耐盐果树滨梅微繁殖体系的建立

首先通过组织培养的方法，建立了耐盐果树滨梅（Prunus maritima）的微繁殖体系．研究发现，对于滨梅的种子萌发，以改良MS（硝酸铵减半）培养基加入0．02％活性炭、6-BA 10mg／L最为合适，此时种子萌发率可以达到100％，正常苗率达到90％．对于不定芽的诱导，结果表明，当选用子叶作为外植体时，以MS培养基加入TDZ 1．0mg／L、BA0．5mg／L效果最好，不定芽萌发率能达到80％，每个子叶上的发芽数能达到（4．6±0．35）个．当外植体选用一年生的叶片和嫩茎时，在添加了表面活性剂的吐温组，叶片的不定芽诱导率达到53％，嫩茎高达56％，显著高于没有使用表面活性剂的对照组，且嫩茎的萌发率要高于叶片，而叶片诱导不定芽的合适宽度为3～5mm．对于通过愈伤组织诱导不定芽，实验发现最合适的激素配比是：MS培养加入2，4-D0．25mg／L＋BA0．5mg／L＋NAA0．25mg／L＋ZT 0．5mg／L，分化率达94％，平均每个愈伤组织可以产生从芽8．4个．实验亦发现GA对不定芽的萌发有抑制效果，而对于再生芽的萌发，GA有显著的促进作用．对于愈伤的诱导，实验发现子叶诱导愈伤组织的能力要高于嫩茎和叶片，在MS培养基＋2，4-D1.0mg／L＋BA0．5mg／L中，子叶诱导愈伤的频率达83％，其次是嫩茎，达76％，叶片诱导愈伤效果最差，只有23％．对于从愈伤快速再生分化苗，发现在MS培养基＋ZT 2．0mg／L和BA2．0mg／L时，对不定芽有最大再生效果，长度可达3．1cm／20d．生根实验发现，单独使用NAA，对分化苗生根率、生根数和根长度都有最大效果，分别达93％，3．1／棵，（4．3±0．53）cm．实验还发现，炼苗的适宜温度在23℃，试管苗的茎长和根长都大于3cm时使用蛭石作为基质，成活率能够达到56％．

丛枝菌根化滨梅苗的根际微生态环境

以滨梅为供试植物,通过盆栽试验,研究接种AM真菌对滨梅苗根际土壤微生态环境的影响。试验中选用摩西球囊霉、幼套球囊霉、透光球囊霉3种AM真菌接种,测定滨梅苗菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及N,P等指标。结果表明:3种AM真菌都与滨梅形成菌根共生体,其中摩西球囊霉、幼套球囊霉侵染效果较好,侵染率分别是50.4%,48.3%;受这2种菌侵染的苗木生物量分别是对照处理的1.74,1.73倍。AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响,使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加。AM菌根增加根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性,各种酶活性增加量与苗木菌根侵染率呈显著正相关。AM菌根使根际土壤pH值降低,与菌根侵染率呈显著负相关。接种苗木的根际土壤中,可直接被植物吸收利用的N,P元素出现富集现象,与菌根侵染率呈极显著正相关。AM真菌的种类对根际微生态环境的影响存在差异性,3种AM真菌中,摩西球囊霉、幼套球囊霉根际效应较好。丛枝菌根的形成改善滨梅幼苗的微生态环境,提高根际土壤肥力,根际效应与AM真菌的种类有关。

NaCl胁迫对滨梅扦插苗生物量和水分积累的影响

以1年生滨梅(Prunus maritima Marshall)扦插苗为实验材料,在盆栽条件下用质量浓度为0.15%、0.29%、0.58%、0.88%、1.17%、1.46%的NaCl溶液进行盐胁迫处理,测定胁迫后根、茎、叶Na+、K+含量以及全叶、一年生茎、二年生茎和根系生物量、含水率、根系活力变化,探讨滨梅的抗盐胁迫机制。结果显示:(1)盐胁迫80d后,随着盐胁迫强度提高,滨梅植株根、茎、叶Na+含量显著提高,而其根、茎K+含量显著降低,根、茎、叶K+/Na+值显著降低;根Na+含量在低于0.58%NaCl胁迫下显著高于茎、叶,而在高于0.58%NaCl胁迫下却表现为叶Na+含量显著高于根、茎。(2)滨梅根、茎、叶生物量均随盐胁迫强度的提高呈先增加后减少的趋势;随着盐胁迫时间的延长,茎、叶生物量在低于0.58%NaCl胁迫下均呈积累趋势,且茎生物量在0.58%NaCl胁迫下显著提高,而根、一年生茎、叶生物量在高于0.58%NaCl胁迫下均显著下降。(3)滨梅茎、叶含水率均随盐胁迫强度的增加呈先增加后减少的趋势,而随着胁迫时间的延长呈逐渐减少趋势;根系活力及根含水率均随盐胁迫强度的提高而增加,但根含水率随着胁迫时间的延长变化不明显。由此可见,滨梅能通过根系稀释并蓄积Na+,保护地上部分正常生长,当进入根系的Na+量超过吸收阈值时,Na+迅速在叶中积累储存,且叶中较高含量的K+对Na+形成了有效的缓冲。

4个不同种源滨梅的耐盐性综合评价

针对滨梅的耐盐性,采用盆栽的方法,以4个不同种源滨梅的1年生扦插苗为材料,用5.85 g/kg Na Cl溶液浇灌处理42 d,测定盐胁迫后株高、根系活力、质膜透性、MDA含量、SOD活性、Na+含量、蛋白质含量、地上部分含水率、地下部分含水率、根冠比等10个形态和生理生化指标,并将各个指标测定值转换为耐盐系数。采用相关分析和主成分分析将10个指标转化成2个独立的综合变量,求得各材料的每一个综合指标值及相应的隶属函数值,经过综合加权进行综合评价,根据综合评价值D的大小,判断出4个不同种源滨梅的耐盐性强弱。最终结论认为滨梅可能是通过增加体内含水量来降低过高的Na+对植物体造成伤害的,其耐盐性由大到小依次为MA、NY、DEL、MI,即马萨诸塞州种源、纽约州种源、特拉华州种源、密歇根州种源。

盆栽滨梅扦插苗对NaCl胁迫的响应

以1年生滨梅扦插苗为试验材料,在盆栽条件下分别以质量浓度为0、1.5、2.9、5.8、8.8、11.7、14.6 g·L-1的NaCl溶液进行盐胁迫处理,通过观察测定形态和生长指标以及生理生化指标,探讨滨梅的耐盐响应机制以及分析判定滨梅耐盐能力。结果显示：NaCl溶液处理80 d后,经2.9 g·L-1以下质量浓度处理的滨梅地上和地下部分的生物量增加,经5.8 g·L-1质量浓度处理的生物量开始下降,但与对照相比无显著差异,当盐质量浓度高于8.8 g·L-1时,生长受到明显抑制;几乎所有处理的滨梅地下部分鲜质量、地上和地下部分的含水率以及根冠比均高于对照;盐胁迫下滨梅叶片中Na＋浓度、MDA质量摩尔浓度随处理质量浓度的提高呈现不同程度的增加,其中叶片中Na＋浓度的增长速率显著低于土壤中Na＋的增长速率;经8.8 g·L-1质量浓度胁迫40 d后超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、根系活力均与对照差异不显著,但经8.8 g·L-1或以上质量浓度胁迫80 d后超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、根系活力分别显著高或低于对照。综合分析认为,滨梅对NaCl胁迫具有良好的抗逆能力,在1.5~5.8 g·L-1质量浓度的胁迫下可以正常生长,能短期忍受8.8 g·L-1以上盐质量浓度的胁迫。

TDZ与NaCl对滨梅离体培养再生的效应

在已建立的滨梅组织培养快繁的基础上,为了进一步提高滨梅繁殖的效率与质量,在培养基中附加TDZ和NaCl,其有效促进了滨梅不定芽的快速诱导与增殖。在添加质量浓度为1.0mg/L的TDZ时,可显著提高不定芽的增殖数,每个外植体增殖的芽数达(37.4±4.93)个,但茎高只有(0.80±0.07)cm,显著低于其他质量浓度TDZ(0.05,0.10,0.50mg/L)的处理;0.5mg/LTDZ处理的外植体,其芽增殖数为(26.6±3.59)个,与不加TDZ相比,差异显著,该处理的茎高则为(1.42±0.11)cm,与不加TDZ比较,没有显著差异;培养基MS+ZT2.0mg/L+BSA(牛血清白蛋白)30mg/L+TDZ0.5mg/L对滨梅不定芽的增殖与生长是适宜的。在此基础上,于培养基中附加0.1%NaCl能更有效地提高不定芽的增殖,每个外植体芽增殖数为(29.83±1.74)个,与附加0和0.3%的NaCl相比,差异显著。TDZ和NaCl组合对滨梅快速繁殖是有效的,其适宜培养基是MS+ZT2.0mg/L+BSA30mg/L+TDZ0.5mg/L+0.1%NaCl。经过壮苗培养后,在生根培养基诱导的根质量良好,有效地提高了小苗的成活率。

不同浓度NaCl对离体培养的滨梅茎段增殖生长和几种生理指标的影响

在离体培养条件下,经0.1%NaCl处理的滨梅茎段的不定芽增殖数、茎高、鲜重、干重,可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性均有提高,0.1%～0.3%NaCl处理的脯氨酸和丙二醛(MDA)含量无明显变化,在盐梯度0～0.5%NaCl浓度范围内叶绿素含量变化不明显。

磁处理对滨梅组培苗增殖及再生的影响

通过外加不同强度的电磁场处理滨梅茎段外植体,以促进其不定芽的增殖。结果表明:对滨梅外植体施加强度为97 kA/m磁场,处理10 min,可明显地促进不定芽的增殖,其增殖倍数是对照的2.3倍。将经过97 kA/m磁处理的外植体接种在培养基MS+ZT(2 mg/L)+IBA(0.2 mg/L)+Vc(30 mg/L)上,芽的增殖倍数与幼苗高度、鲜重、干重都优于接种在培养基MS+ZT(2 mg/L)+NAA(0.2 mg/L)+Vc(30 mg/L)和对照的情况,经97 kA/m磁处理的外植体接种于优化生根培养基1/2MS+NAA(0.1 mg/L)+IBA(0.1 mg/L)+牛血清白蛋白(30 mg/L),诱导的不定根平均根长(5.39±0.68)cm,显著高于对照。说明培养基的优化与一定强度的磁场能有效地促进滨梅组培苗的增殖分化与生长。

AM真菌对NaCl胁迫下滨梅苗生长和营养元素吸收的影响

在温室条件下分别接种摩西球囊霉Glomus mosseae、透光球囊霉Glomus diaphanum和幼套球囊霉Glomus etunicatum,来观察盐胁迫下滨梅的生长反应。结果表明,接种了AM真菌的滨梅与对照相比,显著增加了滨梅幼苗的生长。接种了摩西球囊霉和幼套球囊霉的滨梅幼苗所含的干物质总量分别高出对照51.1%和49.5%,总叶面积分别高出对照36.4%和34.5%。NaCl胁迫下接种AM真菌的滨梅幼苗叶中所有养分含量除铁外都表现出相互作用,方差分析结果差异显著;摩西球囊霉和幼套球囊霉在提高滨梅苗的抗盐能力上比透光球囊霉更有效。试验结果表明,接种特定的AM真菌能够缓解土壤盐胁迫对滨梅的伤害。

外源Ca^(2+)对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应

以10 mmol/L CaCl2溶液处理滨梅幼苗叶片后,置于培养箱于(40±2)℃高温、光照强度(1 200±50)μmol·m-2·s-1下培养,定期测定有关生理生化指标,以探讨外源Ca2+对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应.结果显示:(1)与蒸馏水处理组相比,Ca2+处理使高温强光胁迫下滨梅幼苗叶片的脯氨酸含量显著升高,可溶性糖含量变化不明显,根系活力小幅降低;Ca2+处理有效抑制了高温强光下膜透性的加大,提高和保护了Ca2+-ATPase的活性.(2)采用Ca2+螯合剂EGTA或钙调素拮抗剂TFP对滨梅幼苗叶片同法处理并同条件胁迫时,与Ca2+处理相比,滨梅幼苗的脯氨酸、可溶性糖含量、Ca2+-ATPase活性和根系活力均明显下降,膜透性加大.研究表明,Ca2+处理能提高滨梅幼苗对高温强光的耐受性;Ca2+信号系统参与了胁迫过程中的渗透物质和Ca2+-ATPase活性等的调节.

傅家边丘陵山地滨梅根围AM真菌与土壤酶活性的关系

为揭示AM真菌对宿主滨梅(Prunus maritima)的作用特点及对根部土壤酶活性的影响,于2009年4月、7月和10月分别从江苏傅家边丘陵山地滨梅根围分0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm 5个土层采集土壤样品,观察滨梅AM菌根结构,测定了AM真菌侵染率、孢子密度、土壤磷酸酶、脲酶活性及有效磷、碱解氮含量,着重分析了AM真菌与土壤酶活性之间的关系。结果表明,滨梅能与AM真菌形成良好的共生关系,共生体为泡囊-丛枝结构;AM真菌侵染率和孢子密度分别在7月份和10月份最高,均出现在0～20 cm土层,并随土层加深而下降;AM真菌侵染率与土壤酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱磷酸酶活性显著正相关,而与脲酶活性无相关性;AM真菌孢子密度与碱性磷酸酶、脲酶活性呈极显著正相关关系;孢子密度与土壤有效磷、土壤碱解氮含量显著正相关,但AM真菌侵染率仅与土壤有效磷含量显著正相关;孢子密度与菌根侵染率之间无相关性。可见,滨梅AM真菌侵染率与孢子密度有明显的时空分布并与土壤因子尤其是某些土壤酶活性密切相关,且AM菌根的形成是滨梅适应丘陵山地干旱贫瘠环境的有效对策之一。

开发滨梅作为滩涂和荒地适种的多用途新经济植物

介绍滨梅的生物学特性及研究背景。基于滨梅的耐环境胁迫能力,根系发达,生长旺盛,花具有观赏价值,果实具有很好的食疗和保健价值,认为可将其作为低养护的景观灌木,恶劣环境绿化树种,高抗性砧木和经济果树栽培。藉此,阐述其在中国的引种和繁殖,并展望了其开发前景。

滨梅实生后代结实性状的调查与分析

对6年生滨梅实生后代的结实性状进行调查与分析,结果发现,滨梅实生后代变异较大,其中果实成熟期从6月底7月初至9月上中旬,最多相差2个月左右,平均果重2.458±0.635 g,株产量1.18±0.88kg,折合单位面积产量0.54±0.34 kg/m2,果肉含量86.81%±3.13%,可溶性固形物含量12.86%±1.14%,有机酸含量0.95%±0.27%,固酸比14.55±4.31,色价1.04±0.48,除了果肉含量的变异系数小于5%、可溶性固形物含量(TSS)的变异系数小于10%,其他性状指标的变异系数都在20%以上,最高达到74.58%。根据平均果重、产量、可溶性固形物含量、固酸比以及综合性状指标,初步筛选出了18株滨梅优良种质,并确定了1-9、2-37、7-4、7-10和9-25作为最优单株,建议进行扩繁研究。

乙烯调节剂对滨梅离体培养生根的影响

乙烯是一种以气体状态存在的植物激素。通过在培养基中附加AgNO_3、KMnO_4和ACC初步研究了乙烯对滨梅生根的影响。结果表明低浓度的AgNO_3(1.0mg/L)显著促进了不定根的生长,根长平均为(2.39±0.30)cm,随着AgNO_3含量的递增,根的生长有受到抑制的趋势;当有KMnO4存在时,外植体平均生根条数与对照没有显著差异,但显著促进了根的生长,根均长为(6.30±0.48cm),与对照(4.88±0.32cm)有显著差别(p=0.028<0.05),可见乙烯积累对滨梅根的生长有显著抑制作用,但对根的诱导数量作用不明显;随着ACC含量的递增,每个外植体的生根数量与根的生长都受到抑制,与未加ACC相比,差异显著,说明ACC对滨梅根的诱导与生长起着负面的影响;高浓度的ACC诱导了外植体过早衰老,严重抑制了植物的生长发育。

滨梅幼苗耐盐相关基因差异表达的cDNA-AFLP初步分析

以生根的"滨梅5号"幼苗为试材,采用cDNA-AFLP差异显示方法研究200mmol/L NaCl处理对基因差异表达的影响,并采用半定量RT-PCR方法验证候选基因的盐胁迫和组织表达模式。结果表明:256对选择性引物组合可扩增出4 263条可分辨的条带,且47条具有明显差异;其中24条经测序后分析表明,14条与已知片段具有较高同源性,主要涉及代谢、转录因子、胁迫相关蛋白等;获取了2条耐逆相关差异基因片段,分别与蝴蝶草天冬酰胺合成酶同源性达92%、与野草莓硫转运蛋白基因同源性达81%;与硫转运蛋白基因同源的差异基因在盐处理3h时表达量最高,随处理时间增加而表达量逐渐下降,在各组织中以根中的表达量最高,推测其主要在根中行使功能。

NaCl胁迫对滨梅Na^+、K^+含量及其分布的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫对滨梅苗根部和地上部、根组织各部位Na^+和K^+含量的影响。结果表明:0.3%、0.6%NaCl胁迫下,滨梅根部的K^+、Na^+含量均显著上升,地上部的K^+含量显著上升,Na^+含量与对照无显著差异;1.2%NaCl胁迫下,滨梅根部和地上部K^+含量均显著下降,Na^+含量显著上升。扫描电镜结合能谱仪分析显示:滨梅根尖细胞在吸收离子时具有选择性,拒绝Na^+离子进入植物体内,致使中、低浓度NaCl胁迫时,地上部仍然保持较高的[K^+]/[Na^+]比值,从而保持滨梅苗较强的耐盐性。研究表明滨梅可能是通过拒盐的方式,获得盐胁迫下的高耐受性。

NaCl胁迫下AM真菌对滨梅叶片中抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以接种Glomus mosseae的滨梅幼苗为试材,研究了AM真菌对2.0%NaCl胁迫下滨梅叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响。结果显示,NaCl胁迫下滨梅幼苗叶片H2O2含量呈增加趋势,但接种菌幼苗叶片H2O2含量显著低于未接种苗的。NaCl胁迫下菌根苗叶片抗氧化酶(APX、DHAR和GR)活性、AsA和GSH含量、氧化还原力(AsA/DHA值和GSH/GSSG值)均显著高于未接种苗。这表明,NaCl胁迫下,AM真菌能促进滨梅叶AsA-GSH循环快速有效地运转,维持体内抗氧化物质较强的再生能力,从而提高抗氧化胁迫能力,菌根苗表现出较强的耐盐性。

NaCl胁迫对滨梅根际细菌群落多样性及优势菌群的影响

【目的】研究盐胁迫下耐盐植物根际微生物群落变化情况。【方法】基于温室盆栽试验,结合植株生长测定、土壤理化性质分析、PCR-DGGE图谱技术、香农多样性分析、主成分分析等方法,研究NaCl(0、2.9、8.8 g/L)溶液胁迫下,耐盐果树滨梅根际和非根际土壤细菌多样性变化情况及变化规律,以及滨梅生长及土壤理化性质变化。【结果】盐胁迫60 d后,高浓度NaCl(8.8 g/L)溶液处理下滨梅根际土壤细菌16s rDNA序列变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱中的条带亮度、多样性指数、均匀度指数和丰富度指数最高,非根际土壤中的条带数明显减少,条带亮度变暗,丰富度指数最低。对DGGE谱带进行聚类分析发现,不同谱带间具有较高的相似性(>62%),其中根际盐处理试验组和根际对照组可聚为一类,非根际盐处理试验组可聚为一类,非根际对照组单独聚为一类。选择9条主要优势条带克隆测序,其中细菌类群为变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门和放线菌门。这些优势菌中除放线菌Candidatus属外,其他均对植物生长具有促进作用。对主要优势菌的变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱进行主成分(PCA)分析发现,非根际细菌与根际细菌在第一主成分上完全分离,非根际细菌均聚为一类,而根际细菌则按亲缘关系聚类。【结论】在耐盐果树滨梅正常生长时,一定程度的盐胁迫不但未能对根际土壤微生物群落造成伤害,反而起到一定的促进作用,这种促进作用体现为植株根系对有益细菌生长的保护和促进,以及对群落多样性的维持,而非根际土壤细菌的生长和群落多样性则受到了较为严重的伤害。

滨梅2个肌动蛋白cDNA片段的克隆与表达

目的:克隆耐盐碱果树滨梅的肌动蛋白基因actin,为该物种优异性状基因的功能鉴定提供内参。方法:利用一对actin简并引物克隆滨梅actin cDNA片段,对其进行序列和表达分析。结果:得到2条743 bp的cDNA片段,两条核苷酸序列相似性为82%,命名为PmAct1和PmAct2并在GenBank登录(分别为JX855160和JX855161);序列比对发现2条actin片段氨基酸序列与其他植物同源性均在96%以上;根据不同果树Actin相似性构建进化树,表明2个滨梅actin明显分为两种类型,但均与蔷薇科果树亲缘关系较密切;半定量RT-PCR表达谱发现PmAct1可能为组成型表达类型,而PmAct2特异地在根和叶组织中表达量较高。结论:首次获得了2个滨梅actin基因,为该物种其他功能基因的挖掘和表达分析奠定了基础。