不同种源比拉底白刺(Nitraria billardieri)水分生理研究

为给乌兰布和风沙区幼苗培育、树种选择以及植被生态建设提供理论依据和技术支撑,盆栽条件下采取控水方式进行水分胁迫处理,研究引自澳大利亚Hopetoun、Murray Bridge和Port Lincoln3个地区的比拉底白刺和中国唐古特白刺的水分生理,并用模糊隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,3个不同种源比拉底白刺和唐古特白刺幼苗叶片含水量均随着干旱胁迫的加剧而降低,方差分析表明,Port Lincoln和Murray Bridge地区的比拉底白刺差异不显著,与Hopetoun比拉底白刺和中国唐古特白刺相比有显著性差异,且Murray Bridge比拉底白刺叶片含水量最高,唐古特白刺叶片含水量最低;随土壤水分含量的降低,比拉底白刺和唐古特白刺的束缚水/自由水比值和叶片水分饱和亏缺均逐渐上升,同一胁迫条件下,Murray Bridge比拉底白刺束缚水/自由水比值和叶片水分饱和亏缺分别达到最高和最低;离体叶片失水速率变化趋势基本保持一致,Murray Bridge白刺失水最慢,方差分析显示与其他白刺呈显著性差异。各种原地白刺叶片含水量与失水速率、水分饱和亏缺呈极显著负相关;水分饱和亏缺与束缚水/自由水比值、失水速率显著相关。根据抗旱隶属值,比拉底白刺和唐古特白刺的抗旱性由大到小的顺序为:Murray Bridge比拉底白刺>Port Lincoln比拉底白刺>Hopetoun比拉底白刺>唐古特白刺。

盐胁迫下比拉底白刺差异表达基因的转录组分析

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L^-1 NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。

乌兰布和沙区比拉底白刺(Nitraria billardieri)的气体交换参数及抗旱生理特性

在乌兰布和沙区,以本地白刺为对照,对从澳大利亚引进的3个种源(代号分别为NB1、NB2和NB3)比拉底白刺(Nitraria billardieri)的光合速率日变化、光响应曲线及相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、相对电导率等生理指标进行测定。结果表明:(1)不同种源白刺净光合速率日变化均呈"双峰"曲线,在14:00出现光合"午休"现象,且午休主要受气孔因素影响,蒸腾速率呈"单峰"曲线;(2)不同种源白刺净光合速率随光强的增加而增加,达到饱和点后净光合速率呈下降趋势;NB2具有较高的光饱和点和较低的光补偿点,说明其对光强的适应能力较强;NB1的暗呼吸速率显著高于NB2、NB3和本地白刺(P<0.05),说明NB1具有较强抵御胁迫的能力;利用综合评判法得出不同种源白刺利用光能能力的顺序为NB2>NB1>本地白刺>NB3;(3)不同种源白刺的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量随种源的变化趋势相同,均是NB2显著高于NB1、NB3和本地白刺(P<0.05);NB1的丙二醛含量最高,显著高于NB2、NB3和本地白刺(P<0.05);(4)根据隶属函数值法对不同种源白刺的抗旱性进行综合评价,不同种源白刺的抗旱性顺序为NB2>NB1>本地白刺>NB3。