海水胁迫对菠菜(Spinacia olerancea L.)叶绿体活性氧和叶绿素代谢的影响

以海水敏感品种圆叶菠菜和耐海水品种‘荷兰3号’为试材,采用水培方法,研究了海水胁迫对菠菜(Spinacia oleranceaL.)叶绿体活性氧(ROS)和叶绿素(Chl)代谢的影响。结果表明,海水胁迫下,2个菠菜品种叶绿体内超氧阴离子(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量显著升高,并且圆叶菠菜的提高幅度大于‘荷兰3号’;圆叶菠菜叶绿体内的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量均低于‘荷兰3号’,而过氧化物酶(POD)活性高于‘荷兰3号’;光氧化剂甲基紫精(MV)进一步使2个菠菜品种叶绿体内O2.-产生速率加快、H2O2含量提高、膜质过氧化加重,活性氧清除剂AsA明显降低了菠菜叶绿体内ROS水平,缓解了由MV造成的严重的膜质过氧化伤害。海水胁迫下,2个菠菜品种叶片叶绿素b(Chlb)、叶绿素a(Chla)及其合成前体物质原叶绿素酸(Pchl)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-protoIX)、原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)和尿卟啉原Ⅲ(UroⅢ)含量明显降低,而胆色素原(PBG)和δ-氨基酮戊酸(ALA)积累,Chl合成受到阻碍,并且圆叶菠菜的受阻程度大于‘荷兰3号’;MV进一步加剧了这种受阻程度,而AsA部分缓解了由海水胁迫和MV造成的阻碍作用。海水胁迫明显提高了圆叶菠菜叶片叶绿素酶(Chlase)活性而对‘荷兰3号’没有影响,MV处理对圆叶菠菜Chlase活性的影响程度大于‘荷兰3号’,但AsA对2个品种叶片Chlase活性没有明显影响。上述结果说明,海水胁迫下,菠菜叶绿体内ROS与Chl代谢密切相关,不仅通过叶绿体膜的氧化伤害使Chl降解,而且使Chl合成的PBG向UroⅢ转化步骤受阻。耐海水品种‘荷兰3号’叶绿体清除ROS主要通过SOD和AsA-GSH循环系统,清除能力较强,减轻了ROS对叶绿体膜的氧化损伤和Chl合成的受阻程度,并且海水胁迫对其Chlase活性的影响较小;而海水敏感品种圆叶菠菜叶绿体清除ROS主要依赖于SOD和POD,对ROS的清除能力有限,从而导致了ROS大量积累,叶绿体膜的氧化损伤和Chl合成的受阻程度严重,并且海水胁迫显著提高了Chlase活性,加剧了Chl降解。

菠菜AFLP反应体系初探

提取菠菜嫩叶DNA,运用改良CTAB法提取6份菠菜品种的DNA,对AFLP反应体系的DNA用量、酶切连接、预扩、选扩等试验条件进行了优化分析,初步建立适合于菠菜作物的AFLP反应体系。结果表明:①在PCR仪中酶切的效果比水浴的要好,酶切反应对酶切时间和DNA的浓度要求不敏感。②菠菜AFLP预扩选扩体系的反应体积为20μL,Mg2+(25mmol/L)1.2μL,dNTPs(2.5mmol/L)1.6μL,Taq-polymerase(5U/μL)0.2μL最佳。为菠菜AFLP分子标记的品种亲缘关系鉴定和遗传育种等提供一定的理论基础。

NaCl胁迫对菠菜萌发和苗期生理特性的影响

以3个菠菜(Spinaciaoleracea L.)自交系材料S26,S77和S4为研究对象,研究了不同浓度的NaCl溶液对菠菜萌发期和幼苗期生理特性的影响.结果表明:供试浓度范围内,低浓度(50 mmol∙L^(-1))NaCl处理可以促进菠菜种子的萌发,但高浓度处理则抑制萌发;与S4相比,S77和S26在NaCl胁迫下具有较高的相对发芽率、相对发芽势和相对萌发指数,且幼苗根长、叶片长、根重和地上部分鲜重受NaCl抑制程度较小.苗期内,在NaCl胁迫下,S77,S26的株高、叶宽、根重、地上部分鲜重高于S4,且S77和S26的可溶性糖含量、脯氨酸含量,及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性要高于S4,而S4的电解质渗透率(EC)和丙二醛(MDA)含量高于S77和S26.综上,供试材料S77,S26在萌发期和苗期均表现出较高的耐盐性,S4为NaCl敏感材料;菠菜萌发期与苗期的NaCl耐性评价结果一致,但NaCl筛选浓度差异较大,低浓度(50 mmol∙L^(-1))NaCl处理能促进菠菜种子萌发,但对幼根尤其是子叶生长的NaCl胁迫无缓解作用.

菠菜NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

依据已知NBS-LRR类抗病基因的P-loop和GLPL两个保守结构域设计简并引物,对抗菠菜霜霉病商业杂交种RZ51-147、自交系12S3和12S4的基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,共获得23条具有完整开放阅读框且含有NBS结构的抗病基因同源序列(resistancegeneanalogs,RGAs),编号为SP1~SP17、SP19~SP24,其在NCBI中的登录号为KX914865~KX914887。核苷酸比较分析结果表明,这23条RGAs大多与甜菜中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有较高的同源性,其中SP1、SP2、SP5、SP6、SP10、SP11、SP12、SP13等8条序列均与甜菜RF45类抗病蛋白有着86%以上的同源性;SP3、SP4、SP8、SP9、SP24等5条序列与甜菜RPP13类抗病蛋白的同源性在85%以上,与向日葵抗霜霉病基因PI8相应区域的氨基酸序列相似性为32.20%~33.52%,且在进化树上聚为一类,推测其可能与抗霜霉病相关。同源进化分析结果表明,除SP7外,其余序列均为non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,并与推导的氨基酸序列多重比较结果一致。

海水胁迫对菠菜叶绿素代谢的影响

以耐海水品种‘荷兰3号’和海水敏感品种‘圆叶菠菜’为试验材料,采用营养液栽培,研究海水胁迫对菠菜叶绿素代谢的影响。结果表明,海水胁迫下,2个菠菜品种叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素含量以及叶绿素合成前体———原叶绿素酸(Pchl)、镁原卟啉IX(Mg-proto IX)、原卟啉IX(Proto IX)和尿卟啉原III(UroIII)含量均明显降低,而胆色素原(PBG)和δ-氨基酮戊酸(ALA)积累,‘圆叶菠菜’的变化幅度大于‘荷兰3号’。海水胁迫下,‘荷兰3号’叶片的叶绿素酶(Chlase)活性无显著变化,胆色素原脱氨酶(PBGD)和尿卟啉原III合酶(UROS)活性在胁迫第3天显著下降,而‘圆叶菠菜’Chlase活性显著上升,PBGD和UROS活性显著下降。研究发现,在海水胁迫条件下,菠菜叶片的叶绿素合成代谢受阻,受阻位点位于PBG→UroIII的转化过程,其中‘圆叶菠菜’的受阻程度大于‘荷兰3号’;耐海水品种‘荷兰3号’叶片叶绿素含量降低主要由叶绿素合成代谢受阻引起,而海水敏感品种‘圆叶菠菜’叶绿素含量的降低则是由叶绿素合成受阻和叶绿素降解共同作用的结果。

不同品种菠菜叶肉及叶柄中硝态氮累积与硝酸还原酶活性的关系

盆栽试验条件下,菠菜体内的硝态氮含量及硝酸还原酶(NR)活性因品种和部位而异。硝态氮含量以短缩茎中最高,叶和叶柄中次之,根中最低,且根/冠比越大的品种,其整体植株中的硝态氮含量越低;根尤其是侧根NR活性较高;叶肉和叶柄中硝态氮含量均与根中以内、外源硝酸盐为底物的NR活性呈一定的负相关。

菠菜性别相关EST-SSR标记的开发及应用

为了明确菠菜EST序列中SSR的总体特点,开发菠菜EST-SSR引物;为利用EST-SSR引物进行菠菜性别相关特异序列的克隆奠定基础,本文从NCBI上获得1093条EST,利用在线软件SSRIT检测所含SSR序列,并进行分析。共检索出68条SSR序列,分布于64条EST中,检出率为6.22%,包括22种重复基元。其中二核苷酸重复基元的EST-SSR占主导地位,占总SSR数目的32.3%。利用在线引物设计软件Primer3.0设计了7对EST-SSR引物,在适合的PCR反应体系下,分别以雌、雄菠菜DNA基因组为模板,对设计的EST-SSR引物进行筛选,结果显示以EST序列HS097148设计的一对引物从菠菜雌雄基因组中扩增出一条雄性特异的条带,表明通过菠菜EST-SSR引物获得菠菜性别相关特异序列是可行的。

N-Expert专家系统在无公害菠菜生产中的应用

根据无公害蔬菜生长的要求,通过应用德国的氮素专家系统,在引入保证蔬菜的目标产量所要求的土壤最低Nmin残留量(Nmin缓冲值)概念的基础上,以传统的氮素投入为对照,对秋季露地菠菜的氮素施肥进行推荐。这表明在不断优化参数的基础上,N Expert专家系统不仅能够减少肥料的用量,不影响作物产量,而且对提高菠菜的品质和进行蔬菜可持续生产方面有很好的作用。

菠菜育种材料的遗传多样性分析

利用形态学分类法和AFLP分子标记技术对45份菠菜(Spinacia oleracea L.)育种材料的遗传多样性和亲缘关系进行了研究。结果表明,从256对引物中筛选出18对扩增效果较好的引物,共扩增到960个条带,146个多态性位点,PIC值(平均多态信息量)为15.2%。AFLP标记技术的聚类分析表明,第一类群主要以欧美资源和有欧美血统的杂交种为主;第二类群主要以日本资源和含有日本血统的杂交种为主;第三类群以中国本土品种为主。从聚类结果看,与形态学的分类结果基本一致,而且聚类结果与地域来源和形态特征有一定的对应关系。

菠菜叶中存在两种谷氨酰胺合成酶同工酶

运用非变性聚丙稀酰胺凝胶电泳结合活性染色的方法,在菠菜(SpinaciaoleraceaL.)生长发育过程中,观察到叶片中至少存在2种谷氨酰胺合成酶(GS),其中一种GS的活性随发育进程而逐渐升高,而另一种GS的活性逐渐降低。在不同来源的成熟的菠菜叶片中同样观察到2种GS的存在。

光照强度对菠菜光合色素的影响

本文以400、240、50μmol·m^(-2)·s^(-1)3种不同光照强度处理菠菜,测定菠菜叶片中叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素和叶黄素含量的动态变化。结果表明:菠菜叶绿素a、叶绿素b的含量随着光照强度的增强而逐渐升高,且在高光强(400μmol·m^(-2)·s^(-1))下,植株叶片中2种色素含量随处理时间的延长呈逐渐升高的趋势,对照(240μmol·m^(-2)·s^(-1))植株含量在处理期间无明显变化,低光强(50μmol·m^(-2)·s^(-1))下,2种色素含量呈降低的趋势,30 d时各处理间差异显著;β-胡萝卜素含量随着光照强度的降低呈升高的趋势,30 d时低光强处理植株含量显著高于对照和高光强处理植株;叶黄素含量:低光强>高光强>对照,20 d和30 d时,低光强处理植株含量显著高于高光强和时照植株。可以推论,高光强有利于菠菜叶绿素的合成,低光强有利于类胡萝卜素的形成。

EDU对臭氧胁迫下菠菜急性伤害症状和光合特性的影响

如何减轻近地层臭氧(O3)体积分数持续升高对作物的影响是污染生态学研究的热点之一。运用改进的开顶式气室(open-top chambers,OTCs)装置,对嘉兴尖叶、嘉兴圆叶和荷兰35三种菠菜(Spinacia oleracea L.)进行连续5 d,每天8 h的臭氧急性暴露处理,且在暴露前24 h喷施300 mg.L-1质量浓度抗氧化剂ethylenediurea(EDU),研究EDU对臭氧胁迫下菠菜急性伤害症状及光合特性的影响。结果表明:(1)菠菜暴露于高体积分数O3时,叶片出现失水干枯、坏死斑等急性伤害症状,光合色素含量、气体交换参数和光响应参数显著降低,且下降幅度和暴露体积分数呈正相关。(2)菠菜经EDU处理后,光合特性参数明显提高。对O3和EDU作双因子分析发现,随着臭氧体积分数升高,EDU对叶片气体交换参数的影响显著,而对其他参数的影响不明显。由此可见,尽管EDU的防护作用对高体积分数的O3胁迫是有限的,但喷施EDU仍能有效减轻O3对植物的伤害,这对缓解农田生态系统O3污染灾害有积极意义。

外源钙对盐胁迫下菠菜生理特性的影响

设计不同浓度的Ca Cl2溶液,在对菠菜(Spinacia oleracea L.)盐胁迫前采用根部浇灌和叶部喷施的方法进行诱导,钙诱导5 d后,对菠菜幼苗再进行150 mmol/L NaCl溶液处理,测定其形态建成和生理生化指标。结果表明,外源钙能显著提高盐胁迫下菠菜的形态建成指标;显著增加可溶性蛋白质和叶绿素含量;显著提高SOD和POD活性;显著降低丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量。当外源钙离子浓度为30mmol/L时,其降低盐胁迫伤害效应的效果较好。

菠菜叶酸合成代谢途径基因鉴定及表达谱分析

从菠菜(Spinacia oleracea L.)基因组数据库中筛选鉴定了与菠菜叶酸合成转运,及与C1代谢相关的25个基因,并对其编码的蛋白做进化树和保守域分析,发现叶酸蛋白在进化上表现出保守型和复杂性。用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析了叶酸含量不同的菠菜的叶酸相关基因表达量,发现在转录水平上只有少数叶酸基因表达量与菠菜叶酸含量有关。

菠菜乙醇酸氧化酶基因家族的鉴定及表达分析

在菠菜全基因组中鉴定了菠菜(Spinacia oleracea L.)乙醇酸氧化酶(GLO)家族成员,并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构、保守基序、同源关系及基因表达进行了分析,发现菠菜中存在5个SoGLOs蛋白,通过进化树分析,菠菜GLO蛋白与甜菜GLO蛋白亲缘关系较近.通过基因结构分析发现该家族基因由9~11个外显子构成.实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)结果表明:硝态氮仅能短期诱导SoGLOs的表达,而铵态氮可以持续抑制SoGLOs的表达,从而影响菠菜草酸的含量.在胁迫处理后,SoGLOs的表达均有明显变化,SoGLO1,SoGLO3和SoGLO5对盐胁迫的响应最明显,SoGLOs可能在菠菜的抗盐、耐高温、耐寒、抗旱以及抗氧化过程中起作用.植物激素的喷施普遍使SoGLOs的表达在短时间内增加,这可能引起菠菜体内草酸的快速积累.

耐机械损伤菠菜品种的比较实验

对2020年引进的6个耐机械损伤菠菜品种(Sp001,Sp002,Sp021,Sp031,Sp061和皇10-3)在设施大棚进行了鉴定与比较实验,分析了6个菠菜品种的植物学性状、营养指标和质构特性的差异.结果表明:不同品种之间的基本植物学性状无显著差异,但不同品种间叶片硬度、叶片长/叶柄长、抗坏血酸和硝态氮含量等存在显著差异,变异率分布在10.37%~19.16%.综合比较分析得出结论:Sp031的叶厚和叶片硬度最高,叶片长/叶柄长之比最大,植物学性状最为优良,综合品质性状表现良好,为6个品种中最适宜机械化收获的品种.

菠菜的营养价值与功能评价

菠菜是一种世界性蔬菜作物,它的营养丰富,深受消费者喜爱。近年来除了对菠菜的营养价值进行研究外,还对菠菜的植物营养功能进行了研究,但尚鲜见对菠菜的营养价值进行全面的分析与评价,文章综述了菠菜的有关营养的相关研究成果,从菠菜的基本营养、热量、矿物质、维生素、氨基酸、脂类、膳食纤维以及生物活性物质等方面对菠菜的营养价值进行评价与功能分析,同时对如何降低菠菜中的抗营养物质草酸含量,提出了菠菜科学食用的对策。

上海菠菜霜霉病菌生理小种鉴定及分子检测

明确我国不同区域菠菜(Spinacia oleracea L.)霜霉病菌(Peronospora effuse)生理小种的类别,是筛选和鉴定抗病菠菜种质资源和选育抗病新品种的基础.对采集于上海的2份菠菜霜霉病病原菌进行了鉴定,并根据内部转录间隔区(ITS)通用引物对其ITS序列进行克隆和分析.结果表明:上海地区的菠菜霜霉病菌为9号生理小种,属于Peronospora effusa.本研究明确了上海地区生理小种类别,为菠菜抗霜霉病育种提供参考.

不同叶龄菠菜叶片抗坏血酸含量与其代谢相关酶活性的比较

以欧丽特菠菜叶片为试材,研究了菠菜叶片发育过程中3个时期叶片(幼叶、成熟叶、衰老叶)的抗坏血酸代谢变化及抗坏血酸含量与其相关酶活性的关系。结果表明:抗坏血酸(AsA)和氧化型抗坏血酸(DHA)含量的变化趋势与L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)以及脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性的变化趋势基本一致,而与抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化呈此消彼长。同时单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和还原型谷胱甘肽(GSH)有助于AsA的再生。说明通过增加GalLDH和再生酶活性能提高菠菜叶片AsA的含量,并延缓其衰老。

铜胁迫对萝卜和菠菜种子萌发的影响

为研究和筛选适合不同程度重金属污染农田的蔬菜品种,以萝卜、菠菜种子为试材,采用培养皿法研究单一重金属铜对萝卜、菠菜种子萌发的影响。结果表明,低于550 mg/L的铜处理对白萝卜种子发芽率存在“低促高抑”效应,对青萝卜发芽率存在抑制作用;而对菠菜种子发芽率起促进作用,菠菜的耐铜性强于萝卜。同一蔬菜的不同品种的耐铜性存在差异,白萝卜耐铜性强于青萝卜,小叶菠菜耐铜性强于大叶菠菜。