了SWEET蛋白的结构、数量、分类、亚细胞定位、成员扩张与进化,分析了SWEET蛋白在叶、茎、根系发育,花药发育,花蜜分泌,种子填充和果实发育等植物生长发育中的功能作用,强调了SWEET蛋白在作物改良中的应用,说明增强源库强度对作物产量提高的可持续性具有重要意义。

南京明城墙典型段维管植物调查

对南京明城墙典型段(太平门—解放门段、中山门—富贵山段)的维管植物种类进行调查。结果表明:共记录到维管植物52科100属113种(含变种,下同),其中菊科(Asteraceae)种数最多(14种)。草本、藤本和木本植物种数分别占总种数的43.4%、17.7%和38.9%。矛叶荩草〔Arthraxon prionodes(Steud.)Dandy〕和薜荔(Ficus pumila Linn.)分别为草本和藤本植物的优势种;构〔Broussonetia papyrifera(Linn.)L Hér.ex Vent.〕和牡荆〔Vitex negundo var.cannabifolia(Siebold et Zucc.)Hand.-Mazz.〕的重要值在木本植物中相对较高。另外,还记录到8种外来入侵植物,隶属于6科7属。综上,南京明城墙太平门—解放门段、中山门—富贵山段的植物种类较为丰富,需及时清理相关植物以保护城墙。

江苏宝华山宝华玉兰种群结构与动态特征分析

为了揭示极危(CR)植物宝华玉兰〔Yulania zenii(W.C.Cheng)D.L.Fu〕野生种群的结构和动态特征,对江苏省句容市宝华山宝华玉兰野生资源进行全面调查,并运用静态生命表、存活曲线和生存分析等方法综合分析宝华玉兰种群结构和动态变化。结果表明:宝华山全境现存宝华玉兰野生开花植株115株,主要分布于宝华山北坡中部。宝华玉兰种群以中树和大树〔10 cm≤胸径(DBH)<25 cm〕为主,占比达66.1%,属于衰退型种群。从静态生命表看,宝华玉兰种群的生命期望随着径级的增加逐渐下降,种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅱ型。生存分析结果显示:宝华玉兰种群趋势具有前期锐减、中期稳定、后期衰退的特点。种群动态量化分析结果表明:宝华玉兰种群动态总体呈增长趋势,但增长极为缓慢。基于上述研究结果,建议采取人工播种、补植实生苗等方式加强对宝华玉兰种群的保护和管理,促进其种群的更新和良性发展。

蓝莓多酚微胶囊的制备及体外消化特性研究

【目的】旨在研究蓝莓多酚的提取纯化及微胶囊制备工艺,为研发具有缓释功能的蓝莓多酚微胶囊提供科学依据。【方法】以酶解渣汁分离后的蓝莓皮渣为试验材料,通过比较不同提取方法和不同大孔树脂在蓝莓多酚纯化上的作用,确定蓝莓多酚的提取纯化工艺,在此基础上通过均质和冷冻干燥的方法制备蓝莓多酚微胶囊,以包埋效率为主要指标,结合颜色和结构表征明确蓝莓多酚微胶囊的最佳制备工艺,并进一步分析微胶囊的体外胃肠消化特性。【结果】(1)分别比较园蓝、巴尔德温和寨选4号3个品种蓝莓果渣和果汁提取物,发现果渣提取物的总多酚含量均高于果汁提取物,寨选4号最高达2倍以上;(2)通过比较10种大孔树脂对蓝莓多酚吸附和解吸附的性能,优选出HPD-300、HPD-100B和HPD-1003种树脂,并比较不同乙醇体积分数对蓝莓多酚的解吸附效率,确定选用80%的乙醇溶液对蓝莓多酚进行解吸附;(3)选择HPD-100B大孔树脂进行提取和纯化的扩大试验,获得纯度达71.4%的蓝莓多酚提取物;(4)在此基础上比较麦芽糊精、大豆蛋白和乳清蛋白3种壁材对蓝莓多酚的包埋率,发现大豆蛋白的包埋率最高,并且复配阿拉伯胶能够进一步提高多酚的包埋率;(5)通过色差的比较发现,相比多酚提取物,微胶囊产品的L*降低,a*、b*升高,即微胶囊的明度降低,红色增强,蓝色减弱;(6)扫描电镜结果显示与片层结构的多酚提取物相比,微胶囊呈现交联状的圆球形;(7)体外消化试验发现,多酚提取物在胃液和肠液中的释放率均达到99.8%,而多酚微胶囊在胃液和肠液中的释放率分别为65.77%和74.31%。【结论】蓝莓多酚的最优制备工艺为蓝莓皮渣粗提物水液上样HPD-100B、HPD-300或HPD-100大孔树脂,5倍柱体积的水冲洗,80%的乙醇收集蓝莓多酚,且经减压浓缩和冷冻干燥制备得到蓝莓多酚提取物,纯度达71.4%。蓝莓多酚微胶囊的最优制备工艺为阿拉伯胶与大豆蛋白比例为3∶7,壁材溶液质量分数10%,芯壁比1∶5,芯壁混合液pH 2.0,4000 r/min均质10 min,冷冻干燥。所制备的蓝莓多酚大豆蛋白+阿拉伯胶微胶囊的包埋率97.6%,颜色为带有红、蓝色调的低明度粉末,结构为交联状的圆球形,具有一定的缓释特性。

葱莲地上部和地下部总生物碱提取物对植物病原菌的体外抑制效应

为了探究葱莲(Zephyranthes candida(Lindl.)Herb.)在生物农药上的应用价值,采用水浴加热浸提法提取野生葱莲地上部和地下部的总生物碱,并比较质量浓度500μg·mL^(-1)地上部和地下部总生物碱提取物对常见植物病原菌(包括12种植物病原真菌和4种植物病原细菌)的抑制率。结果表明:葱莲地上部和地下部总生物碱的提取率分别为18.241%和9.725%。葱莲地上部和地下部总生物碱提取物对稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的抑制率均较高,分别为75.29%和82.62%;2种提取物对其余植物病原真菌和植物病原细菌的抑制率均较低,多在20%以下。并且,葱莲地上部和地下部总生物碱提取物对多数植物病原菌的抑制率无显著差异。研究结果显示:葱莲地上部和地下部总生物碱提取物具有防治稻瘟病的潜力,且地上部总生物碱提取物的使用成本更低。

吴茱萸属植物中喹唑啉生物碱的分布、生物活性和化学合成

对芸香科(Rutaceae)吴茱萸属(Evodia J.R.et G.Forst.)植物中喹唑啉生物碱的分布、骨架类型、生物活性和化学合成的相关研究结果进行了总结和归纳。结果显示:从吴茱萸属植物中分离出51个喹唑啉生物碱,主要集中在吴茱萸〔E.rutaecarpa(Juss.)Benth.〕,其后依次为石虎〔E.rutaecarpa var.officinalis(Dode)Huang〕、丽江吴萸(E.delavayi Dode)、波氏吴萸〔E.rutaecarpa var.bodinieri(Dode)Huang〕、牛紏吴萸〔E.trichotoma(Lour.)Pierre〕、云南吴萸(E.ailanthifolia Pierre)和楝叶吴萸〔E.glabrifolia(Champ.ex Benth.)Huang〕。骨架类型属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型的喹唑啉生物碱分别有31、13、3、3和3个。吴茱萸属植物及其提取物不仅对消化系统、神经系统和心血管系统有作用,而且也具有抗菌消炎和抗肿瘤等作用。吴茱萸碱和吴茱萸次碱是吴茱萸属植物的主要活性成分。从植物化学分类学角度看,《Flora of China》对原吴茱萸属植物的划分与归并有一定的合理性。目前,吴茱萸属植物的药理活性和化学合成研究主要集中于吴茱萸碱和吴茱萸次碱,对其他喹唑啉生物碱的相关研究却较少,建议对其中应用前景良好的化合物及其药理活性和化学合成进行深入研究。

采花装备的研究进展与趋势探索

中国花卉种植规模大、经济价值高,但人工收获花卉劳动强度大、成本高,机械化和自动化是我国花卉产业发展的必然趋势。基于此,课题组对采花装备的关键技术进行了总结,主要包括花朵定位、花朵采摘、花朵收集、设备行走和控制等关键技术;分析了国内外采花装备的发展历史和现状,采花装备可分为通用型收获装备和专用型采花装备两大类;并对采花装备未来发展方向进行展望,指出通用化、智能化是未来我国采花装备发展的关键方向,以期为相关从业人员提供参考。

广东和广西伞形科植物分布新记录

伞形科(Apiaceae)包含455属3300余种植物,广泛分布于世界温带和亚热带区域。中国分布有伞形科植物100属614种,其中特有种340种,是该科植物的世界分布中心之一[1]1;伞形科植物在中国各省(自治区)均有分布,以西南和西北地区分布的种类较多,华中和东北地区次之,华东和华南地区分布的种类最少,种类数量总体表现为自西向东、自北往南逐渐减少[2]。

Cr胁迫对‘中山杉406’幼苗生长和生理生化特性的影响

采用水培法模拟实验,以亲本落羽杉〔Taxodium distichum(Linn.)Rich.〕为对照,比较了不同浓度和处理时间Cr胁迫对‘中山杉406’(‘Zhongshanshan 406’)幼苗生长、抗氧化系统和光合系统的影响。结果显示:在中浓度(5.00μmol·L^(-1))和高浓度(20.00μmol·L^(-1))Cr处理28 d时,‘中山杉406’幼苗的相对生长速率和相对含水率以及叶片的相对电导率、叶绿素含量和丙二醛(MDA)含量的变幅均小于落羽杉。随着Cr浓度的增加和处理时间的延长,‘中山杉406’幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性总体呈升高的趋势,而落羽杉幼苗叶片的SOD和POD活性总体呈先升高后降低的趋势,‘中山杉406’在处理后期(28 d)能维持较高的抗氧化酶活性。与对照(0.00μmol·L^(-1)Cr)相比,在1.25和5.00μmol·L^(-1)Cr处理下,‘中山杉406’幼苗叶片的PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学效率(F_(v)′/F_(m)′)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))总体变化不大,而落羽杉的这3个叶绿素荧光参数在5.00μmol·L^(-1)Cr处理下显著降低,且在20.00μmol·L^(-1)Cr处理28 d时的降幅明显大于‘中山杉406’;随着处理时间的延长,‘中山杉406’幼苗叶片非光化学猝灭系数(NPQ)总体呈升高的趋势,而落羽杉从处理14 d开始变化不大。Cr胁迫下2种植物相对生长速率与叶片的光合系统指标(叶绿素含量、F_(v)/F_(m)值、F_(v)′/F_(m)′值、Φ_(PSⅡ)值)以及抗氧化系统指标(SOD活性、POD活性和MDA含量)有较高关联度,Φ_(PSⅡ)值和叶绿素含量与抗氧化系统指标间有较强关联性。综上所述,‘中山杉406’和落羽杉对低浓度(1.25μmol·L^(-1))Cr胁迫有一定的生长适应性,‘中山杉406’对中、高浓度Cr胁迫的抗性更强。Cr胁迫下较强的PSⅡ光化学性能、抗氧化能力和PSⅡ热耗散能力是‘中山杉406’维持较高生长速率以及防御光抑制和光破坏的重要机制。

不同蓝莓品种幼苗氮素利用效率和适宜施氮水平分析

为筛选蓝莓(Vaccinium spp.)氮高效品种及探究不同蓝莓品种幼苗的适宜施氮水平,本研究以长江流域4个蓝莓主栽品种‘莱格西’(‘Legacy’)、‘绿宝石’(‘Emerald’)、‘优瑞卡’(‘Eureka’)和‘蓝美1号’(‘Lanmei 1’)为实验材料,通过盆栽实验,设置不施氮(0.000 g·kg^(-1))、低氮(0.214 g·kg^(-1))、中氮(0.429 g·kg^(-1))和高氮(0.857 g·kg^(-1))4个处理,分析不同施氮水平下不同蓝莓品种幼苗农艺性状及氮素利用效率的差异。结果显示:‘莱格西’和‘绿宝石’属于低氮高效型,‘优瑞卡’属于中氮高效型,‘蓝美1号’属于氮高效型。随着施氮水平的提高,4个蓝莓品种幼苗的单株干质量增加量,株高,冠幅,基径,叶片叶绿素相对含量,根、茎、叶和单株氮素增加量,以及单株磷素增加量总体呈上升趋势;单株分枝数和单株钾素增加量呈先上升后趋于稳定的变化趋势;氮素效率、氮素吸收效率和氮素生理利用效率总体呈先上升后下降的变化趋势;根冠比则总体呈下降趋势。相关性分析结果显示:在不施氮和3个施氮水平下,蓝莓幼苗的氮素效率与单株干质量增加量、茎氮素增加量、单株氮素增加量、单株磷素增加量、单株钾素增加量、氮素吸收效率均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。综合分析结果表明:‘蓝美1号’为氮高效品种,可作为氮高效遗传改良种质资源;单株干质量增加量可作为蓝莓氮素利用效率评价的重要指标;氮高效品种‘蓝美1号’和中氮高效品种‘优瑞卡’幼苗的推荐施氮水平为0.429 g·kg^(-1),低氮高效品种‘莱格西’和‘绿宝石’幼苗的推荐施氮水平为0.214 g·kg^(-1)。

4种吴茱萸属植物叶片和果实的乙醇提取物及其体外抗肿瘤活性

吴茱萸属(Evodia J.R.et G.Forst.)植物的提取物及单体化合物不仅具有镇痛抗炎[1]、改善胃肠道功能[2]、保护心血管[3]和治疗阿尔茨海默病[4]等作用,还具有抑制乳腺癌[5]、结肠癌[6]、肝癌[7]和黑色素瘤[8]等肿瘤相关疾病的药理活性。目前,对吴茱萸属植物的研究主要集中在《中华人民共和国药典》中收录的吴茱萸〔E.rutaecarpa(Juss.)Benth.〕、石虎〔E.rutaecarpa var.officinalis(Dode)Huang〕和疏毛吴茱萸〔E.rutaecarpa var.bodinieri(Dode)Huang〕3种基源植物[9]。

‘中山含笑’与台湾含笑母树及其无明显表型变异子代的抗寒性分析

通过比较自然越冬下‘中山含笑’(Michelia‘Zhongshanhanxiao’)与台湾含笑〔Michelia compressa(Maxim.)Sarg.〕母树及其无明显表型变异子代的冻害表现、生理指标变化和叶片解剖结构特征,对3种供试植物的抗寒性进行了综合评价。结果显示:自然越冬期间(2021年12月1日至2022年2月25日)3种供试植物均出现了一定程度的冻害,其中,台湾含笑无明显表型变异子代受冻程度最重,台湾含笑母树次之,‘中山含笑’受冻程度最轻。自然越冬期间,随着时间的推移3种供试植物叶片的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量总体呈先升高后降低的变化趋势,其中,‘中山含笑’叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶活性的峰值均最高,台湾含笑无明显表型变异子代叶片丙二醛含量的峰值最高。3种供试植物间的9个叶片解剖结构指标均存在显著差异,其中,‘中山含笑’叶片的细胞结构紧密度和栅栏组织厚度均显著大于台湾含笑母树及其无明显表型变异子代;9个叶片解剖结构指标通过聚类分析可分为3类;通过相关性分析和相关指数计算选出细胞结构紧密度、栅栏组织厚度和叶片厚度作为3个典型指标。隶属函数分析结果显示:在基于5个生理指标和3个叶片典型解剖结构指标的综合评价中,‘中山含笑’的平均隶属函数值均最大,台湾含笑无明显表型变异子代均最小。综合分析认为,‘中山含笑’的抗寒性最强,台湾含笑母树次之,台湾含笑无明显表型变异子代最弱。

NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

基于代谢组和转录组的银缕梅叶片退红机制初探

为了探究银缕梅〔Parrotia subaequalis(H.T.Chang)R.M.Hao et H.T.Wei〕叶片在春季由红转绿的物质基础和分子机制,采用代谢组和转录组联合分析对银缕梅幼叶和成熟叶中差异花色苷类成分含量及差异表达基因进行比较分析,并对花色苷合成关键酶基因进行生物信息学分析。结果表明:幼叶中花色苷类成分的总相对含量约为成熟叶的27倍;幼叶中锦葵色素3-O-葡萄糖苷、锦葵色素3-O-半乳糖苷和芍药花素3-O-葡萄糖苷的相对含量明显高于其他花色苷类成分,且极显著(p<0.01)高于成熟叶中对应成分的相对含量。比较幼叶和成熟叶的转录组数据,共筛选出11000个差异表达基因。GO功能富集结果显示富集到催化活性的差异表达基因最多(3000个);KEGG富集分析结果显示差异表达基因显著富集在植物激素信号转导通路和苯丙烷生物合成通路。通过与葡萄(Vitis vinifera Linn.)中已知的花色苷合成关键酶氨基酸序列进行比对,共筛选出9个银缕梅花色苷合成酶基因,并且这9个基因在幼叶中的相对表达量明显高于成熟叶。qRT-PCR结果表明:PsCHS1、PsF3′H、Ps3GT和PsAOMT的相对表达量极显著高于成熟叶。PsCHS1、PsF3′H、Ps3GT和PsAOMT分别包含393、528、461和323个氨基酸残基;4个蛋白的二级结构均以α螺旋和无规卷曲为主,其中,PsF3′H不含β转角,其余3个蛋白均由α螺旋、β转角、延伸链和无规卷曲构成;4个蛋白的三级结构均含有相应蛋白家族的保守结构。系统进化树显示:PsCHS1与红花檵木(Loropetalum chinense var.rubrum Yieh)的LcCHS,PsF3′H与枫香树(Liquidambar formosana Hance)的LfF3′H,Ps3GT与可可(Theobroma cacao Linn.)的Tc3GT,以及PsAOMT与枫香树的LfAOMT分别首先聚在一起。综上所述,锦葵色素3-O-葡萄糖苷、锦葵色素3-O-半乳糖苷和芍药花素3-O-葡萄糖苷可能是银缕梅叶片退红的主效花色苷类成分,PsCHS1、PsF3′H、Ps3GT和PsAOMT可能是银缕梅叶片退红的关键基因。

不同营养条件对凤眼蓝生长及根际微生物群落的影响

以全营养处理为对照,设计缺氮和缺磷2种缺素处理,分析不同营养条件下凤眼蓝〔Eichhornia crassipes(Mart.)Solms〕形态、光合作用、抗氧化系统、氮含量、磷含量及根际微生物群落的变化。结果显示:总体上看,缺氮和缺磷处理可显著抑制凤眼蓝鲜质量、叶数、叶宽、分株数和匍匐茎总长,减弱叶发育,增强根发育,且缺磷处理对植株生长和繁殖的抑制作用更明显;缺氮和缺磷处理可显著抑制凤眼蓝叶片的净光合速率和气孔导度,缺氮处理可显著降低叶片叶绿素相对含量,缺氮处理对凤眼蓝叶片光合作用的抑制效果强于缺磷处理。缺磷处理使凤眼蓝叶片中过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性以及丙二醛含量明显上升,而缺氮处理对叶片和根中上述3种酶活性和丙二醛含量总体无明显影响。缺氮和缺磷处理使凤眼蓝叶片中氮、磷含量降低,且氮、磷元素优先分配向根部,缺磷处理引起的磷含量的降幅明显高于缺氮处理引起的氮含量的降幅。缺氮和缺磷处理使凤眼蓝根际微生物群落组成多样性降低,其中氮代谢相关(硝酸盐还原、固氮、氮呼吸和硝酸盐呼吸)微生物的相对丰度显著降低,且在氮元素充足时,缺乏磷元素会降低凤眼蓝根际氮代谢相关微生物的富集。综合研究结果显示:缺氮和缺磷处理均能通过抑制光合作用、限制氮代谢相关微生物富集等方式抑制凤眼蓝生长和繁殖,且缺磷处理对凤眼蓝产生的非生物胁迫更强、对凤眼蓝生长的抑制作用更显著。通过控制凤眼蓝对磷元素的吸收防控凤眼蓝爆发具有较大的应用潜力。

不同施磷水平下外生菌根真菌对薄壳山核桃幼苗生长和磷吸收的影响

采用盆栽实验,比较了低磷(0.05 mmol·L^(-1))和正常施磷(0.50 mmol·L^(-1))下接种土生空团菌(Cenococcum geophilum Fries)和豆马勃属菌(Pisolithus sp.)以及未接菌的薄壳山核桃〔Carya illinoinensis(Wangenh.)K.Koch〕幼苗在净光合速率、干质量、营养元素吸收以及土壤酶活性的差异。结果显示:低磷条件下,土生空团菌和豆马勃属菌的幼苗菌根侵染率分别为39.9%和35.5%;正常施磷条件下,这2种真菌的幼苗菌根侵染率分别为41.4%和31.9%。总体上看,缺磷会抑制幼苗光合作用,减少干质量以及叶中全氮、全磷和全钾含量;接菌处理促进了幼苗光合作用,增加了干质量以及根、茎、叶中全氮、全磷和全钾含量。低磷条件下,接种豆马勃属菌对幼苗光合作用和干质量增加的提升效果显著优于接种土生空团菌,接种土生空团菌对幼苗营养元素吸收的提升效果总体优于接种豆马勃属菌。低磷条件下,接菌处理提高了土壤中β-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶和碱性磷酸酶活性,降低了亮氨酸氨基肽酶活性,且接种豆马勃属菌对土壤酶活性的提升效果优于接种土生空团菌。综合分析认为,外生菌根真菌对薄壳山核桃幼苗在低磷条件下的磷吸收和生长具有明显促进作用,不同菌种对薄壳山核桃幼苗生长和土壤酶活性的影响存在差异,在提高磷利用效率和宿主植株干质量方面表现出不同的优势。

黑莓1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因RuACO 1a和RuACO 1b的克隆及功能鉴定

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4和3个外显子。系统进化分析结果显示RuACO1a和RuACO1b与月季(Rosa chinensis Jacq.)、蕨麻〔Argentina anserina(Linn.)Rydb.〕和野草莓(Fragaria vesca Linn.)ACO1蛋白的亲缘关系均较近,且分别属于蔷薇科(Rosaceae)植物中2类ACO1蛋白。RuACO 1a在果实着色后28 d响应乙烯利诱导,其相对表达量急剧升高,而RuACO 1b在果实着色后21 d响应乙烯利诱导,早于RuACO 1a。脱落酸处理后,RuACO 1a和RuACO 1b的相对表达量在果实着色后14和28 d较高。RuACO 1a和RuACO 1b具有组织表达特异性,RuACO 1a在幼果、花蕾和花中的相对表达量较高,RuACO 1b在幼果和幼根中的相对表达量较高。与野生型相比,RuACO 1a和RuACO 1b过量表达转基因拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕植株均表现为叶片中叶绿素相对含量和氮含量升高、开花和角果成熟提前、ACO含量升高。综上所述,黑莓RuACO 1a和RuACO 1b基因均促进拟南芥角果提前成熟。

甲基磺酸乙酯(EMS)对黄蜀葵植株表型性状和花黄酮类成分含量的影响及优株筛选

以甲基磺酸乙酯(EMS)为化学诱变剂,对体积分数1.0%(T1)、1.2%(T2)、1.4%(T3)、1.6%(T4)EMS诱变处理后黄蜀葵〔Abelmoschus manihot(Linn.)Medik.〕植株表型性状和花黄酮类成分含量差异进行比较,对单株花产量和花黄酮类成分含量与植株表型性状进行相关性分析,并基于单株花总黄酮产量进行优株筛选。结果表明:与对照组(体积分数0.0%EMS)相比,EMS处理组黄蜀葵株型变为接近丛生或丛生,叶裂片细长,花冠较小。4个EMS处理组黄蜀葵的株高较对照组显著(P<0.05)降低,茎粗与对照组差异不显著;随着EMS体积分数增加,叶片长、叶片宽、叶裂片长、叶裂片宽总体上先降低后升高,其中,体积分数1.4%和1.6%EMS处理组的叶片长、叶片宽、叶裂片长、叶裂片宽均高于或显著高于对照组;4个EMS处理组的花直径和花瓣宽低于或显著低于对照组,花瓣长和始花节数与对照组差异不显著,但体积分数1.4%和1.6%EMS处理组的单株开花数和单株花产量显著高于对照组。与对照组相比,4个EMS处理组花中6个黄酮类成分及总黄酮含量多无显著变化,仅体积分数1.0%和1.4%EMS处理组的棉皮素-8-O-β-D-葡萄糖醛酸苷含量以及体积分数1.0%EMS处理组的槲皮素-3′-O-葡萄糖苷含量显著升高。相关性分析结果显示:单株花产量与茎粗、叶片长、叶裂片长、始花节数和蒴果长显著正相关,与单株开花数极显著(P<0.01)正相关,而花中6个黄酮类成分和总黄酮含量与植株表型性状多无显著相关性。优株筛选结果显示:编号T3-3、T4-5、T3-1和T1-3植株的单株花总黄酮产量均在65 g以上,排名前4。总体来看,体积分数1.4%EMS的诱变效果最佳;并且,编号T3-3、T4-5、T3-1和T1-3单株可作为黄蜀葵高花总黄酮产量的优株。

炭化液对NaCl胁迫下高丹草种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨炭化液对NaCl胁迫下高丹草(Sorghum bicolor×sudanense)种子萌发和幼苗生长的影响,利用工程水生植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum Linn.)和苦草〔Vallisneria natans(Lour.)Hara〕制备炭化液,研究了NaCl胁迫下2种炭化液及其稀释比例对高丹草种子萌发及幼苗生长和生理指标的影响。结果显示:在0~16 g·L^(-1)NaCl范围内,高丹草种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着NaCl质量浓度的提高呈下降趋势,在16 g·L^(-1)NaCl条件下发芽率仅5.6%;种子萌发阶段的耐盐适应质量浓度、耐盐半致死质量浓度和耐盐极限质量浓度分别为4.00、8.03和15.06 g·L^(-1)。在4 g·L^(-1)NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液和苦草炭化液(稀释比例1∶15)对高丹草种子发芽势、发芽率和发芽指数的影响不显著,但总体上显著(P<0.05)促进了芽长和根长;且处理10和15 d,金鱼藻炭化液处理的芽长和根长分别较苦草炭化液处理显著增加。在8~16 g·L^(-1)NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液(稀释比例1∶15)总体上显著增加了高丹草种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长。在8 g·L^(-1)NaCl条件下,添加稀释比例1∶15和1∶5的金鱼藻炭化液均较对照显著增加了高丹草幼苗的株高、根长、茎长、叶长、总鲜质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量和根冠比,显著降低了超氧阴离子含量、过氧化氢酶活性和可溶性蛋白质含量。综上所述,较高质量浓度NaCl胁迫下,添加金鱼藻炭化液显著促进了高丹草的种子萌发,有效减少了高丹草幼苗受到的氧化损伤,进而缓解了NaCl对高丹草种子萌发和幼苗生长的胁迫作用。

石蒜1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶基因LrACS的克隆及功能鉴定

为了解1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(ACS)基因在石蒜〔Lycoris radiata(L'Hér.)Herb.〕乙烯合成中的作用,对石蒜ACS基因LrACS进行了克隆,并通过系统进化树和氨基酸序列比对分析明确LrACS与其他同源蛋白的进化关系。利用亚细胞定位分析LrACS在细胞中的定位,对LrACS重组蛋白进行体外活性检测,并利用实时荧光定量逆转录PCR(qRT-PCR)分析不同生长时期LrACS的组织特异性表达。结果显示:LrACS的开放阅读框长度为1473 bp,编码490个氨基酸。LrACS的理论相对分子质量为54954.97,理论等电点为pI 8.21。系统进化树分析结果表明LrACS与忽地笑〔Lycoris aurea(L'Hér.)Herb.〕LaACS的亲缘关系最近,均属于Ⅰ型ACS蛋白。亚细胞定位结果显示LrACS主要定位于细胞质基质。体外活性检测结果证实LrACS重组蛋白能够催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)生成1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)。qRT-PCR分析结果显示:LrACS在花期和叶期的石蒜各组织中均有表达,但其表达具有组织特异性,其中,花期花瓣中LrACS的相对表达量极显著(P<0.01)高于根、鳞茎、花茎,叶期根中LrACS的相对表达量极显著高于鳞茎和叶。综上所述,LrACS主要定位于细胞质基质并在石蒜不同生长时期行使催化SAM生成ACC的功能。