草地早熟禾蛋白激酶CIPK24基因克隆及非生物胁迫响应分析

CIPK蛋白家族是Ca^(2+)介导的植物信号通路中关键蛋白家族,当植物受到逆境胁迫时,CBL-CIPK网络可调节离子运输进而适应逆境环境,其中CIPK24作用显著。为探究禾本科草坪草CIPK家族基因的作用,本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L.)为试验材料,采用RT-PCR技术对草地早熟禾CIPK24基因进行克隆,并应用生物信息学及qRT-PCR技术,对非生物胁迫条件下该基因的表达方式及组织特异性进行研究。研究结果显示,草地早熟禾CIPK24包含典型的结构域CIPK_C,其属于AMPKA_Clike superfamily,与黑麦草(Lolium perenne L.),大麦(Hordeum vulgare L.),二粒小麦(Triticum turgidum L.)CIPK24同源性高达94.20%,90.62%,88.62%。草地早熟禾CIPK24基因的表达水平存在组织特异性,叶>茎>根。CIPK24基因积极响应干旱、氮素、磷素、盐胁迫,其中,无氮、低氮、无磷、高盐环境显著促进其表达。本研究为丰富草地早熟禾CIPK家族在非生物胁迫下的调节机制提供了理论基础。

草地早熟禾蛋白激酶CIPK32基因克隆及非生物胁迫响应分析

为深入研究CIPK基因家族在应对非生物胁迫应答等过程中的分子机制,探究非生物胁迫下草地早熟禾CIPK32基因的作用。以草地早熟禾午夜Ⅱ号为试验材料,应用RT-PCR技术克隆CIPK32基因,分析该基因在不同组织部位及不同非生物胁迫条件下的表达规律。并通过NCBI-CDD、SWISS-MODEL等在线软件对编码氨基酸序列进行蛋白结构、同源比对等生物信息学分析。结果表明:草地早熟禾CIPK32基因序列ORF为1320 bp,共编码439个氨基酸。预测CIPK32蛋白相对分子质量为50.28 ku,等电点6.82,蛋白质分子式为C_(2249)H_(3574)N_(608)O_(665)S_(16),属于不稳定亲水性蛋白。草地早熟禾CIPK32含有典型STKc_SnRK3和CIPK_C结构域,与山羊草(XP_020198391.1)、黑麦草(XP_047091407.1)、大麦(XP_044980943.1)编码氨基酸同源性较高,并含有酰胺化位置、N-糖基化位点、N-肉豆蔻酰化位点等多个结合位点。草地早熟禾CIPK32基因的表达水平呈现组织特异性,叶部>茎部>根部。干旱胁迫下该基因呈现先上调后下降的趋势,10%PEG6000处理16 h为最高值,是0 h的6.2倍;随着NaCl浓度的升高显著促进该基因的表达,200 mmol/L NaCl是0 mmol/L NaCl的6.9倍;低浓度NaNO 3及低浓度KH 2PO 4(0.1 mmol/L KH 2PO 4)环境均可促进CIPK32基因的表达。综上所述,草地早熟禾CIPK32基因具有组织特异性,干旱、盐、氮素和磷素胁迫均能诱导CIPK32基因的表达。CIPK基因家族在非生物胁迫中具有潜在的作用。

外源水杨酸对草地早熟禾种子萌发及幼苗抗旱性的影响

用3种不同浓度的水杨酸(0.25 mmol/L、0.50 mmol/L、0.75 mmol/L)对黑龙江乡土早熟禾(Blacktiger)进行浸种、叶片喷施处理,研究外源水杨酸对种子萌发的影响及叶片喷施水杨酸(0.25 mmol/L)对草地早熟禾幼苗抗旱性的影响。结果表明,3种浓度水杨酸浸种预处理有效地提高了草地早熟禾种子的发芽率和发芽势,在0.50 mmol/L、0.75 mmol/L浸种后抑制了其胚芽及胚根的生长,综合得出水杨酸0.25 mmol/L处理有利于草地早熟禾的萌发。在PEG 6000模拟干旱胁迫下,水杨酸的诱导抑制了草地早熟禾叶片中丙二醛的积累,但是促进了叶片中保护酶的活性(CAT、POD、SOD)及游离脯氨酸的含量。因此,适宜浓度的水杨酸诱导对干旱胁迫有一定程度的缓解作用,增强草地早熟禾的抗旱性。

月季黑斑病病原鉴定与抗性鉴定方法研究

以9个月季品种为试材,对感月季黑斑病的病原菌进行分离和鉴定,研究了其病原菌孢子浓度、温度和苗龄对月季黑斑病发病的影响。结果表明:孢子浓度2×105个/mL,温度25℃,植物苗龄为二叶期时调查相应发病情况,其结果可在一定程度上初步反映月季品种真实的抗黑斑病能力。

草地早熟禾SnRK2.2基因克隆及非生物胁迫响应分析

逆境胁迫期间蔗糖非发酵相关的蛋白激酶2(SnRK2)通过磷酸化在植物胁迫信号转导途径中起关键作用,参与代谢和应激信号之间的相互作用。为发掘并利用草地早熟禾(Poa pratensis L.)SnRK2家族基因,本研究利用RT-PCR技术得到SnRK2.2基因,借助生物信息学及实时荧光定量PCR技术分别对其进行分子特征、组织部位以及非生物胁迫下该基因表达模式的研究。研究结果:草地早熟禾SnRK2.2包含典型STKc_SnRK2结构域、蛋白激酶ATP结合信号区、N-肉豆蔻酰化位点等功能域,其与燕麦、小麦同源性最高;实时荧光定量PCR结果表明,草地早熟禾SnRK2.2基因在组织部位中相对表达量为穗>叶>茎>根,该基因可积极响应干旱、盐、低氮、低磷、ABA、BR诱导处理。研究结果为丰富草坪草SnRK2抗逆机制提供理论基础。

月季部分生理指标与抗黑斑病关系的研究

对已知抗黑斑病强弱的8个月季品种进行气孔密度、叶绿素含量、游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活力的测定。结果表明:月季部分生理指标与抗黑斑病性间的关系为:月季的抗黑斑病性与气孔密度呈负相关;与叶绿素含量和SOD、POD、PPO活力呈正相关;感病条件下,各品种的脯氨酸含量显著上升。

月季育种的研究进展

综述月季育种的研究进展,包括花色育种、花香育种、抗病虫育种、耐寒耐热育种等方面,采用的方法不仅包括传统的杂交手段,也应用了分子育种、诱变育种等新型方法,来解决远缘杂交效率低、杂交不亲和甚至杂种畸形败育的现象。通过传统杂交及分子育种等方法获得了花色多样、花香浓郁、抗逆性强的月季品种,了解植物的育种机理,这将对植物遗传育种具有重要意义。

草地早熟禾蛋白激酶SnRK2.4基因克隆及非生物胁迫响应分析

蛋白激酶是植物逆境防御机制中重要的核心成分,植物蛋白激酶SnRK2是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可通过磷酸化途径在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用。分析草地早熟禾蛋白激酶基因SnRK2.4在非生物胁迫下的表达规律,旨在揭示其在逆境调控中的作用,以优质的冷季型草坪草草地早熟禾为试材,利用RT-PCR方法克隆得到SnRK2.4基因,其包含一个1092 bp开放阅读框区,编码363个氨基酸序列,利用生物信息学分析其分子特征,并采用实时荧光定量PCR方法观测不同组织部位、非生物胁迫下该基因表达模式。结果表明,草地早熟禾SnRK2.4属于SRK/SAPK家族,包含典型的STKc_SnRK2结构域,酪氨酸激酶磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性位点等功能域,其与二穗短柄草同源性最高。实时荧光定量PCR结果表明,草地早熟禾SnRK2.4基因表达水平存在组织特异性,穗部表达量最高,根、茎、叶中无显著差异,草地早熟禾SnRK2.4基因积极响应干旱、盐、低氮、低磷、ABA、BR等非生物胁迫。

草地早熟禾NRT1/PTR FAMILY 8.3基因的克隆及表达分析

植物硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRT)可有效转运NO-3,提升氮素利用效率。为了解析草地早熟禾(Poa pratensis)适应不同浓度及不同形态氮素、干旱胁迫机理,本研究以草地早熟禾为试材,对NRT1/PTR FAMILY 8.3基因进行克隆、生物信息学分析,并分析了不同浓度及不同形态氮素以及干旱下该基因表达情况。研究结果:草地早熟禾NRT1/PTR FAMILY 8.3基因包含典型的主要协同转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS)结构域,与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)高度同源;荧光定量PCR分析表明,该基因根部、叶部的表达量显著高于茎部;氮浓度为7.5 mM时,不同形态氮素诱导下,NaNO3处理组有利于该基因表达;无氮、高氮组(0,15 mM NaNO3)基因的表达量显著高于适氮组(7.5 mM NaNO3);干旱胁迫可促进其表达。研究结果为探究NRT1/PTR FAMILY 8.3在不同氮素环境中的调节机制,培育氮素利用率高的优质草种提供理论基础。

草地早熟禾的石蜡切片制作技术的优化

以草地早熟禾为材料,在传统石蜡切片方法的基础上,结合草地早熟禾组织结构特点,对脱水、透明、染色等重要制片环节进行改良。结果显示:脱水过程中,将乙醇逐级梯度脱水时间增加,有利于后续浸蜡,避免石蜡切片上的植物材料脱落;透明过程中,将纯二甲苯增加更换频率,同时减少每次处理时间,其透明更彻底;有效的番红固绿染色时间组合处理,使草地早熟禾解剖形态更为清晰。一系列针对草地早熟禾石蜡切片的优化,使得解剖图像染色均匀、图像清晰,不易出现植物材料脱落及组织结构不完整的情况,是观察草地早熟禾形态结构的有效方法。

草地早熟禾NADH-GOGAT基因的克隆及表达分析

氮素是制约草坪草生长发育的重要因素之一,GS/GOGAT循环是植物氮同化的主要途径,谷氨酸合酶(glutamine:2-oxoglutarate amidotransferase,glutamate synthase,GOGAT)在植物氮素转化过程中发挥着重要的催化作用。本研究以草地早熟禾(Poa pratensis)为试材,基于二代测序RNA-seq相关数据,克隆得到草地早熟禾NADHGOGAT基因,并进行生物信息学分析。结果表明:草地早熟禾NADH-GOGAT基因序列为3 236bp,完整的开放阅读框(Open Reading Frame Finder,ORF)为1 338bp,编码445个氨基酸残基组成的蛋白;预测NADH-GOGAT蛋白的分子量为49.89KD,等电点(isoelectric point,pI)为6.11,无信号肽,含有1个Glu-syn-central结构域,属于Glu-syn-central超级家族;二级结构以无规则卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角为主;同源进化分析结果表明草地早熟禾NADH-GOGAT与硬粒黑小麦氨基酸序列相似度为97%。草地早熟禾NADH-GOGAT基因在叶部的相对表达量高于根与茎,低氮浓度更有利于该基因的表达。NADH-GOGAT在干旱胁迫和水氮互作中表达差异显著(P<0.05)。草地早熟禾NADH-GOGAT基因的克隆,及相关序列分析和基因表达,对进一步研究该基因的功能和草地早熟禾GS/GOGAT循环的调控过程具有一定意义。

羽衣甘蓝小孢子再生植株的倍性鉴定及加倍

为了提高羽衣甘蓝小孢子植株中二倍体比例,以波浪叶红心、皱叶红心、红欧、白欧为供试材料,利用流式细胞仪对其小孢子再生植株的倍性进行分析,采用秋水仙素溶液对单倍体植株和游离小孢子进行诱导加倍。结果表明:含75 mg/L秋水仙素的培养基处理单倍体试管苗,波浪叶红心与皱叶红心的双单倍体比例分别为20.0%、5.0%,效果较差;1 000 mg/L秋水仙素溶液浸根处理的波浪叶红心与皱叶红心的双单倍体比例分别为53.3%和25.0%,效果较好;50 mg/L秋水仙素溶液处理小孢子36 h,4份材料的加倍效果均最好,其中红欧双单倍体比例高达55.6%。

水杨酸诱导对干旱胁迫下草坪草种子萌发的影响

以草地早熟禾、紫羊茅、多年生黑麦草为植物材料,用不同浓度(0.25~0.75 mmol/L)水杨酸溶液进行浸种处理,研究水杨酸对3种草坪草种子在模拟干旱胁迫下萌发的影响,为水杨酸在干旱半干旱地区的草坪建植应用提供理论参考。结果表明:PEG模拟干旱胁迫下,水杨酸诱导可以在一定程度上提高3种草坪草种子的发芽势、发芽率,促进种子胚芽和胚根生长,从而提高草坪草种子萌发期的抗旱性。其中,0.25 mmol/L水杨酸能显著增强草地早熟禾和黑麦草种子萌发阶段的抗旱性,0.50 mmol/L水杨酸能显著增强紫羊茅种子萌发阶段抗旱性。

草地早熟禾蛋白激酶OSK4基因的克隆及对非生物胁迫响应分析

本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L)为试材,对蔗糖非发酵1相关蛋白激酶SnRK1b亚家族OSK4基因进行克隆、生物信息学分析,并分析不同组织部位以及干旱、氮素、磷素胁迫下该基因表达情况。研究结果:草地早熟禾OSK4基因包含典型的STKc_AMPK_alpha,UBA_SnRK1_plant,AMPKA_C结构域,与二穗短柄草(Brachypodium distachyum(L.)Beauv.)同源相似度为94.5%;实时荧光定量PCR结果表明,OSK4基因在组织部位中表达水平存在组织特异性,OSK4基因相对表达量高低顺序为根部>茎部>穗>叶部;干旱胁迫显著抑制根部、叶部OSK4基因的表达水平;草地早熟禾OSK4基因相对表达量随着NaNO_(3)浓度的增加而上调;低磷环境(0.01 mM KH_(2)PO_(4))可促进OSK4基因的表达。研究结果为探究草地早熟禾SnRK1b亚家族在非生物胁迫下的调节机制,为丰富草坪草SnRK1抗逆机制提供研究基础。

草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT2.4基因序列的克隆及表达分析

植物硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRT)可有效调节与转运NO-3,提升氮素利用效率。分析草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT2.4基因在不同氮素浓度下的表达规律,旨在揭示硝酸盐转运蛋白NRT2.4基因在氮素调控中扮演的角色。以草地早熟禾为材料,首先设计特异引物,利用RT-PCR技术克隆得到草地早熟禾NRT2.4基因cDNA序列,其长度为1694 bp,包含一个1257 bp的CDS区,编码418个氨基酸序列,属于Nitrate/nitrite transporter NarK超级家族1,与二穗短柄草、节节麦NRT2.4基因高度同源。第6,7个跨膜区之间有一段MFS家族所特有的序列特征:G-X3-D-X2-G-X-R,第4个跨膜区有典型的NO-3/NO-2转运载体特征序列:A-G-W-G/A-N-M-G,第8个跨膜区之后含有保守的蛋白激酶C识别基序(S/T-X-R/K):SKR。利用qRT-PCR方法,测定草地早熟禾NRT2.4基因表达水平存在组织特异性,叶部表达量最多,硝态氮利于NRT2.4基因的表达,氮饥饿和高浓度NaNO3水培液处理均利于NRT2.4基因的表达。上述结果为草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT2.4在草坪草抗逆基因工程中的应用提供理论依据。

产学研结合促进园林专业人才培养

高校园林专业培养人才的目标是具备园林植物繁育、养护管理与应用,园林绿地的规划与设计,园林施工组织与管理等方面的高级复合型科学技术人才,能将园林专业知识和实践应用熟练结合。产学研结合模式为园林人才培养方面作出重要贡献。本文列举出园林专业现阶段本科教学中存在的弊端,并结合传统产学研模式和园林专业人才培养,提出现阶段园林专业人才培养目标及产学研模式培养高校园林专业人才的对策。

基于园林卓越人才培养的观赏植物组织培养课程实践改革

以园林专业卓越人才培养为目标,提出教学过程以应用与创新为导向,更新教学内容体系,探索引入项目式教学形式,调整考核方法.改革后的课程体系侧重学生实践动手能力与创新能力的培养,学生的学习主动性显著提高,在学生中反馈效果好,教学效果显著.

重金属胁迫下乙二胺二琥珀酸对植物生长的影响

许多研究表明,植物联合化学修复重金属污染土壤能有效提高修复速率,但在联合修复对植物生长的影响方面关注甚少。为探究联合修复时植物的生长情况,以高羊茅(Festuca arunclinacea)和黑麦草(Lolium perenne)为材料,分别于添加200 mg/kg铅、50 mg/kg镉模拟的污染土壤中进行盆栽试验,施加相同浓度梯度乙二胺二琥珀酸(EDDS),测定植物幼苗株高、含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白(SP)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理特征,得出最佳EDDS施用浓度,以改善修复过程中植物的健康状况,进而提高植物对重金属污染土壤的修复效率。结果表明,在单一铅、镉胁迫下,施加3 mmol/kg EDDS对植物的生长影响最小,可保证植物长期稳定的修复效果,提高修复效率。

绿萝叶斑病病原菌鉴定及外源水杨酸对其影响

为探明绿萝患病叶片的病原菌,采用形态学鉴定及分子生物学方法鉴定其病原菌来源,进一步探究外源物质对于此病原菌的影响。并采用施加外源水杨酸观测病原菌菌落生长情况、抑菌率及病原孢子萌发情况。结果表明:绿萝病害为叶斑病,此病原菌为枝孢杆菌;在不同浓度外源水杨酸配置的PDA培养基菌落增长速度观察中,低浓度0.1mmol·L^(-1) SA会促使菌落增长,而随着水杨酸浓度增加,菌落生长速度降低,2.0~10.0mmol·L^(-1)的测试组始终对病原菌有极高的抑制作用,并没有菌丝体产生。病原孢子数量在不同浓度的水杨酸影响下有着明显的变化。低浓度水杨酸对叶斑病病原孢子生长有促进作用,而0.3、0.5、1.0mmol·L^(-1)水杨酸对病原菌孢子萌发有着较好的抑制性。

多肉植物大和锦的组织培养

以大和锦叶片为外植体材料,研究不同消毒措施、不同激素浓度配比对大和锦愈伤组织诱导、分化新芽的影响,以期为大和锦快速再生体系的建立,改良大和锦提供一定的参考依据。结果表明,最佳的消毒方式为健康的大和锦叶片用无菌水冲洗1h,75%乙醇浸泡30s,1%次氯酸钠浸泡17min,污染率低至10.00%;诱导大和锦叶片愈伤组织的最佳培养基为MS+3.0mg·L^(-1)6-BA+0.1mg·L^(-1) NAA+1.0mg·L^(-1) KT;大和锦愈伤组织分化新芽的最佳培养基为MS+3.0mg·L^(-1)6-BA+0.2mg·L^(-1) NAA。