不同浓度乙酸处理北美冬青(Ilex verticillata)叶片的转录组分析

为探究乙酸提高北美冬青抗旱能力的分子机制,通过对CK (清水)、T1 (20 mmol/L乙酸溶液)、T2(40 mmol/L乙酸溶液)处理后的北美冬青叶片进行转录组测序及分析。通过组装共得到120 421条Unigene序列,共计73.75%的序列在相关数据库中得到注释;通过3个组差异表达基因比较得到以下结果:与CK相比,T1处理后的北美冬青叶片有10 229个基因表达量上调,559个基因表达量下调;T2分别有10 959个上调和938个下调;T1相比较T2有3 524个上调,4 287个下调。GO富集分析显示差异基因主要涉及结合、催化活性、转运活性、细胞成分的组织与生物发生、细胞定位、生物调节细胞、细胞分离及细胞器等。KEGG分析表明在使用乙酸溶液处理后,北美冬青植株内的乙烯、水杨酸、油菜素内酯等植物激素信号增强。综合以上分析结果,北美冬青可能通过代谢调节、物质能量准备及有害自由基的清除等途径提高处理植株应对干旱胁迫的能力,其中激素通路信号提高倍数最强的乙烯途径值得深入研究。

4个北美冬青品种对干旱胁迫的应激反应及耐旱性比较

为研究北美冬青(Ilex verticillata)品种的耐旱性,以4个北美冬青品种‘Red Sprite’(Rp)、‘Gray’(Gr),‘Oosterwijk’(Os)、‘Winter Gold’(Gd) 2年生扦插苗为试验材料,分别干旱处理6 d(轻度干旱)和12 d(重度干旱),研究北美冬青对干旱胁迫的生理反应及抗氧化机制,并通过主成分分析法综合评价4个北美冬青品种的耐旱性。结果表明:随着干旱胁迫强度的增加,4个北美冬青品种的叶片含水量、光合色素质量分数均逐渐降低,相对电导率和丙二醛质量分数均逐渐增加。干旱强度大,这些指标的变化幅度也大,其中,Os的相对电导率、Gd的丙二醛质量分数的增幅最大。干旱胁迫也导致了活性氧的激增,特别是重度干旱情况时,4个品种体内的活性氧质量分数(超氧阴离子自由基、H_(2)O_(2))显著增加,其中,Gr的H_(2)O_(2)与Os的超氧阴离子自由基质量分数增幅最大。干旱情况,各品种的抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶)活性显著增强,抗氧化物(抗坏血酸和还原型谷胱甘肽)质量分数也都出现显著增加,其中,Gr的谷胱甘肽还原酶活性、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸质量分数3个指标在严重干旱情况时,上升幅度更加显著,分别比对照提高了225.4%、274.3%、174.8%,说明Gr的AsA-GSH循环在抗氧化系统中起着更重要的作用,能够使其体内的应激反应与活性氧清除处于动态平衡状态,因而,Gr更加耐旱些。通过主成分分析进行耐旱性综合评价,4个品种的耐旱性从强到弱依次为Gr、Rp、Os、Gd。

不同药剂处理对‘奥斯特’北美冬青新梢生长和株型的影响

以二年生北美冬青‘奥斯特’地栽苗为试材,将调环酸钙、甲哌鎓、亚磷酸钾这3种药剂进行不同浓度的混配,在苗木进入速生期后,采取对全株叶片表面进行喷施的方法,通过测定其苗高、地径、新梢长度、新梢基部粗度、叶片长宽等生长指标,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度等光合作用指标,以及SPAD、MDA、可溶性糖含量和SOD、POD活性等生理指标,研究不同药剂处理对‘奥斯特’北美冬青新梢生长调控效果,以及对其株型的影响,以期探讨在北美冬青生长调控方面最科学有效的药剂处理方式,为生产中的实际应用提供参考依据。结果表明:1)各处理均能起到有效降低苗高、减少新梢长度和叶片长宽、增加地径和新梢粗度、提高叶片SPAD值的作用;2)各处理均能有效提高叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低胞间CO_(2)浓度;3)T1、T4处理的‘奥斯特’在生长过程中叶部出现明显药害,T2、T3处理下株型调控效果较好;4)T2和T5处理下‘奥斯特’MDA含量最低,SOD和POD活性最高,T2和T3处理下可溶性糖含量升高,植株抗逆性最优;5)隶属函数法分析结果表明调控效果由大到小依次为T2>T5>T4>T1>T3>T6>CK。因此,以合理控制苗高、缩短新梢长度、植株生长势良好为目标,T2(5%调环酸钙1.3 g·L^(-1)+98%甲哌鎓0.67 g·L^(-1))效果最佳,其次为T5处理(5%调环酸钙0.67 g·L^(-1)+98%甲哌鎓0.3 g·L^(-1)+亚磷酸钾500倍液)。

遮光对2个北美冬青品种生长和果实品质的影响

[目的]比较2个北美冬青品种的耐阴性,从而更好地指导生产。[方法]以‘奥斯特’和‘格瑞’为试验材料,设置遮光30%、遮光50%、遮光70%、全光照4个处理,研究不同遮光条件对2个北美冬青品种植株生长、结果情况和果实品质的影响。[结果]随着遮光度的增加,北美冬青的株高、冠幅、当年生枝长、果实纵横径等均呈现先上升后降低的趋势。茎粗、花色素苷和含糖量均呈下降趋势。果实变色时间和落果率呈上升趋势。50%的遮光处理最适宜北美冬青的生长。[结论]通过对上述指标进行耐阴系数分析和主成分分析得出:‘奥斯特’的耐阴性比‘格瑞’强,可以用3个主成分对北美冬青的耐阴性进行综合评价。

多效唑对北美冬青‘冬红’盆栽苗生长和光合特性的影响

以北美冬青‘冬红’(Ilex verticillata‘Winter Red’)为材料,研究了不同质量浓度多效唑喷施盆栽苗对其植株生长形态和光合特性的影响,以期探索多效唑对其株型的调控效果及适用质量浓度。结果显示,通过叶面喷施多效唑溶液,能够有效抑制植株株高,控制枝条生长,缩短节间距。随着多效唑质量浓度的增加,叶片叶绿素和类胡萝卜素含量显著增多。在低质量浓度(1000-2000 mg/L)处理时,叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈显著上升,高质量浓度(4000 mg/L)处理导致上述指标降至对照水平;低质量浓度(1000 mg/L)处理,叶片最大净光合速率(P_(n,max))和暗呼吸速率(R d)显著增高,高质量浓度(4000 mg/L)处理使其降至对照水平;低质量浓度(1000-2000 mg/L)多效唑处理,叶片光饱和点(P_(LSP))和光补偿点(P_(LCP))显著增高,而高质量浓度(3000-4000 mg/L)处理则显著下降至对照水平。随着多效唑质量浓度提高,植株矮化效果明显,光合能力和效率增强。低质量浓度(1000-2000 mg/L)多效唑处理能有效提高植物光合能力,过高质量浓度(4000 mg/L)的多效唑处理会抑制植物光合能力。据此,认为采用叶面喷施1000-2000 mg/L多效唑溶液是调控北美冬青‘冬红’植株形态、促进植株生长的适宜措施。

基于流式细胞术的北美冬青基因组大小测定

以10个北美冬青品种的嫩叶为材料,采用水稻‘日本晴’和二倍体大豆嫩叶为标样,检测北美冬青品种的核DNA含量及基因组大小,为北美冬青种质资源鉴定、基因组学研究以及新品种培育提供理论依据。结果表明:北美冬青品种间基因组大小存在显著差异。‘Oosterwijk'、‘Earlibright'、'Winter Red'、‘Winter Gold'、‘Apollo'、‘After⁃glow'和‘Southern Gentleman'7个北美冬青品种基因组大小为728.46~852.99 Mb,推测这些品种为二倍体;‘Ca⁃capon'、‘Red Sprite'和‘Shaver'这3个品种北美冬青基因组大小为1954.99-2108.95 Mb,推测这3个品种为多倍体。‘Apollo'和‘Southern Gentleman'这两个雄性品种的基因组大小平均值明显小于其他雌性品种。本研究基于流式细胞术建立的北美冬青基因组大小测定方法可为该属其他植物的相关研究提供借鉴。

北美冬青‘冬红’和‘冬黄’果实呈色机制研究

为探索北美冬青‘冬红’(Ilex verticillate ‘Winter Red’)和‘冬黄’(I.verticillate ‘Winter Gold’)果实的呈色机制,采用色差仪测定了‘冬红’和‘冬黄’的成熟果实果皮的红度(a)、黄度(b)、明暗度(L值),并比较了这两个品种的果色差异,同时基于LC-MS的研究方法分析了花青素类和类胡萝卜类代谢物在这两个品种中的含量差异。结果表明:(1)‘冬红’和‘冬黄’果实在红度(a)、黄度(b)、明暗度(L值)和色相角上(h)均有显著差异(P<0.05),在色彩度(C)上无显著性差异。(2)通过LC-MS的研究方法一共在‘冬红’和‘冬黄’果皮中检测到35种花青素类物质,总含量分别为4 927.78μg·g^(-1)和3 213.31μg·g^(-1);检测到13种胡萝卜素物质,总含量分别为59.71μg·g^(-1)和45.151μg·g^(-1)。其中,在‘冬红’和‘冬黄’果皮中的物质含量具有显著差异的花青素类物质有20种,其主要差异成分为黄酮类物质、天竺葵类物质和矢车菊类物质;检测到物质含量具有显著差异的类胡萝卜素物质有4种。在差异显著的代谢物质中,物质含量高且差异倍数最大的为天竺葵素-3-O-葡萄糖苷,‘冬红’的含量是‘冬黄’的11.44倍。(3)根据对北美冬青成熟果皮中108种色素类物质的测定结果,推测北美冬青果皮色泽,特别是‘冬红’的色泽,主要由天竺葵素-3-O-葡萄糖苷决定,此外,天竺葵素-3-O-芸香糖苷和矢车菊素-3-O-桑布双糖苷可能对北美冬青的果皮色泽起辅助的修饰作用。

北美冬青奥斯特茎段组织培养技术研究

北美冬青组织培养技术可以弥补传统繁殖方式无法大量增殖和产业化生产的缺点,能快速生产大量种苗,从而满足市场需求。为建立北美冬青奥斯特组培植株再生体系,以枝条为材料,探讨取材部位、接种方式、生长调节剂等对奥斯特组织培养的影响。结果表明:北美冬青奥斯特的最佳增殖培养基为MS+ZT 4.0 mg/L+IBA 0.2 mg/L,其最高增殖系数为3.29,且芽丛生长旺盛;接种枝条上部茎段新梢诱导率和增殖系数显著低于接种枝条中部和下部,垂直接种效果优于水平接种;最佳生根培养基为1/2 MS+IBA 4.0 mg/L,生根率为44.70%,根系较长且健壮。

低温处理对北美冬青叶片抗氧化能力的影响

为了解低温对北美冬青(Ilex verticillata)生长的影响,对2年生扦插苗经低温处理(-6℃)后的生长和抗氧化能力进行了研究。结果表明,随着低温处理时间的延长,北美冬青叶片的叶绿素/类胡萝卜素比值和叶绿素b含量增加,而其他色素含量都呈下降趋势;相对电导率(REC)和H_2O_2含量(72 h除外)显著增加。低温处理对超氧化物歧化酶(SOD)活性影响不大,却显著降低CAT的活性。低温处理过氧化物酶(POD)活性显著提高,48 h活性达到最高;而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在处理12 h达最高,然后下降。还原型抗坏血酸(As A)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量均呈先升高再下降的趋势。因此,北美冬青在短时间内(≤24 h)能够忍受低温(-6℃),抗氧化防御系统在低温初期起关键的作用,但随时间延长(72 h)其抗氧化能力减弱。

采穗时间和生根剂对北美冬青生根的影响

研究了插穗类型、插穗长度以及生根剂种类和浓度对插穗生根率、生根质量的影响。结果表明,半木质化穗条的生根率、总根长均优于木质化和幼嫩插穗;具3个节的5 cm插穗生根率最高,为46.88%;与清水对照相比,各种生根剂处理均能显著提高插穗生根率和根系质量,其中以1 000 mg/L IBA和Hormodin#1处理效果最好,生根率均为68.75%,总根长分别为77.97、61.31cm;相同浓度的IBA处理比NAA具有更高的生根率和生根质量;同一生根剂,低浓度的促进效果比高浓度更好。因此,当年生具3个节的5 cm半木质化插穗经1 000 mg/L IBA处理,具有较好的生根效果。

不同基质对北美冬青扦插生根的影响

将珍珠岩、泥炭和蛭石按不同比例混合成12种基质,对北美冬青(Ilex verticillata)进行嫩枝扦插试验,研究不同基质对北美冬青扦插生根的影响,结果表明:15%珍珠岩+35%泥炭+50%蛭石是北美冬青嫩枝扦插的最佳基质,其生根率为63.89%,平均根长为4.05 cm,根系效果指数达0.65。

北美冬青光合作用日变化特征及其与生理生态因子的关系

为揭示北美冬青光合作用日变化规律及其影响因子,采用美国LI-COR公司生产的LI-6400XT便携式光合测量系统测定了北美冬青叶片光合作用及生理生态因子的日变化过程.结果表明,郑州地区引种的北美冬青,其净光合速率和气孔导度的日变化呈"双峰"型曲线,在11:00和15:00达到峰值,13:00达到最小值,光合作用存在明显的"午休现象".蒸腾速率为"单峰"型,而胞间CO_2浓度呈U型曲线.北美冬青光合作用的各生理生态因子的相关性分析表明,气孔导度与净光合速率显著负相关,对净光合速率起决定作用;蒸腾速率和胞间CO_2浓度对光合作用显著正相关;光合有效辐射、大气温度与净光合速率呈不显著的正相关关系.

轮生冬青组培苗微枝试管外生根技术

为解决轮生冬青组培工厂化育苗生根的难题,以轮生冬青组培苗为材料,采用L9(34)正交试验,探究生长调节剂种类、质量浓度与处理时间及基质类型对组培苗微枝试管外生根的影响。正交试验方差分析结果表明:生长调节剂种类对其生根率、生根数以及根系活力影响最大,基质对最长根长影响最大。隶属函数法分析结果表明:影响组培苗生根效果各因素由大到小的顺序为生长调节剂种类、基质类型、生长调节剂的处理时间和质量浓度。综合来看,轮生冬青组培苗微枝试管外生根的最理想处理组合是A2B1C3D1,即选用质量浓度为500 mg·L^-1的IBA溶液,30 min浸泡处理,基质选用草炭。

北美冬青硬枝扦插技术研究初探

针对生产中北美冬青扦插繁殖生根率低的问题,以引进的北美冬青品种‘奥斯特’(Oosterwijk)为试材,在武汉地区就不同生根激素处理、扦插时间、插条选择等对北美冬青硬枝扦插的影响进行初步研究。试验结果表明,武汉地区在进行北美冬青扦插繁殖时,宜在秋季剪取北美冬青健壮硬枝,选其基部到中部的枝条部分作穗条,扦插时用911生根快蘸粉剂1进行根部快蘸后再扦插,可以保证80%以上的生根率。试验研究结果为北美冬青在华中地区的推广发展提供参考。

多效唑对盆栽北美冬青的矮化效应

选用不同浓度的植物生长抑制剂多效唑(PP333),采用喷施和灌根2种方法,研究其对1年生盆栽北美冬青的矮化效应。结果表明:PP333能够有效地抑制北美冬青生长,缩短1年生小枝长度和小叶间距,降低日均生长量和相对生长率。综合考虑北美冬青盆栽的生长量和观赏价值,调控株形效果最好的处理为叶面喷施5000 mg·L-1或盆土浇施10000 mg·L-1。

观果树种轮生冬青离体快繁技术

以轮生冬青幼嫩茎段为外植体,通过筛选启动培养基、比较不同增殖培养基及继代次数对增殖的影响,生根诱导培养基的筛选,建立了轮生冬青的离体快速繁殖技术体系。结果表明:最适腋芽诱导培养基为B5+6-BA1.0 mg·L^(-1)+IBA0.05 mg·L^(-1);适宜增殖培养基为B5+6-BA1.5 mg·L^(-1)+IBA0.3 mg·L^(-1),第4次继代时增殖系数最大为6.3,丛生芽长势好;适宜的继代周期为35 d;最佳生根培养基为1/2B5+IBA0.2 mg·L^(-1)+NAA0.3 mg·L^(-1),生根率可达100%。移栽于V(珍珠岩)∶V(蛭石)∶V(腐殖土)=2∶1∶1的混合基质中,成活率达90%以上。

2个北美冬青新品种组培快繁高效再生技术体系的建立

以北美冬青(Ilex verticillata L.)“Red Sprite”和“Winter Gold”2个品种的幼嫩枝条为外植体,建立了2个新品种的高效组培再生技术体系,为北美冬青新品种苗木的推广提供技术支持。结果表明:腋芽诱导的最佳培养基为MS+1.0 mg·L^(-1)6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)+0.2 mg·L^(-1)萘乙酸(NAA),2个品种的诱导率都达到100%;最佳丛生芽增殖培养基为MS+0.1mg·L^(-1) NAA+0.5mg·L^(-1)6-BA+0.5 mg·L^(-1)氯吡苯脲(CPPU),其中品种“Red Sprite”的增殖系数达5.7,“Winter Gold”的增殖系数为4.5;最佳壮苗培养基为“Red Sprite”为MS+0.1 mg·L^(-1)NAA+0.5 mg·L^(-1)6-BA+1.0 mg·L^(-1)噻苯隆(thifenolone,TDZ)+1.0 mg·L^(-1)赤霉素(GA),培养25天时苗高达6.8 cm,“Winter Gold”的为MS+0.1 mg·L^(-1) NAA+0.5mg·L^(-1)6-BA+0.05mg·L^(-1) TDZ+1.0 mg·L^(-1)GA,25天时苗高达4.4 cm;最佳生根诱导培养基为1/2MS+0.4 mg·L^(-1) NAA+0.4 mg·L^(-1)吲哚丁酸(IBA)+1.0 g·L^(-1)活性炭(AC),“Red Sprite”品种生根率达95.0%,“Winter Gold”的生根率达97.0%;最佳移栽基质为泥炭土∶珍珠岩=3∶2,“Red Sprite”成活率为95.7%,“Winter Gold”的96.8%。

潍坊地区北美冬青引种研究

[目的]研究北美冬青在潍坊地区的引种适应性。[方法]对引进的4个北美冬青品种进行了物候期、生长量、抗逆性等调查。[结果]北美冬青在潍坊地区能完成正常的生长发育过程,生长优良,观赏期长,具有较强的耐热耐寒性,病虫危害少,具有较强的生长适应性和观赏性。[结论]北美冬青适宜在潍坊地区进行引种栽培。

DA-6对不同品种北美冬青生长和生理特性的影响

以北美冬青‘冬红’‘冬黄’‘格瑞’和‘奥斯特’4个品种营养钵苗为试验材料,通过施用不同质量浓度(20,30,50 mg/L)的DA-6,研究其对北美冬青株高、冠幅、单株生物量、光合及可溶性糖等的影响。结果表明:30 mg/L DA-6处理下,‘奥斯特单株’‘格瑞’的生长最好;20 mg/L DA-6处理下,‘冬黄’‘冬红’生长最好。各品种株高、冠幅、单枝长及生物量最大,其中‘奥斯特’单株鲜质量和干质量分别达到68.84,31.90 g。不同质量浓度的DA-6处理,各品种净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与对照相比,均呈现出不同程度的增加,其中20 mg/L处理,‘冬红’净光合速率最大,达到8.44μmol CO_(2)/(m^(2).s)。一定质量浓度的DA-6可促进北美冬青叶片可溶性糖积累,其中30 mg/L处理‘冬红’‘格瑞’,可溶性糖达到最大值,分别比对照增加了52.34%,36.09%。

北美冬青扦插育苗技术

2018年在福建省沙县富口镇溪口村沙县金德苗木有限公司苗圃开展北美冬青扦插育苗试验,探讨植物生长调节剂种类及浓度、插穗类型、插穗长度、扦插季节对北美冬青扦插生根的影响。结果表明:植物生长调节剂以ABT 500 mg·L^(-1)生根效果最好,生根率达88.00%,生根条数达25.77条,平均根长达3.50 cm;半木质化插穗生根效果最好,生根率达86.67%,生根条数达25.10条,平均根长达3.46 cm;5 cm长的插穗生根效果最好,生根率达86.67%,生根条数达24.90条,平均根长达3.40 cm;春季扦插生根效果最佳,生根率达89.33%,生根条数达25.93条,平均根长达3.60 cm。综合结果表明,北美冬青扦插育苗宜在春季,采用5 cm长、半木质化的插穗,ABT 500 mg·L^(-1)溶液快蘸10 s后扦插效果最好。