燕麦K^(+),Na^(+)积累与AsSOS1基因表达对盐胁迫的响应

为了解盐胁迫对燕麦(Avena sativa L.)K^(+),Na^(+)积累和质膜Na^(+)/H+逆向转运蛋白基因(AsSOS1)表达的影响,本研究以耐盐的‘青永久195’和敏盐的‘709’为材料,分别用0,30,60,90,120,150 mmol·L^(-1)NaCl和0,0.5,1,2,4,8 mmol·L^(-1)KCl处理24 h,并用30,150 mmol·L^(-1)NaCl和0.5,8 mmol·L^(-1)KCl互作处理0,12,36,72 h,分析燕麦根和叶中K^(+),Na^(+)积累、离子平衡及AsSOS1基因的表达情况。结果表明:K^(+)含量和K^(+)/Na^(+)随盐浓度的增加和处理时间的延长有所下降,‘青永久195’的K^(+)含量和K^(+)/Na^(+)高于‘709’;叶片中的K^(+)含量和K^(+)/Na^(+)高于根系,Na^(+)含量变化与之相反,且‘709’中的Na^(+)含量高于‘青永久195’,根系中的Na^(+)含量高于叶片。AsSOS1基因在燕麦根、叶中均有表达,盐胁迫会显著提高其表达水平(P<0.05),多数处理下根系中的表达量高于叶片,‘青永久195’中的表达量高于‘709’。AsSOS1通过限制Na^(+)向地上部运输、维持较高的K^(+)/Na^(+)来减缓高盐胁迫造成的伤害。

新农科建设背景下“植物生物技术”课程混合式教学模式的构建与应用

“植物生物技术”课程是农科类各专业的一门重要核心课程。在新农科建设背景下对该课程进行混合式教学模式的构建与应用,以甘肃农业大学草业科学专业传统教学模式中存在的主要问题为切入点,从“学生为主体,教师为主导”的教学理念出发,分别从构建课程网络教学平台、丰富和创新教学手段、建立和完善过程性考核评价体系等方面对课程进行教学改革与实践。实践证明,混合教学模式下的教学效果得到了有效提升,激发了学生的学习兴趣,提高了学习自主性和综合实践能力。同时,总结教学经验及不足,提出进一步完善策略。

霸王繁殖特性的研究

霸王Zygophyllum xanthoxylum为强旱生小灌木，是干旱荒漠区草地上的主要植物种，能形成稳定的霸王群落。霸王先开花后长叶，4月中旬产生花蕾，下旬开花，6月下旬籽粒成熟，种子发芽率为90％；在干旱荒漠区有苗成活后生长快，不易死亡，株丛寿命20年以上。霸王生长3～4年后进入壮龄期，开始大量结实。植株枝条被沙埋后，可从基部萌发新生枝条，并产生不定根。75％的根主要集中在40cm土层内，霸王根向下到达土层，土壤储水被利用后，难以补偿时，根又向地表方向生长，这一研究结果证实强旱生霸王主要靠吸取地表水生存。霸王根系的这些优良特性，给它自身创造了良好的水分生态环境，因而构成了其抗旱、耐寒、耐贫瘠、适应性强、速生、高产的特性。霸王营养价值高，粗蛋白含量10．49％～12．68％，家畜喜食，是一种值得在干旱荒漠区推广种植的小灌木。

渗透胁迫下氮磷钠配方对多浆旱生植物霸王生长的影响

以多浆旱生植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)为材料,采用砂培试验,研究了适量的氮磷钠配方对霸王生长和抗旱性的影响。结果表明,15mmol·L-1 NaNO3和0.5mmol·L-1 NaH2PO4为霸王生长最适浓度。根据最适的氮、磷、钠3种元素的浓度配制成氮磷钠配方(15mmol·L-1 NaNO3+0.5mmol·L-1 NaH2PO4+34.5mmol·L-1 NaCl)。在-1MPa处理下,与对照相比,氮磷钠配方处理的霸王植株的叶干质量、组织含水量、叶面积、叶相对有机干质量和株高分别增加了12%、121%、57%、10%和14%,同时,叶片丙二醛含量和相对质膜透性分别下降了64%和17%。因此,在渗透胁迫下,氮磷钠配方对霸王的生长起到了促进作用,减轻了细胞膜的受损程度,增强了霸王的抗旱能力。

钠复合肥提高多浆旱生植物霸王幼苗生长及抗旱性

本研究采用室内盆栽实验,探讨了一种由适量的氮、磷和钠等元素组成的钠复合肥对多浆旱生植物霸王幼苗生长及抗旱性的影响。结果表明,干旱胁迫下施钠复合肥后,与对照和磷酸二铵肥相比,霸王幼苗的株高增加了30%和12%、叶面积增加了97%和40%、叶相对有机干重增加了10%和7%、叶干重增加了57%和38%、叶含水量增加了347%和55%,净光合速率增加了145%和24%、PSⅡ原初光能转换效率增加了6%和4%、电子传递速率增加了16%和8%、量子产额增加了14%和5%,而叶MDA含量下降了58%和18%、相对质膜透性下降了50%和26%。另外,与对照相比,施钠复合肥后霸王幼苗水分利用效率提高了4%。这些结果说明,钠复合肥能够促进干旱胁迫下霸王幼苗的生长、提高其抗旱性,并且效果优于磷酸二铵肥。

对草类植物育种学课程教学改革的思考

草类植物育种学是草业科学专业的专业必修课。分析了该课程教学中存在的教材滞后、课时数偏少、教学方法、手段滞后等问题,针对这些问题,对教学改革提出了几点建议:加强教材建设、教学内容上应该强化生物技术在育种中的应用、尝试双语教学、充分利用多媒体多元化功能进行教学、改革课程考核体系等。

Na^+在霸王适应渗透胁迫中的生理作用

采用室内沙培实验,测定了不同强度渗透胁迫下NaCl对多浆旱生植物霸王光合作用、保护酶活性和有机渗透调节物质含量的影响,探讨了Na+在霸王抗旱方面所起的作用。结果显示,在轻度(-0.5MPa)、中度(-1.0MPa)和重度渗透胁迫(-1.5MPa)下,50mmol/L NaCl的加入显著提高了霸王幼苗的净光合速率,增强了叶片中SOD和CAT活性;霸王体内积累的可溶性糖和游离脯氨酸含量却显著降低,与未加NaCl的植株相比,在轻度、中度和重度渗透胁迫下,50mmol/L NaCl使霸王游离脯氨酸含量分别下降了66%,55%和31%,可溶性糖含量分别下降了41%,33%和30%。由于之前的实验已表明,不同强度渗透胁迫下50mmol/L NaCl使霸王体内的Na+含量大量升高,因此认为50mmol/L NaCl显著提高霸王抗旱能力的原因并非是促进了植物体内有机渗透调节物质的积累,而是在于植物从外界吸收Na+并发挥Na+在植物体内的渗透调节作用。

毛乌素沙南缘紫穗槐根系垂直分布特征

采用全株挖掘法对毛乌素沙南缘不同年限种植的紫穗槐进行取样,研究60龄、35龄、28龄、6龄地上部形态特征、土壤含水量、根系生物量、比根长、根比例、根体积、根表面积及根长密度的垂直分布格局,以期揭示紫穗槐在沙地生境下生态适应性。结果表明,随着土壤深度的增加,各株龄紫穗槐根生物量、根体积,根表面积均呈指数Y=ae-bx形式递减;通过对消弱系数的分析,根系集中分布于接近地表的土层中,根系分布各参数之间表现不同程度的相关性,土壤含水量(SM)与地上生物量(AGB)、根生物量(RB)、比根长(SRL)的相关性达显著水平,与根表面积(RSA)呈正相关。利用主成分分析法将根系分布参数确定为水分控制因子和构架因子。随着株龄的增加紫穗槐没有出现衰退现象,其根系有自疏与更新的能力,不断适应环境的变化。

水淹胁迫对紫穗槐生长及营养元素积累的影响

通过对不同水淹条件下紫穗槐(Amorpha fruticosa)植株营养生长及各组织中营养元素积累量的分析,发现紫穗槐在表面水淹条件下根系浅生化,半水淹条件下茎根生长不定根,近全淹条件下先生长茎后生出不定根来适应水淹胁迫。3个水淹处理组植株对氮、磷、钙、铁及锰的吸收表现为增益;对铜的吸收表现为降低;改变氮、磷、钙、锌和铜的分配以适应水淹逆境,均与对照组植株存在明显差异(P<0.05)。所有处理各营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,营养生长指标未见严重缺素症,表明紫穗槐可针对不同水淹条件选择最有效节能的适应机制,是优良的抗涝灌木种。

Na^＋在植物中的有益作用

长期以来,人们普遍认为Na+是造成植物盐害的主要因素。因此,目前对Na+的研究主要集中在其对植物盐害方面。然而,近年来许多研究表明,虽然高浓度的Na+对植物有害,但植物的生长也的确需要一定量的Na+,低浓度的Na+对植物的生长不仅没有危害,相反还有利于植物的生长。作者从Na+对植物生长的刺激作用、Na+对K+的替代作用、Na+在植物代谢以及植物抗逆中的生理功能几个方面概述了Na+在植物生长过程中有益作用。为进一步研究低浓度的Na+在植物生长过程中的生理作用提供参考。

除草剂对燕麦产量及抗氧化特性的影响

试验采用单因素随机区组设计,对施用不同浓度仲丁灵和精异丙甲草胺除草剂的皮燕麦陇燕3号田间进行防效调查及燕麦种子产量测定,并进一步测定不同时期燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量,以探讨除草剂对燕麦生理特性的影响。结果表明,在除草剂适宜浓度范围内,高浓度除草剂对杂草的防效较好;与对照相比,除草剂处理对燕麦籽粒产量均有增产作用,最高增幅达30.7%。不同生长期的燕麦受到除草剂胁迫后,叶片MDA含量逐渐上升,且抗氧化酶活性均高于对照;随着除草剂浓度的升高,燕麦叶片各种酶活性受到不同程度的抑制。在试验期内,POD活性的变化与SOD相似,即随着燕麦生育期的推进,呈现先升高后降低的变化趋势。CAT活性较为稳定,呈现先降低,再升高的变化。两种除草剂中,精异丙甲草胺对杂草的防效和增产作用均优于仲丁灵,且对燕麦叶片各种酶活影响较小,适宜在皮燕麦田应用。

一种改进的多浆旱生植物霸王叶和根总RNA提取方法

针对多浆旱生植物霸王富含多酚和多糖类物质的特点,在常规异硫氰酸胍方法的基础上进行改进,摸索出一种霸王叶和根总RNA提取的方法。本方法主要通过在提取缓冲液中加入4%β-巯基乙醇以去除多酚物质的干扰;用2mol/L醋酸钠(pH4.0)、水饱和酚和氯仿:异戊醇(24:1)抽提以去除多糖和蛋白物质。采用该方法提取的霸王总RNA纯度高、完整性好,电泳条带清晰,OD260/OD280值在1.8￣2.0之间,其质量完全可以满足进一步分子生物学研究的要求。

荒漠灌木蒙古岩黄芪对干旱胁迫的生理响应

采用盆栽实验,研究了不同程度干旱胁迫(重度、中度、轻度、对照,分别为15%、30%、50%、70%田间最大持水量)对荒漠灌木蒙古岩黄芪幼苗光合特性、抗氧化特性和渗透调节物质的影响。结果显示,在中度和重度干旱胁迫下,除胞间CO_2浓度外,其余各光合指标均显著下降;在轻度干旱胁迫下,蒙古岩黄芪幼苗净光合速率、PSⅡ的潜在活性与对照相比上升了20.7%和5.7%。中度和重度胁迫下蒙古岩黄芪叶片的丙二醛(MDA)含量、细胞相对质膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及过氧化物酶(POD)活性显著高于对照,而在轻度干旱胁迫下无明显变化。叶片中游离脯氨酸含量和可溶性糖含量以及K^+含量随干旱胁迫的加剧而显著增加;根、茎、叶中的Na^+含量在干旱胁迫处理中均显著下降。蒙古岩黄芪在干旱胁迫下采取协同升高叶片中SOD、CAT、POD活性,提高脯氨酸和可溶性糖含量,同时选择性吸收K^+的策略来减小干旱对植株所造成的伤害。实验结果可为蒙古岩黄芪适应干旱胁迫的策略提供理论依据,为其保护利用以及干旱与半干旱区的植被恢复提供参考。

不同年龄紫穗槐对沙化土壤的改良效应

以毛乌素沙地南缘沙化地不同种植年限的紫穗槐(Amorpha fruticosa)为研究对象,探讨了不同种植年限紫穗槐对沙地的恢复效应。分析了紫穗槐灌丛土壤的机械组成、养分含量以及不同种植年限紫穗槐土壤养分与沙尘粒之间的相关性。结果显示,紫穗槐灌丛的土壤细化程度随着种植年限的增加逐渐增大,表层(0～10cm)土壤的细化程度为1951年>1976年>1983年>2005年,1951年种植的紫穗槐的沙尘粒含量达到了4.3%;各种植年份紫穗槐土壤垂直剖面pH值自下而上逐渐降低,表层土壤(0～10cm)pH值最低,同土层不同年份紫穗槐灌丛土壤pH值基本随种植年限延长而降低;0～20cm土层中养分含量(除全钾和铵态氮)均出现了不同程度的增加,有机碳、全氮、硝态氮、全磷和速效磷等含量均随着种植年限的增加而增加,铵态氮和全钾含量则无明显规律。

盐生植物碱蓬Actin基因片段的克隆及序列分析

目的:克隆盐生植物碱蓬(Suaeda glauca)Actin基因片段,为研究其它基因在碱蓬的表达和调控提供内参基因。方法:根据已知植物Actin基因的保守序列设计一对简并性引物,采用RT-PCR的方法扩增Actin基因片段,使用分子生物学软件进行序列分析。结果:获得一段大小为598bp的基因片段,编码198个氨基酸;该序列与其它Actin基因核苷酸序列的同源性均在80%以上,与氨基酸序列的同源性达93%以上。结论:克隆的基因为Actin基因片段,将其命名为SgACT,并登录在GenBank,登录号为EU429457。

毛乌素沙漠南缘紫穗槐根际与非根际氮素含量特征

选择在陕西省榆林市靖边县毛乌素沙漠南缘已生长60、35、28和6年的紫穗槐(Amorpha fruticosa)样地,对不同株龄紫穗槐根际和非根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳的含量特征及土壤pH值的变化进行了分析。结果表明,根际全氮、铵态氮(除28年龄外)、硝态氮、有机碳含量均高于非根际,其中有机碳含量差异达到显著水平(P<0.05)。35年龄紫穗槐根际的全氮、铵态氮、硝态氮含量均高于其它株龄,分别比非根际高43.8%、30.3%和230%。有机碳含量根际与非根际都随着株龄增长而增加,而根际与非根际pH值随着株龄的增长而呈下降趋势。相关性分析表明,根际全氮与有机碳、铵态氮、硝态氮均呈显著相关,而在非根际没有相关性。根际土壤养分均高于非根际土壤,种植紫穗槐可以有效地改良土壤。

不同剂量除草剂对皮、裸燕麦光合特性及产量形成的影响

试验采用单因素随机区组设计,研究两种茎叶除草剂(立清和麦喜)在三个浓度下对皮燕麦‘陇燕3号’和裸燕麦‘白燕2号’生产性能指标及不同生育期倒二叶气体交换参数的影响,并通过综合评价,筛选高效除草剂的种类和剂量,以探讨除草剂对燕麦光合生理特性的作用机理。结果表明,在除草剂适宜浓度范围内(立清675~2 025 mL·hm^(-2)、麦喜90~270 mL·hm^(-2)),与未施用除草剂相比,除草剂中、高浓度对燕麦子粒产量有明显促进作用,最高增幅达34.67%。两种茎叶除草剂对燕麦光合特性的影响为短期刺激效应,在皮、裸燕麦生长前期(分蘖期、拔节期)除草剂对叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均有所抑制,对胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)有所促进,且随着除草剂浓度的提高,各光合指标的变幅增大,在两种除草剂高浓度处理下,皮燕麦和裸燕麦生长前期的Pn值平均比对照低42.86%和50.65%,WUE高于对照99.47%和86.44%,开花期后这种影响则逐渐趋于缓和。通过对光合及产量指标的主成分分析,将13个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,最终确定燕麦倒二叶Tr、SPAD、Pn及子粒千粒重可作为除草剂安全高效评价的参考指标,筛选出除草剂麦喜浓度在180 m L·hm^(-2)时效果最佳。

盐生植物小花碱茅K^+通道PtAKT1基因片段的克隆及序列分析

为研究小花碱茅(Puainellia tenuiflora)K+/Na+选择吸收分子机制,根据已报道的其他植物AKT1基因的保守序列设计一对简并性引物,以小花碱茅根部总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出AKT1基因,以期为小花碱茅AKT1全长基因的克隆、表达调控及其作物改良的研究奠定基础。序列分析结果表明:该基因长度大约为1019 bp,编码339个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的高等植物AKT1基因序列的同源性均在85%以上,与其他AKT1的氨基酸序列同源性达73%以上。

钠复合肥促进荒漠植物梭梭、白刺和红砂生长并增强其抗旱性

采用荒漠土壤,以盆栽的方式,探讨了钠复合肥在梭梭、白刺和红砂等荒漠植物生长和抗旱性中的作用.正常浇水11～12周后停止浇水20～22天,与不施肥相比,施用钠复合肥使梭梭同化枝的面积、鲜重、干重和含水量分别显著增加了79%,148%,100%,25%,根的鲜重和干重分别显著增加了63%,45%;使白刺叶的面积、鲜重、干重和含水量分别显著增加了209%,318%,218%,34%,根的鲜重、干重和含水量分别显著增加了217%,138%,43%;使红砂叶的面积、鲜重、干重和含水量分别显著增加了763%,800%,667%,34%,根的鲜重和干重分别显著增加了719%,628%.施用钠复合肥显著增强了干旱胁迫下3种植物的渗透调节能力和活性氧清除能力,从而提高了这些植物的抗旱性并促进了其生长.

一种新型钠复合肥对霸王幼苗生长的影响

[目的]检测一种新型钠复合肥对多浆旱生植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)幼苗移栽到大田后生长和抗旱性的影响。[方法]设3个处理:CK,巴彦浩特当地沙土;NP,在巴彦浩特当地沙土中不加Na,但加入含量与钠复合肥一致的普通NP肥;Na,在巴彦浩特当地沙土中加入研制的钠复合肥。[结果]Na处理显著增加了霸王的株高,分别为对照和NP肥处理的1.7～2.0、1.2～1.3倍;能促进提早分枝,在移栽后10d,Na处理的分枝数分别为对照和NP肥处理的2.4、1.3倍;停止浇水13d后,Na处理的叶片数比NP肥处理多40%,有助于获得更多的光合产物并增强其抗旱性。[结论]此钠复合肥在霸王育苗种的表现比单一施加NP肥效果更显著,其开发和推广应用可为荒漠地区的植被恢复提供重要的参考和应用价值。