光照和温度对沙芥和斧翅沙芥植物种子萌发的影响

研究了生长于不同生境下的沙芥(Pugionium cornutum(L.)Gaertn.)和斧翅沙芥(Pugionium dolabratum Maxim.)种子萌发对光照和温度的响应。结果表明:沙芥和斧翅沙芥种子在光下萌发受到显著(P<0.05)的抑制作用,其中沙芥种子萌发受光的抑制作用强于斧翅沙芥种子。在黑暗10—40℃恒温条件下,沙芥和斧翅沙芥种子在15—35℃范围内均可萌发,在15℃和35℃下沙芥种子的萌发要优于斧翅沙芥种子;其种子分别在25℃和30℃下达到最佳的萌发响应,在此条件下斧翅沙芥种子的萌发特性优于沙芥种子。在黑暗变温条件下,沙芥和斧翅沙芥种子在20/30℃(12h/12h)下达到最佳的萌发响应,此处理下的萌发率高于其各自最佳恒温处理下的萌发率,其萌发后幼苗下胚轴和胚根的长度较最佳恒温处理有明显的下降,但它们的干重却差异较小,说明变温处理有利于两种种子的萌发和形成强壮的幼苗。综上所述,沙芥和斧翅沙芥种子在黑暗和20/30℃变温条件下有利于种子萌发和幼苗建成。

NaCl对斧翅沙芥种子萌发的影响

自内蒙古境内腾格里沙漠采集的斧翅沙芥(Pugionium dolabratumMaxim.)种子,研究不同温度和不同NaCl浓度对斧翅沙芥种子萌发的影响,评价其种子萌发的耐盐能力和探讨其在沙生盐渍环境中的萌发机理,从而为盐碱化荒漠植、草地的植被恢复和改良,以及耐盐植物的引种种植提供理论参考。结果表明:种子忍耐NaCl的极限浓度为150mmol/L,种子在NaCl中萌发的最适温度为25℃。将在各温度和NaCl溶液处理下不萌发的种子转移至蒸馏水中后,经200mmol/L NaCl前处理的种子具有较高的恢复萌发能力。另外,一定程度盐分前处理不但不会影响种子的萌发,而且会促进低温条件下种子的萌发,并有助于提高种子的萌发速率和萌发整齐度。讨论了斧翅沙芥种子的萌发特性与生存策略。

斧翅沙芥蔗糖转运蛋白基因PdSUT4的克隆与表达分析

通过5′和3′cDNA末端快速扩增方法获得PdSUT4基因序列,利用生物信息学软件预测蛋白质理化性质、结构域和亚细胞定位等分子特性,同时用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行PdSUT4基因表达模式分析.结果表明,从斧翅沙芥克隆得到的PdSUT4基因cDNA全长为2005 bp,开放阅读框1536 bp,编码511氨基酸,相对分子质量为55087.44,等电点为9.26,PdSUT4蛋白含有12个跨膜结构域,具有高等植物蔗糖/H+共转运家族和协助扩散超家族的保守结构域,与多种植物SUT4基因编码的蛋白有较高的一致性;干旱胁迫下斧翅沙芥PdSUT4基因表达量迅速升高.PdSUT4基因的克隆与表达分析为进一步研究该基因在斧翅沙芥生长发育、逆境生理的生物学功能奠定了基础.

斧翅沙芥种子浸提液成分分析及其对斧翅沙芥和白菜种子萌发的影响

采用有机溶剂萃取的方法对斧翅沙芥种子内源物质进行分离和生物测定,同时结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪分析其内源抑制物质的成分和含量。结果表明,斧翅沙芥休眠及非休眠种子浸提液对白菜和非休眠斧翅沙芥种子的发芽率存在抑制作用,且休眠种子浸提液的抑制大于非休眠种子;对斧翅沙芥种子浸提液初步分离得到各有机相,各有机相对斧翅沙芥种子萌发的抑制作用为乙酸乙酯相=甲醇相>乙醚相>水相>石油醚相,表明这些抑制物质主要集中于乙酸乙酯相与甲醇相中;对有机相分离鉴定发现,斧翅沙芥种子中存在的内源抑制物主要以酯类、苯类、有机酸类、酚类、醚类和醇类等。研究认为,这些抑制物质的存在是斧翅沙芥种子休眠的原因之一。

不同苗龄斧翅沙芥可溶性蛋白质含量变化规律的研究

斧翅沙芥(Pugionium dolabratum Maxim.)是十字花科,属于沙芥属,为双子叶二年生草本植物,植株具有强烈的芥辣味,全株呈球形,高60~100厘米,植丛的直径50~100厘米。近几年人工栽培斧翅沙芥很多,国内、外对不同野生植物进行人工栽培及繁殖技术的研究很多,但对斧翅沙芥不同叶龄品质的这一研究未报道。本文通过对斧翅沙芥不同叶龄期可溶性蛋白质含量的测定,确定其可溶性蛋白质含量最多的时期,及开始适宜的食用期和采收期,以期为人工栽培出高品质的斧翅沙芥提供理论指导。

斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)脂质转运蛋白基因PdLTP3的克隆及其对干旱胁迫的响应

以濒危荒漠植物斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)为对象,克隆脂质转运蛋白基因PdLTP3。运用Protparam、Multiple Sequence Alignment、MEGA、SignalP 4.1Server、TMHMM Server v.2.0、SOPMA、SWISS-MODEL等软件对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,并检测干旱胁迫下PdLTP3基因的诱导表达情况。结果表明:从斧翅沙芥cDNA中克隆到PdLTP3基因全长,开放阅读框编码116个氨基酸,预测分子量为11.7kD,理论等电点8.91,平均亲水性系数0.569,是一个疏水蛋白质;同源比对显示其编码的蛋白质与拟南芥AtLTP3相似度较高;PdLTP3蛋白N端1~23个氨基酸序列为信号肽序列;二级和三级结构显示PdLTP3蛋白主要由α螺旋和无规则卷曲组成;干旱胁迫下PdLTP3基因表达量逐渐升高,5h后表达量约为胁迫处理前的48.6倍,说明其可能参与了斧翅沙芥干旱胁迫耐受。

基于转录组测序的斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)干旱胁迫应答基因表达分析

荒漠植物斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)主要分布在中国西北地区的固定或半固定沙漠,具有较高的干旱环境适应能力,但对它的干旱胁迫耐受分子机制研究较少。本研究利用Illumina测序技术筛选斧翅沙芥干旱应答基因,通过转录组的从头组装,共获得154875个unigenes,平均长度为1437个碱基。干旱胁迫后,共有13855个基因表达发生显著变化,其中7182个基因上调表达,6673个基因下调表达。GO功能富集分析表明差异表达基因显著富集到物质代谢、氧化还原和催化活性等功能;KEGG通路富集分析表明差异表达基因显著富集到氨基酸代谢、淀粉和糖代谢以及植物激素信号转导等途径。此外,鉴定到47个干旱诱导转录因子家族,主要包括HSF、ERF、WRKY、MYB、bHLH等。与沙芥相比,淀粉和糖代谢途径以及大量热胁迫转录因子在干旱胁迫后上调表达有可能是斧翅沙芥提高干旱胁迫耐受能力的特殊途径。本研究的结果初步揭示了斧翅沙芥对抗干旱胁迫的调控特征,为进一步理解斧翅沙芥干旱环境适应的分子机制提供线索。

肉桂酸和邻苯二甲酸对沙芥属植物幼苗光合特性的影响

【目的】探讨酚酸类自毒物质对沙芥属植物生长及光合特性的影响,为沙芥属植物的野生资源保护和开发利用提供理论依据。【方法】以沙芥和斧翅沙芥幼苗为试验材料,选择肉桂酸和邻苯二甲酸2种自毒物质,采用盆栽试验,设置0,0.01,0.1,1,10 mmol/L浓度梯度处理,考察幼苗生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和气体交换参数的变化特征。【结果】(1)肉桂酸、邻苯二甲酸对沙芥幼苗生长均表现为低浓度促进高浓度抑制,而对斧翅沙芥生长则表现为抑制作用,且均在浓度为10 mmol/L时对生长抑制作用最显著。(2)在不同浓度肉桂酸和邻苯二甲酸处理后,沙芥和斧翅沙芥幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均出现不同程度下降。(3)沙芥和斧翅沙芥叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度在肉桂酸和邻苯二甲酸浓度为10 mmol/L显著低于对照,胞间CO_(2)浓度此时无显著变化,其光合速率降低主要由非气孔因素所致。(4)沙芥和斧翅沙芥的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qP)均在肉桂酸和邻苯二甲酸浓度为10 mmol/L显著低于对照,而此时非光化学淬灭系数(NPQ)则显著高于对照。【结论】高浓度邻苯二甲酸和肉桂酸抑制沙芥和斧翅沙芥幼苗的光合作用,降低其光合速率,导致它们叶片的PSⅡ反应中心活性和开放程度受损,进而影响其正常生长;肉桂酸和邻苯二甲酸对沙芥属植物光合特性的影响存在差异,斧翅沙芥幼苗受到影响更大。

沙芥属蔬菜不同苗龄植株叶片营养成分含量变化规律的研究

沙芥属（Puionium Gaertn.）蔬菜是以食用叶片为主的沙生蔬菜,本文通过测定其植株不同苗龄期几种营养成分的含量,掌握其变化规律,从而为初始采收期的确定提供理论依据。其结果表明：沙芥和斧翅沙芥种在8片~12片叶间维生素C、蛋白质、氨基酸和可溶性糖含量已达到较高的水平。由于此期植株已进入旺盛生长期,因此可作为人工栽培始收期。

沙埋深度对沙芥属植物种子萌发和出苗的影响

本文以沙芥属蔬菜沙芥(Pugionium cornutum(L.)Gaerth.)和斧翅沙芥(P.dolabratum Maxim.)为材料,在温室条件下人工控制6个沙埋深度,研究沙芥与斧翅沙芥种子萌发和出苗对沙埋深度的响应。结果表明:沙埋深度显著影响沙芥和斧翅沙芥的种子的萌发和出苗。沙子表面的种子不能萌发。沙芥与斧翅沙芥在2cm和4cm的浅层沙埋时,种子萌发率、出苗率和出苗速率最高,休眠率和死亡率最低,且沙芥种子的萌发率、出苗率和出苗速率高于斧翅沙芥种子,而休眠率和死亡率低于斧翅沙芥种子;沙芥种子在沙埋深度超过8cm、斧翅沙芥种子在沙埋深度超过4cm后,种子的萌发率和出苗率显著降低,休眠率和死亡率显著上升。总体上,种子平均萌发率、平均出苗率和平均出苗速率与沙埋深度呈显著负相关,种子平均休眠率和平均死亡率与沙埋深度呈显著正相关,沙芥的耐沙埋能力大于斧翅沙芥,这种差异也与沙芥种子千粒重大于斧翅沙芥有关。