苹果乙烯响应因子MdERF72对非生物胁迫的响应

【目的】乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,参与植物根系形成、下胚轴伸长、果实成熟、器官衰老等生长发育过程,在调节植物生物和非生物胁迫反应及果实品质过程中发挥着至关重要的作用。克隆苹果乙烯响应因子MdERF72,通过表达分析和转基因功能分析,研究其在抵御非生物胁迫过程中的功能,为探索MdERF72在植物生长发育过程中的功能提供理论依据。【方法】以‘王林’苹果(Malus×domestica Borkh.)愈伤组织为试材,利用RT-PCR技术克隆MdERF72,利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,并利用MEGA5.0构建系统进化树,与拟南芥ERF-B2亚家族进行蛋白序列同源性分析;利用实时荧光定量PCR技术探明其在苹果组织中的表达和果实发育时期的时空表达特征;同时利用实时荧光定量PCR技术检测‘嘎拉’苹果组培苗中MdERF72对ACC、NaCl以及低温的响应;构建基因的过表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化获得稳定遗传的过表达苹果愈伤组织;检测NaCl以及低温处理后,野生型和转基因苹果愈伤组织的鲜重、丙二醛含量、电导率、过氧化氢含量以及超氧阴离子含量的差异。【结果】MdERF72位于苹果第13号染色体上,该基因存在1个ERF家族特有的AP2/ERF结构域。进化树分析结果显示,MdERF72与拟南芥AtERF72序列同源性较高,都属于ERFs家族的B2亚家族。氨基酸理化性质分析表明,MdERF72编码253个氨基酸,预测其蛋白质分子量为27.61 kD,等电点(pI)为5.10。另外,亲疏水预测结果显示MdERF72疏水部分大于亲水部分,表明其属于疏水性蛋白。磷酸化位点分析显示,MdERF72只有苏氨酸磷酸化位点,表明该蛋白可能受到磷酸化作用的调控。MdERF72启动子序列中含有与茉莉酸(JA)、生长素及干旱信号相关的顺式作用元件。MdERF72是乙烯正调控转录因子,在苹果的各组织中均有表达,在果实和茎中表达量相对较高;并且在果实中随着果实的成熟,表达量逐渐升高。苹果组培苗中MdERF72的表达明显受到高盐和低温的诱导。过量表达MdERF72的苹果愈伤组织在高盐和低温胁迫处理下,生长势明显比野生型对照强,电导率,丙二醛、过氧化氢、超氧阴离子的含量都低于野生型,表明MdERF72提高了对盐和低温胁迫的抗性。【结论】MdERF72在响应高盐、低温胁迫过程中发挥着重要的正调控作用,过表达MdERF72可以提高苹果愈伤组织对高盐和低温胁迫的抗性。

生姜种质遗传多样性和亲缘关系的SRAP分析

【目的】生姜为无性繁殖作物,千百年来,在经历气候变迁、自然选择和人工选择过程中,其生物学性状呈现出多方面变异,造就了许多地方品种。因此,研究生姜种质资源的遗传多样性及亲缘关系,对生姜资源进行科学分类,为生姜种质的收集、保护和创新利用提供理论依据。【方法】采用CTAB法提取生姜幼叶基因组DNA,利用SRAP(相关序列扩增多态性,sequence-related amplified polymorphism)分子标记技术,对来源于世界不同地区的51份生姜种质的基因组DNA进行多态性扩增,PCR产物采用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,采用银染法显色。根据电泳结果得到"0,1"矩阵,利用POPGENE version1.32软件计算每对引物的多态性位点数、多态性位点百分率,以及有效等位基因数Ne、Nei’s遗传相似系数(GS)、遗传距离(GD)、Nei’s遗传多样性指数、Shannon信息指数等指标,并采用NTSYS version2.10e软件进行种质间的UPGMA(非加权组平均法,unweighted pair-group method)聚类分析和基于Nei’s遗传距离的组群间的聚类分析,对生姜资源进行分类;同时,根据不同生态区之间生姜种质资源的遗传多样性和亲缘关系,结合植物起源中心相关特性及历史记载,探讨生姜的起源与传播。【结果】筛选出的15对引物共扩增出305条带,其中188条为多态性条带,多态性比率为61.68%,平均每对引物扩增出20.33个位点和12.53个多态性位点,说明生姜的遗传变异较为广泛。51份生姜种质的Nei’s遗传多样性指数、Shannon信息指数平均值分别为0.3689、0.5510,据此可将生姜种质分为3个大类、9个亚类,分析比较发现,每一类的生姜多来源于相同或相近区域。进一步研究表明,7个不同地理来源群体的Shannon信息指数范围是0.2901—0.4807,在遗传相似系数为0.9时,可将7个群体分为4类,华北群体、非洲群体各为一类,东南亚群体与日韩群体为一类,东南沿海群体、西南高原群体、华中群体为一类。【结论】品种间基于Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的分析表明,生姜虽为无性繁殖作物,但其遗传多样性较为丰富;根据遗传相似系数的UPGMA聚类分析结果,生姜种质资源的遗传多样性受地理来源影响较大;群体间遗传多样性分析表明,中国国内群体的遗传多样性高于国外群体,尤其华北群体与其他群体的遗传距离较远,且其栽培历史悠久,可以判定中国华北地区是生姜的次生起源地;而鉴于非洲群体的遗传多样性指数较高,与其他群体的遗传距离较远,且空间分布距中心位置较近,又有野生种存在,据此推断非洲可能是除东南亚之外的另一生姜原生起源地。

生姜农艺性状与产量形成关系的多重分析

【目的】研究分析生姜植株农艺性状变异特征,确定构成生姜产量的主要因子,为生姜种质评价与创新提供理论依据。【方法】通过对生姜农艺性状进行相关分析、通径分析、主成分分析及多元线性回归分析,结合生姜生长发育特点,运用统筹分析,明确生姜产量形成的主要决定因子。【结果】生姜主要农艺性状变异系数达11.4%—51.3%,且植株茎粗(0.7934)、茎鲜重(0.7302)、株高(0.6024)、叶鲜重(0.5847)和根鲜重(0.5039)均与产量呈极显著正相关,根茎干物质含量(-0.6155)、分枝数(-0.3680)与产量呈(极)显著负相关;株高、茎粗、根鲜重、茎鲜重、根茎干物质含量是高产型品种形态决定因子,而分枝数、叶片数、姜球数则为低产型品种形态决定因子;多元线性回归分析入选的4个因子对生姜产量模型的决定系数达0.8194。【结论】生姜单株产量的主要决定因子依次为根茎干物质含量(-0.3984)、叶鲜重(0.2866)、茎粗(0.2711)及茎鲜重(0.2624),高产型生姜品种的主要特征为茎秆粗壮、分枝较少、叶片较厚、同化系统发达、根茎干物质含量较低。

水分胁迫对不同抗旱性砧木嫁接番茄生长发育及水气交换参数的影响

【目的】干旱是威胁农业生产的主要气象因素,合理利用作物抗旱种质资源是生物节水的重要内容。通过研究水分胁迫对不同抗旱性砧木嫁接番茄生长发育及水气交换参数的影响,探讨番茄采用抗旱性砧木进行嫁接栽培实现生物节水的可行性。【方法】试验采用裂区设计,主区为番茄嫁接苗处理,分别为接穗‘金棚1号’自根苗(J)、抗旱性强的砧木‘606’嫁接苗(J/T)和水分敏感的砧木‘112’嫁接苗J/S),副区为土壤水分处理,土壤相对含水量分别为80%、60%和40%。番茄采用盆栽称重法控制土壤水分,于植株盛果期测定展开功能叶片的色素、水势及水气交换参数,并计算瞬时水分利用效率,同时分析不同处理的番茄产量及果实品质。【结果】嫁接番茄的产量显著高于自根番茄,尤以抗旱性较强的J/T嫁接苗为高,抗旱性较弱的J/S嫁接苗次之,二者单株产量分别比J自根苗高17.50%、11.00%;果实纵经、横经、硬度、Vc和番茄红素含量也均以J/T显著高于J和J/S。抗旱性不同的J/T、J/S嫁接番茄叶片色素含量、光合速率、叶片水势、蒸腾速率和水分利用效率均显著高于J,13﹕00时,嫁接苗J/T、J/S的水分利用效率分别比自根苗J高15.16%和7.52%,J/T显著高于J/S。不同土壤含水量下番茄产量存在显著差异,表现为80%>60%>40%,而果实品质指标如可溶性固形物、可溶性蛋白、维生素C和番茄红素等品质指标则相反;随干旱胁迫程度的增加,嫁接番茄的增产效果愈加明显,且以J/T表现优于J/S,二者在土壤相对含水量80%条件下,分别较自根苗J增产7.47%和4.71%,而在40%条件下增产率分别达38.04%和22.35%;番茄叶片色素含量、光合速率、叶片水势及蒸腾速率均随水分胁迫加剧而显著降低;水分利用效率则以土壤含水量60%的处理较高,40%和80%较低。【结论】采用抗旱性较强的番茄砧木‘606’进行嫁接栽培,其果实产量较高,品质较好,叶片光合速率及叶片水分利用效率等均较高,特别在水分胁迫条件下表现尤为突出,说明采用抗旱性较强的砧木进行番茄嫁接栽培,可以在一定程度上实现生物节水的目标。

钙对大蒜生理特性及主要矿质元素吸收的影响

【目的】研究不同钙水平对大蒜生理特性及N、P、K、Ca、Mg吸收的影响,为大蒜合理施肥和提高钙肥利用率提供参考。【方法】设定6个钙浓度,在设施拱棚内对大蒜进行水培试验。【结果】钙浓度在0—3.0 mmol·L-1内,大蒜的生长量(株高、假茎粗、假茎鲜质量及叶片鲜质量)、色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及气孔导度(Gs)均随钙浓度的升高而增大,当钙浓度在3.0—5.0 mmol·L-1时,这些指标随钙浓度的升高而减小;另外,大蒜叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)活性以及大蒜的根系活力均随钙浓度的升高呈现先增强后减弱的趋势,在3.0 mmol·L-1钙浓度下达到最强,而叶片中丙二醛(MDA)含量的变化趋势与之相反;同时,大蒜蒜薹和鳞茎的鲜质量及N、P、K、Mg的吸收量也在3.0 mmol·L-1钙浓度下最大,而Ca的吸收量与钙浓度呈显著正相关。【结论】水培条件下,对大蒜生长发育最有利的钙浓度为3.0 mmol·L-1。

外源亚精胺对高温胁迫下生姜叶片内源激素及叶绿体超微结构的影响

【目的】生姜具喜温怕热的特性,生产中极易遭受高温伤害。本文旨在通过研究高温胁迫条件下外源亚精胺(Spd)与内源激素的关系,以及对叶绿体的保护作用,探讨外源Spd缓解生姜高温胁迫的生理机制。【方法】以砂培莱芜大姜为试材,置光周期12 h/12 h、昼夜温度28℃/18℃和38℃/28℃的光照培养箱内,分别采用0.5 mmol·L-1Spd处理生姜根系,在处理后0、5、10、15和20 d时测定功能叶片的相对含水量、叶绿素含量、MDA含量、电解质渗透率、叶绿素荧光参数、活性氧(ROS)和内源激素代谢等相关指标,并于处理后第20天观察叶绿体及类囊体超微结构。【结果】高温胁迫导致生姜叶片叶绿体和类囊体严重受损,叶绿素含量降低;随着高温胁迫时间的延长,叶片Fv/Fm、ФPSII、Fv′/Fm′、qP和P持续降低,NPQ、β/α-1和D显著升高;主要表现为PSII反应中心的光化学活性降低,致使光能过剩,诱发和H2O2大量积累,导致叶片MDA含量和电解质渗透率升高。高温胁迫下SOD活性、ABA含量和脯氨酸含量先升后降;APX活性、CTK含量和KT含量持续下降。外源添加Spd可恢复叶片相对含水量和叶绿素含量,降低MDA含量和电解质渗透率,维持叶绿体和类囊体结构的完整性,促使叶绿素荧光参数趋于正常水平,提高高温胁迫下抗氧化酶活性及内源激素水平,进而降低ROS水平,缓解高温对生姜幼苗产生的伤害。【结论】38℃/28℃的高温胁迫导致生姜叶片受损,叶绿体和PSII功能紊乱,活性氧和内源激素水平异常;外源添加0.5 mmol·L-1Spd可降低高温胁迫下生姜叶片损伤程度,维护叶绿体的正常生理功能,维持内源激素的正常代谢,进而提高生姜植株的耐热性。

高温胁迫下外源一氧化氮对生姜叶片多胺代谢及PSII的调控作用

【目的】生姜具喜温怕热的特性,生产中极易遭受高温伤害。文章旨在通过研究高温胁迫条件下外源NO与多胺代谢的关系,以及对PSII的调控作用,探讨外源NO缓解生姜高温胁迫的生理机制。【方法】以砂培‘莱芜大姜’为试材,置光周期12 h/12 h、昼夜温度28℃/18℃和38℃/28℃的光照培养箱内,分别用0.1 mmol·L-1硝普钠(SNP,NO供体)和铁氰化钠(SF,SNP释放NO后的产物)处理植株根系,分别于处理后0、5、10、15和20 d测定功能叶片的相对含水量、叶绿素含量、电解质渗透率、叶绿素荧光参数及多胺代谢途径相关指标。【结果】高温胁迫导致生姜叶片电解质渗透率增加,相对含水量及叶绿素含量降低;随着高温胁迫时间的延长,叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSII)、天线转化效率(Fv′/Fm′)、光化学猝灭系数(qP)和P持续降低,非光化学猝灭(NPQ)、β/α-1和D显著升高;主要表现为PSII反应中心的光化学活性降低,即能量代谢途径由光化学反应转为非光化学反应。高温胁迫下游离态、结合态多胺含量先升后降,束缚态多胺持续上升,腐胺/多胺(Put/PAs)比值显著升高。外源添加NO可恢复叶片相对含水量和叶绿素含量,降低电解质渗透率,促使叶绿素荧光参数趋于正常水平,提高高温胁迫下多胺代谢水平,恢复Put/PAs比值。【结论】38℃/28℃的高温胁迫导致生姜叶片受损,PSII功能紊乱,多胺代谢异常;外源添加0.1 mmol·L-1 SNP可降低高温胁迫下生姜叶片损伤程度,维护PSII的正常生理功能,维持多胺的正常代谢,进而提高生姜植株的耐热性。

利用CDDP标记的菏泽牡丹品种资源的遗传多样性

【目的】在品种群水平和花色群体水平上分析菏泽牡丹资源的遗传多样性和遗传分化,为该资源的保护和利用提供理论依据与技术支持。【方法】利用CDDP分子标记技术,对白、粉、黑、红、黄、蓝、绿、紫红、紫和复色系等10个花色群体构成的299份菏泽牡丹品种资源的基因组DNA进行扩增分析。【结果】用18条CDDP引物对10个花色群体共299份样品进行扩增,共检测到385条扩增带,其中多态性条带368条,特异条带23条,分别占总条带的95.58%和5.97%。在品种群水平上,Nei’s基因多样性指数、有效等位基因数和Shannon信息指数分别为0.1648、1.2569和0.2695;在花色群体水平上,上述指标依次为0.1451、1.2313和0.2306。综合分析各项指标得出,红色系和紫色系具有较高的遗传多样性,复色系和绿色系牡丹的遗传多样性较低。花色群体间的遗传距离较近,平均为0.0271;遗传一致度较高,平均为0.9735;遗传分化系数为0.1252,表明只有12.52%的遗传分化存在于群体间;群体间还具有较大基因流值(3.4939)。遗传多样性分析和UPGMA聚类结果在分子水平上验证了牡丹品种资源的花色演化趋势:以粉色系和红色系为中心,渐渐演化出紫红、紫、蓝和白色系,再进化为黄色系和黑色系,绿色系和复色系属于退化的色系。【结论】CDDP技术可有效揭示牡丹种质资源的遗传多样性。在品种群水平上,菏泽牡丹品种资源遗传多样性高于花色群体水平。花色群体间存在一定程度的遗传分化。聚类结果揭示了牡丹花色的演化趋势。

新型功能棚膜对日光温室环境及番茄生长发育的影响

本文以番茄品种‘金棚荣耀’为试材,研究了加入转光剂后涂覆型和内添加型消雾无滴膜的透光性、保温性及对番茄植株生长、果实品质和产量的影响。结果表明:与内添加型消雾无滴膜相比,涂覆型消雾无滴膜的透光性及保温性均有所提高,明显促进番茄植株生长,有利于提高番茄每667 m2产量。转光剂种类不同,对果实成熟期和品质具有较大影响。新研发的34号涂覆转光膜可明显促进番茄生长,每667 m2产量显著高于对照,且番茄红素含量和糖酸比显著提高。总体来看,加入转光剂后涂覆型消雾无滴膜更有利于提高番茄果实的综合品质。

硒硫配施对大蒜光合特性、产量及品质的影响

以金蒜3号为试材，研究叶面喷施不同浓度亚硒酸钠和硫酸钠对大蒜光合特性、产量及品质的影响。结果表明，喷施硫浓度200 mg/L、硒浓度20-30 mg/L的溶液，能显著提高大蒜叶片中光合色素的含量、提高光合参数值、改善光合性能；同时，对大蒜鳞茎和蒜薹积累营养物质、提高品质的效果最佳。喷施硫浓度100 mg/L、硒浓度20 mg/L的溶液，大蒜鳞茎和蒜薹的产量及外观品质达到最大值，单蒜头鲜质量、蒜头横径、单蒜薹鲜质量及蒜薹长度比对照分别提高37．3％、30．3％、47．0％和45．7％。

苹果异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1的克隆及功能鉴定

【目的】异三聚体G蛋白(Heterotrimeric G protein)作为植物生物体内重要的信号转导分子,在感受外界环境刺激、参与植物抗逆反应和跨膜信号转导等方面发挥着重要作用。克隆异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1,并在烟草中过量表达MdGPA1,对其进行生物学功能鉴定和生理指标分析,为多年生木本植物响应环境因子信号转导过程中的分子机理研究提供参考。【方法】本研究以‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为研究试材,利用同源序列比对和PCR技术,克隆获得MdGPA1。使用MEGA5.0构建GPA1物种间系统进化树;利用qRT-PCR方法检测该基因在苹果受非生物胁迫诱导表达及组织特异性表达情况。构建MdGPA1植物过表达载体,通过农杆菌介导法转化烟草叶片,比较干旱胁迫条件下野生型和转基因株系的表型与生理指标,验证MdGPA1在植物干旱胁迫条件下的生物学功能。【结果】克隆得到苹果异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1(基因序列号:MDP0000881842),该基因长为1 173 bp,编码390个氨基酸。进化树分析表明MdGPA1与白梨Pb GPA1亲缘关系最近,同源性最高。基因表达分析显示MdGPA1主要在叶片中表达,在根系中的表达量次之,在茎和果实中的表达量较低。定量分析表明,该基因参与干旱、低温和盐等非生物逆境胁迫响应,在150 mmol·L^(-1)Na Cl、150 mmol·L^(-1)甘露醇、10%PEG和4℃胁迫条件下表达量明显下调,在5%H_2O_2胁迫处理下表达量明显上调。在烟草中过量表达MdGPA1,发现MdGPA1转基因烟草表现出对干旱敏感的表型特征,其叶片鲜重、叶绿素含量以及脯氨酸含量明显低于野生型烟草。在地下部,MdGPA1转基因烟草同样表现出对干旱敏感的表型特征;其根系形态相比于野生型较小,干重也明显低于野生型。【结论】MdGPA1参与了植物感受外界环境刺激的过程,对干旱、低温和盐等非生物逆境胁迫都存在着不同程度的响应。在烟草中异源表达MdGPA1后,提高了烟草对干旱的敏感性,转基因烟草表现出不耐干旱的表型,受干旱胁迫比野生型烟草更为严重,说明MdGPA1在响应植物抗旱胁迫中起着负调控作用。

根系局部NaCl处理对葡萄植株伤害度、Na^+积累和碳氮分配的影响

【目的】盐胁迫严重影响果树作物产量及品质。自然条件下,土壤中盐分浓度不均一,同一植株根系不同部位所处的盐环境不同。本文旨在测定根系局部盐处理对葡萄植株的伤害程度,并从Na^+积累特性和碳氮分配角度揭示非处理侧根系缓解盐伤害的机理。【方法】利用分根栽培控制根系盐环境,根系两侧NaCl浓度(mmol·L^(-1))设置为0/0、0/50、50/50、0/100、100/100 5种处理。通过测定叶绿素、丙二醛(MDA)和叶绿素荧光参数来反应植株伤害程度;通过测定Na^+含量、离子流和根域介质电导率来检测Na^+体内运转特性;通过测定氮肥利用率和碳氮分配率分析不同盐处理下各组织碳、氮水平。【结果】处理15 d和30 d时,双侧均匀盐处理显著降低叶绿素含量,提高叶片和根系MDA水平;同浓度单侧盐处理能有效缓解叶绿素下降和MDA积累。Fv/Fm、ETR等叶绿素荧光参数测定表明了相似的结果。以上结果表明,单侧盐处理下,非处理侧根系能有效减轻盐对葡萄植株的伤害。处理15 d时,各种方式的NaCl处理均不同程度增加了根系和叶片Na^+含量;尤其是在单侧盐处理下,非处理侧根系Na^+含量显著增加;与同浓度双侧均匀盐处理相比,单侧盐处理显著降低了叶片Na^+水平,100 mmol·L^(-1)单侧盐处理显著降低了处理侧根系Na^+浓度。非盐处理对照根系Na^+流为内运;处理24 h时,双侧盐处理的根系外排Na^+,100 mmol·L^(-1)单侧盐处理下非处理侧根系Na^+流转变为外运。此外,单侧盐处理下,非处理侧根系周围栽培介质电导率较对照显著提高。以上结果表明,处理侧根系吸收的Na^+能从非处理侧根系排出体外,避免处理侧根系和叶片Na^+大量积累。根系双侧NaCl处理显著降低了氮肥利用率,且与处理浓度有关;单侧盐处理能减缓氮肥利用率的下降,并且0/100 mmol·L^(-1)处理下,非处理侧根系氮肥利用率较对照显著提高。双侧盐处理尤其是100 mmol·L^(-1)重度盐胁迫不利于氮向叶片和根中分配,而促进了氮向多年生蔓中分配,利于氮的储存。而单侧盐处理降低了多年生蔓中氮的储藏,同时缓解了叶片和根系中氮分配率的下降。双侧盐处理降低了叶片和根中碳分配率,单侧盐处理能缓解叶片碳分配率的下降,提高盐处理下根系碳分配率。50和100 mmol·L^(-1)盐处理对一年生蔓和多年生蔓碳的分配率具有不同的影响,50 mmol·L^(-1)单、双侧盐处理提高了多年生蔓的碳分配率,而100 mmol·L^(-1)单、双侧处理降低了多年生蔓的碳分配率。【结论】与均匀盐处理相比,同浓度单侧盐处理对葡萄植株的伤害程度较轻。盐处理侧根系吸收的Na^+可运输到非处理侧根系,进而排出体外,降低叶片Na^+积累水平。非处理侧根系能缓解盐胁迫导致的叶片和根系碳、氮分配率的下降。

苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10的克隆及功能鉴定

【目的】克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因Md PAP10,研究其组织表达模式和低磷响应,并进一步研究Md PAP10在低磷条件下的功能,为深入研究Md PAP10在果树中参与紫色酸性磷酸酶分泌和影响磷吸收的分子机理奠定基础。【方法】本研究以‘嘎啦’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为试材,利用同源序列比对和PCR技术,克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因Md PAP10。通过NCBI分析Md PAP10的蛋白质结构并获得白梨、桃和草莓等10个物种的PAP10氨基酸序列,利用MEGA5.0构建系统进化树。利用q RT-PCR检测Md PAP10在苹果不同组织的表达情况和对低磷胁迫的响应特性。将Md PAP10连接到植物过表达载体p BI121,转化LBA4404农杆菌,用于侵染苹果愈伤组织。通过在抗性培养基上筛选和PCR鉴定,获得Md PAP10转基因愈伤组织。在低磷培养基上培养Md PAP10转基因愈伤组织检测其酸性磷酸酶积累情况以及对低磷胁迫的耐受性和磷含量。最后利用q RT-PCR检测Md PAP10转基因愈伤组织中磷相关基因的表达量。【结果】克隆获得苹果紫色酸性磷酸酶基因Md PAP10(基因序列号:MDP0000272096),开放阅读框为1 332 bp,编码含有443个氨基酸的蛋白。蛋白质结构分析显示,Md PAP10包含一个信号肽和一个磷酸酶结构域。基因结构分析显示,Md PAP10含有5个外显子和4个内含子。进化树分析显示,苹果Md PAP10与白梨Pb PAP10同源性最高,亲缘关系最近。表达分析显示,Md PAP10在根、茎、叶、花、果中均有表达,并且在根中的表达量最高。Md PAP10对低磷条件有明显响应,在根中表达量逐渐升高,在6 h达到最大后逐渐下降;在叶中的表达量始终低于对照组。Md PAP10转基因愈伤组织在低磷条件下能够明显促进酸性磷酸酶的分泌。在低磷条件下培养转基因愈伤组织20 d发现过表达Md PAP10提高了愈伤组织对低磷胁迫的耐受性,并且提高了对磷的吸收。q RT-PCR结果显示,过表达Md PAP10能够明显促进苹果磷相关基因的表达。【结论】Md PAP10能够对低磷胁迫有明显响应,在低磷条件下能够促进磷吸收和酸性磷酸酶的分泌。Md PAP10在响应低磷胁迫过程中发挥着重要的正调控作用。

牛粪蚯蚓堆肥对芫荽生长和品质的影响

采用盆栽试验研究了牛粪蚯蚓堆肥对芫荽生长、营养品质和抗氧化能力的影响。结果表明,在土壤中添加蚯蚓堆肥可以显著促进芫荽的生长。随着蚯蚓堆肥比例的增加,芫荽中叶绿素a、b和类胡萝卜素、抗氧化物质类黄酮、总酚和维生素C以及游离氨基酸含量均显著提高;同时表征抗氧化能力的二苯代苦味酰基自由基(DPPH.)和羟基自由基(.OH)的清除能力均有不同程度的提高。与对照相比,75%蚯蚓堆肥处理的芫荽各项指标提高最为显著,完全用蚯蚓堆肥栽培的芫荽各项指标比75%蚯蚓堆肥有所下降,但仍然比对照高。表明在一定范围内提高蚯蚓粪的比例对提高芫荽的产量和改善品质具有重要的作用。

不同营养液配方对青蒜苗生长及生理特性的影响

以Hoagland和Arnon营养液配方为基础,设置标准液(处理A)、1/2A液(处理B)、改良液(处理C)3种营养液配方,对"金乡紫皮蒜"进行水培,以去离子水培养为对照,研究不同营养液配方对青蒜苗生长、光合特性、色素含量、酶活性的影响。结果表明:"金乡紫皮蒜"青蒜苗在3种营养液中均能正常生长,其中,处理A和处理C的青蒜苗株高、假茎粗、叶片鲜重、假茎鲜重均优于处理B;处理C的青蒜苗长势最好,其光合性能、叶绿素含量、酶活性均最高。因此,处理C为最适宜青蒜苗生长的营养液配方。

不同因素对大蒜未受精子房愈伤组织诱导的影响

以大蒜未受精子房为试材,研究基因型、子房发育时期、低温预处理、短期热激处理对大蒜未受精子房愈伤组织诱导的影响。结果表明,在B5+2 mg/L 6-BA+1 mg/L NAA培养基上培养的6个大蒜品种中,糙蒜品种子房愈伤组织的诱导率最高;开花当天为最佳诱导时期;低温4℃处理4 d诱导效果最佳;35℃热激处理48 h可显著提高愈伤组织诱导率,但热激处理易使材料发生褐化,褐化率均在60%以上。

甜椒专用棚膜对日光温室环境和红色彩椒生长发育的影响

以红色彩椒品种‘凯特琳’为试验材料,研究了加入转光剂和红色母粒涂覆型消雾无滴EVA棚膜的透光性、保温性及对红色彩椒植株生长、果实品质和产量的影响。结果表明,与消雾无滴EVA棚膜相比,专用膜的保温性有所提高,明显促进红色彩椒植株生长,有利于提高彩椒产量。且专用膜覆盖下红色彩椒果实转色早且均匀,果实VC含量、糖酸比、花青素含量明显提高。总体来看,甜椒专用膜更有利于提高红色彩椒果实的综合品质。

不同LED光源对辣椒光合特性的影响

以枣庄薄皮辣椒为试验材料,采用不同LED光源照射植株,研究不同光质、光强对辣椒光合参数的影响。结果表明:直角双曲线修正模型较适宜于辣椒叶片光响应曲线拟合。在不同LED光源照射下辣椒叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)均随着光合有效辐射的增加而增加,细胞间隙CO_2浓度(Ci)随光合有效辐射的增加而降低。白光、宝蓝光和红光630 nm处理的辣椒叶片净光合速率高于其它光质处理。白光处理的辣椒叶片CO_2吸收速率和利用率较高。红光处理的辣椒叶片气孔导度大于其它光质处理。红光630 nm和白光处理的辣椒叶片蒸腾速率高于其它光质处理。综合可得,辣椒在红光630 nm和白光LED光源下光合能力较强。

橙色果肉甜瓜β-胡萝卜素积累的分子机理

采用HPLC分别测定了橙色果肉甜瓜Homoka和对照白色果肉甜瓜M01-3六个发育时期的β-胡萝卜素及叶黄素含量,并对相关基因作了生物信息学及表达分析。结果表明:随果实发育,橙色甜瓜β-胡萝卜素含量显著升高,在接近成熟时达到积累高峰,成熟时又有所降低;两种甜瓜果实中β-胡萝卜素合成相关基因PSY2、PDS、ZDS、LCY-b的表达量均升高,但橙色甜瓜中PDS和LCY-b表达量高于白色甜瓜;β-胡萝卜素的裂解酶基因CCD1在橙色甜瓜中表达下调,而在白色甜瓜中上调。与白色果肉甜瓜M01-3相比,PDS、LCY-b的高表达和CCD1表达的下调可能决定了橙色甜瓜果实中β-胡萝卜素的高积累量。

不同光质LED光源对草莓光合特性、产量及品质的影响

以‘妙香7号’草莓品种为材料,利用LED精量调制光源,设红光、蓝光、黄光、白光、红/蓝/黄(7/2/1)、红/蓝(7/2)5个处理,以白光为对照,测定了草莓叶片的光合与荧光参数、色素含量、果实产量、品质和根系活力指标,研究500μmol·m-2·s-1光强下不同光质处理对草莓光合特性、果实产量及品质的影响.结果表明:红光处理有利于提高草莓叶片的净光合速率与蒸腾速率,而蓝光有减弱作用;气孔导度与胞间CO2浓度均以蓝光处理效果最为显著.叶绿素荧光参数(Fo、Fm、ΦPSⅡ)均在红光处理下最大,而Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo均在红/蓝/黄处理下最大;红/蓝/黄处理下草莓色素含量、果实产量和根系活力均显著高于其他处理.红光处理的可溶性固形物和维生素C含量均最高,且与红/蓝/黄处理差异不显著;蓝光处理有利于提高可滴定酸和蛋白质含量,而红/蓝/黄处理的固酸比最大.红/蓝/黄处理最有利于增加光合色素含量,提高果实产量,促进部分品质改善.