COP9亚基FaCSN5在草莓果实发育过程中的功能分析

【目的】探究草莓COP9信号复合体亚单位5(constitutive photomorphogenic signalosome subunit 5,CSN5)在草莓果实发育过程中的功能。【方法】以草莓品种红颜为材料,根据草莓果实发育过程中的转录组数据,筛选并克隆FaCSN5基因。基于生物信息学对其功能域、理化性质、蛋白结构等进行预测。通过SDS-PAGE和Western Blot检测FaCSN5-His目的蛋白,利用烟草对其进行亚细胞定位分析。利用RT-qPCR检测FaCSN5的时空表达水平,利用农杆菌介导瞬时侵染草莓果实,观察记录表型,检测FaCSN5基因表达水平。利用圆片温育和外源激素处理试验检测外源激素对FaCSN5基因表达的诱导影响。【结果】系统进化树分析表明FaCSN5、FvCSN5和月季CSN5b同源性较高,相似率分别为100%和94.24%。克隆的FaCSN5与艳丽草莓8条基因序列的碱基和氨基酸序列相似率分别达98.97%和99.35%。FaCSN5基因的编码区为1080 bp,编码359个氨基酸,具有一个保守的MPN结构域。p ET30a-FaCSN5融合表达载体的大肠杆菌原核表达表明FaCSN5-His目的蛋白大小约66 ku。亚细胞定位显示FaCSN5-GFP融合蛋白定位为细胞核和细胞质。FaCSN5在根中表达水平最高,在种子中最低,在根中的表达量是种子中表达量的8倍;果实发育过程中在全红期表达量最高,在褪绿期表达量最低,从褪绿期开始随着果实发育表达量升高。农杆菌介导瞬时侵染草莓果实,FaCSN5过表达能够促进草莓果实成熟;沉默FaCSN5表达则会抑制草莓果实成熟。FaCSN5启动子上含有响应茉莉酸甲酯和赤霉素的顺式作用元件,且其表达受到这两种激素及脱落酸的诱导。【结论】FaCSN5可能是通过多种激素调控促进草莓果实成熟。

呋虫胺在水培草莓植株中的吸收及转运特征

农药残留已经引起了人们对作物污染的日益关注。本研究将草莓在含有20 mg·L^(-1)呋虫胺(dinotefuran,DIN)的水培液中持续暴露240 h,探究了呋虫胺在草莓植物中的吸收转运规律。研究结果表明,无苗有药对照溶液中呋虫胺的残留量10 d后降低了5.14%,处理组溶液中残留量降幅达19.2%;草莓植株可以从水培液中吸收呋虫胺并向茎叶转运,试验处理168 h后达到吸收稳定状态,呋虫胺在叶部富集程度约为根部的2.1倍;草莓植株各器官从水培液中富集呋虫胺的能力大小为叶>根>茎;草莓中呋虫胺从根到茎的转运因子(TF)约为0.28~0.51,从茎到叶的TF约为1.18~4.74;表明草莓中呋虫胺更易从茎转运到叶;随着暴露时间的增加,单株草莓根部呋虫胺占比不断减少,叶部占比不断增加。上述结果表明,呋虫胺被草莓根部吸收后,易向上运输富集在草莓叶片中。

‘红颜’草莓离体叶片失水及抗旱生理生化特性

【目的】探究草莓离体叶片的失水特性及相关生理生化指标,为草莓耐旱性提供依据。【方法】采取离体叶片自然失水法,测定草莓叶片的净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C i)、叶绿素荧光参数、过氧化氢(H_(2)O_(2))、丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EC)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)等指标。【结果】在脱水条件下4 h时间范围内,草莓离体叶片与非离体叶片(CK)相比,相对含水量、P_(n)、T_(r)、G_(s)、最大荧光(F_(m))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))快速下降,而叶绿素荧光参数的初始荧光(F_(0))显著上升;草莓离体叶片H_(2)O_(2)与MDA含量显著上升,叶片EC增大,并在4 h时达到顶峰,与对照相比,分别上升84.9%、77.1%、103.1%;同时POD、SOD与CAT活性显著升高。【结论】快速脱水对草莓叶片的光合器官、细胞膜系统造成严重损害,通过增强离体叶片的抗氧化酶活性,维持叶片细胞膜的相对稳定。

测定农田蒸散的涡度相关技术

主要介绍涡度相关技术测定湍流通量的原理,及其在农田蒸散量测定方面的国内外应用研究进展。讨论了引起涡度相关技术测定农田蒸散误差的主要原因,并分析采用涡度相关系统测定的水、热通量资料的可靠性,提出进行涡度相关技术测定资料分析时剔除异常数据和进行数据修正的方法。

FaPYL2在草莓果实成熟过程中发挥重要作用

【目的】为了验证脱落酸候选受体FaPYL2在草莓果实成熟过程中的作用。【方法】以八倍体‘蒙特瑞’草莓(Fragaria×ananassa cv.‘Monterey’)果实作为研究对象,利用农杆菌介导法瞬时果实侵染、亚细胞定位及等温滴定量热仪试验对FaPYL2进行功能鉴定。【结果】FaPYL2基因的表达随着草莓果实成熟而增加,并在片红期达到峰值。过表达FaPYL2基因促进果实成熟,增加花色苷和可溶性固形物积累,降低果实硬度,而沉默FaPYL2基因结果相反。另外,定位于细胞质中的FaPYL2直接与脱落酸结合,解离常数为67.56μmol/L,符合受体结合特性。【结论】FaPYL2作为一个潜在的脱落酸受体,正调控草莓果实的成熟。

冬小麦农田暂时水分胁迫状况下水、热通量日变化

以冬小麦农田尺度为研究对象，采用涡度相关技术测定农田能茸平衡各分量，研究暂时水分胁迫状况下农田蒸散通量和蒸发比值（evaporative fraction）日变化特征。结果表明，冬小麦在农田郁闭（LAI≥3）且土壤含水量为田间持水量的55％-65％时，晴天日农田潜热通量日变化在正午前后存在明显的“蒸散高地（evapotranspiration plateau）”现象，持续时间达2．5—4h，表现为蒸散通量增量日变化突然极显著降低，即蒸散通量呈相对稳定、甚至下降的变化趋势；反映在蒸发比值日变化过程方面，夜间和日出日落前后时刻蒸发比值变化较大，7：00-18：00时段内蒸发比值曲线近似呈倒“s”型，9：00～16：00时段内蒸发比值比较稳定，正午前后蒸散高地出现时，蒸发比值有所下降大约在0．5—0．65范围内，12：00—13：30时段内蒸发比值平均值接近9：00—16：00时段内蒸发比值平均值。

华北平原冬小麦农田蒸散量

以华北平原冬小麦农田为研究对象，采用涡度相关技术和热红外遥感技术，研究了不同环境条件下土壤含水量与农田蒸散量及作物冠层温度的关系．结果表明，冬小麦在农田郁闭（LAI≥3）、晴天和土壤相对含水量低于田间持水量65％的情况下，蒸发比值日变化正午前后出现相对较低且平稳的变化趋势．在晴天情况下，农田潜热通量与作物冠层温度日变化和季节变化均呈极显著的非线性相关关系，而冠气温差、农田相对蒸散量则与0～100cm土层的土壤相对含水量密切相关以13：30～14：00的平均冠层温度值Tc、日最高气温Ta max和日净辐射总量Rnd为统计数据，确立了冬小麦农田日蒸散量ETd（mm）估算简化模式参数．

干旱状况下小区域灌溉冬小麦农田生态系统水热传输

该文采用涡度相关技术测定小区域灌溉冬小麦农田实际蒸散量和农田能量平衡各分量,分析表征农田地表获取能量再分配经典参数Priestly-Taylor系数(α=LE/LEeq)的变化特征。结果表明,在华北地区冬小麦返青至成熟期内,日变化过程中白天时间段内,Priestley-Taylor系数呈"U"型变化趋势,7︰00～18︰00时刻内,α平均值为(1.324±0.334),正午前后保持在1.05～1.17之间。在冬小麦生育期季节变化过程中,Priestley-Taylor系数(α)平均值为(1.473±0.454),远高于在湿润下垫面时(α=1.26)的数值,在抽穗开花期内土壤水分充足时α最大值为2.317,拔节时期土壤水分胁迫时α值为0.410。干旱少雨状况下,进行小面积充分灌溉时,由于存在农田热平流现象将导致过多的蒸发蒸腾水分耗散,降低农田灌溉水的利用效率。

冬小麦冠层温度及其影响因素探析

采用涡度相关法测定冬小麦农田潜热通量和显热通量 ,研究农田热量平衡各分量及风速对冠层温度和冠层 大气温差的影响结果表明 ,净辐射通量是影响冠层温度高低的主要能量因子 ,二者呈极显著线性相关关系 (α =0 .0 1) ,潜热通量、显热通量和土壤热通量对冠层温度的影响与天气状况有关 ,风速变化对冠层温度的影响作用不显著 ,而与冠层

生草免耕桃园生态系统的碳交换动态变化特征

植物固碳是减缓全球气候变暖的有效途径。然而,农田尺度果园固碳能力目前还不清楚。该文采用涡度相关技术,研究粗砂土立地条件下12a生树龄生草免耕桃园生态系统碳交换和能量平衡各分量的动态变化。结果表明,在盛花期存在明显的固碳能力,日峰值为-0.33mg/(m2·s)(以CO2计)。在旺盛生长期波文比值在0.3以下,日净固碳值最高为-25.1g/(m2·d)(以CO2计)。落叶期存在明显的高CO2排放,日峰值为0.60mg/(m2·s)(以CO2计)。监测期内桃园生态系统日平均波文比值和净固碳量分别为(1.22±1.56)和(-2.90±6.63)g/(m2·d)(以CO2计),年净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)为-1052g/(m2·a)(以CO2计)。以上结果揭示粗砂土12a生树龄生草免耕桃园生态系统有较强的固碳能力。该文为评价果园碳汇功能提供基础数据。

CO_2浓度对金针菇生长发育的影响

在人工控制环境条件下研究了CO_2浓度对金针菇(Flammulina velutipes)生长发育的影响结果表明,金针菇菌丝正常生长所要求的适宜CO_2浓度为261.7～2930.5μmol/L;金针菇子实体原基形成随CO_2浓度升高明显受到抑制,所要求的适宜CO_2浓度范围为12.3～60μmol/L;菇蕾形成后为获得优质高产金针菇,应提高环境内CO_2浓度,并控制在210～600μmol/L范围内。

冬小麦农田尺度瞬态CO_2通量与水分利用效率日变化及影响因素分析

以华北平原冬小麦农田尺度为研究对象,采用涡度相关技术,研究冬小麦灌浆期瞬态CO2通量日变化特征及其与农田热量平衡各分量的关系。结果表明,非水分胁迫下CO2通量日变化(负值表示通量指向冠层)为U型,群体净光合速率最高值为-1.2^-1.4mg/m2.s,夜间瞬态CO2通量呈非稳定变化,最高值达0.4~0.54mg/m2.s。白天时段内CO2通量与净辐射、潜热通量呈高度相关,8:00~15:30时段内CO2和水汽通量呈同步日变化趋势,水分利用效率处于稳定状态,瞬态水分利用效率基本维持在0.012~0.014g(CO2)/g(H2O)范围内;但早晨和傍晚时段内水分利用效率变化较大。

几种食用菌菌丝呼吸生理的研究

采用闭路式装置研究了灰树花(Grifola frondosa)、灵芝(Ganoderma lucidum)、猴头菌(Hericium erina-ceus)、德国平菇(Pleurotus ostreatus)、金针菇(Flammulina velutipes)和草菇(Volvaiella volvacea)带料菌丝的呼吸生理结果表明,低CO_2浓度环境下所有菌类CO_2排放量均较高,且草菇>金针菇>德国平菇>猴头>灵芝>灰树花;而高CO_2浓度环境下菌丝呼吸作用明显受到抑制,CO_2排放量衰减;在相同时间内灰树花的CO_2排放量最低。

旱作春玉米农田Priestley-Taylor模式参数的变化

Priestley-Taylor(PT)参考作物蒸散(ET0)估算模式系数(α)的本地化研究,对于确定水资源高效利用的半旱地农业生产措施及精准灌溉具有非常重要的意义。本文以FAO(1998)推荐的Penman-Monteith(PM)参考作物蒸散估算方法为标准,采用涡度相关技术并根据气象数据信息,监测半干旱气候条件下旱作春玉米农田尺度水、热交换传输过程,以分析Priestley-Taylor模式参数α的变化特征并确定其本地化估算参数值。结果表明,年时间尺度变化过程中高海拔半干旱气候条件下根据PT模式推荐系数α=1.26确定的参考作物蒸散量(ET0-PT1.26)估算值,在11月至来年4月份非作物生长季期间平均偏低21.2%,在5月至9月份旱作春玉米生育期内平均高于PM模式的参考作物蒸散量(ET0-PM)估算值5.5%,研究站点旱作春玉米生长季本地化适宜的PT模式系数α值为1.15±0.06。在季节变化过程中,旱作春玉米农田近正午时刻实际PT模式系数平均值呈单峰型变化趋势,春玉米抽雄抽穗开花期达到高峰,平均值为0.67±0.08,苗期最低,仅为0.26±0.13,全生育期平均值为0.50±0.21。若要在半干旱气候地区根据PT模式准确估算参考作物蒸散量,需进行PT模式参数的本地化研究。

CO_2浓度对四种食用菌菌丝生长的影响

采用串并联通气栽培法 ,研究了CO2 浓度对灰树花 (Grifolafrondosa)、灵芝 (Gano dermalucidum)、猴头菌 (Hericiumerinaceus)和草菇V35(Volvariellavolvacea)菌丝生长的影响。结果表明 ,在供氧充分、低CO2 浓度环境中 ,灰树花、草菇V35菌丝生长量最大 ,随CO2 浓度增高 ,菌丝生长量呈降低趋势 ;而相对较高的CO2 浓度能加速猴头菌和灵芝菌丝的生长。灰树花、灵芝、猴头菌、草菇V35菌丝正常生长的适宜CO2 浓度分别为 :0 .2 %～ 0 .8%、3.5%～ 11.1%、0 .4 %～ 2 .1%和 0 .3%～ 10 %。灰树花、猴头菌、草菇V35菌丝停止生长和死亡的CO2 浓度临界值近似相等 ,分别为 4 .3%、5.7%和 18.9% ;而灵芝菌丝停止生长的CO2 浓度上限临界值为18.81% ,菌丝死亡的CO2 浓度上限临界值大于 2 0 %。

CO_2浓度对两种担子菌菌丝体萌发的影响

本文采用串并联通气栽培法 ,研究了CO2 浓度对两种担子菌 (灵芝和灰树花 )菌丝体萌发生长的影响。结果表明 :低于大气CO2 浓度水平下的气体环境对菌丝的萌发生长不利 ,具有一定的抑制作用 ;而相对较高的CO2 含量对菌丝体萌发有刺激作用 ,能够促进菌丝体健壮生长 ,缩短萌动期。

CO_2浓度对食用菌生长发育影响的研究进展

阐述了CO_2浓度与食用菌生长发育的重要关系,CO_2浓度对食用菌菌丝体生长、子实体原基形成、子实体发育3个生长阶段影响的研究进展,分析了研究中存在的问题,并提出了食用菌生产产业化的研究方向。

CO_2浓度对德国平菇生殖生长影响的研究

在人工控制环境条件下研究了CO_2浓度对德国平菇生殖生长的影响结果表明,子实体正常分化的CO_2浓度上限临界值为100μmol/L;子实体形成后,随着CO_2浓度处理水平的升高,显著抑制菌盖扩展生长并促进菌柄伸长生长,为了获得优质高产平菇,环境内CO_2浓度应控制在<35μmol/L范围内。

华北粗砂土免耕桃园生态尺度水分利用效率研究

为了给制定果园精准灌溉管理方案提供理论依据,采用涡度相关技术,监测并探讨粗砂土立地条件下12年树龄自然生草免耕桃园生态尺度水分耗散及水分利用效率的动态变化。结果表明,桃园全年监测期内,日平均蒸散耗水量和水分利用效率分别为(2.2±2.1)mm和0.44g/kg,饱和水汽压差是影响桃树旺盛生长季日水分利用效率的关键因子,群体水平日平均水分利用效率由高到低的顺序为:果实收获后>果实成熟期与果实膨大后期>果实膨大初期与开花期;季节变化过程中,蒸散耗水量和水分利用效率均呈单峰型变化趋势,在果实膨大后期至成熟期蒸散耗水量较多,且日最高蒸散量达到7.1mm,日平均水分利用效率则在果实收获后达到高峰,日平均水分利用效率最高为2.1g/kg;全年累积蒸散耗水量为790.6mm,平均作物系数(Kc=1.08)高于FAO推荐值达27%。果实膨大后期—成熟期是桃树水分耗散高峰期,采取精准灌溉等措施进行果园水分科学管理是提高果树水分利用效率的关键。

我国设施果树研究进展与展望

尽管设施果树在我国果树产业中占的比例不大,但设施果品的价格却是露地栽培的几倍乃至十几倍,经济效益十分显著。近20~30年来,我国走出一条适合国情的设施果树栽培模式。文章综述我国设施果树研究进展,总结了我国设施果树存在的问题,并提出相应的发展对策。