干旱胁迫下3种籽粒苋幼苗的抗旱性评价

[目的]研究不同干旱胁迫强度对籽粒苋幼苗生长及生理特性的影响,比较不同品种籽粒苋幼苗的抗旱性。[方法]选取3个品种籽粒苋(千穗谷、美国籽粒苋、籽粒苋N053)为试验材料,采用室内盆栽和人工控水试验,以土壤最大含水量的80%为对照组(CK),设置轻度、中度、重度3个干旱胁迫处理强度,土壤含水量分别为最大含水量的60%、40%、20%;测定并比较不同品种籽粒苋幼苗在不同干旱胁迫强度下的生长指标和生理指标;通过主成分分析筛选评价指标,利用隶属函数综合评价法对3个品种籽粒苋幼苗的抗旱性进行评价。[结果]3个品种籽粒苋幼苗的生长指标(株高、叶片数、茎宽)均随干旱胁迫强度的增加呈逐渐下降趋势;在中度和重度干旱胁迫下,3个品种籽粒苋幼苗的株高、叶片数、茎宽均显著(P<0.05)低于CK和轻度干旱。在受到不同强度的干旱胁迫处理后,3个品种籽粒苋幼苗普遍表现出SPAD值降低、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量升高、脯氨酸(proline,PRO)含量升高、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量先升高后降低的变化特点,而可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量变化不明显。随干旱胁迫强度的增加,美国籽粒苋幼苗叶片的相对电导率(relative conductivity,RC)逐渐下降,千穗谷幼苗叶片的RC逐渐上升,籽粒苋N053的RC呈先升高后降低的变化趋势。3个品种籽粒苋幼苗的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活力总体呈先升高后降低的趋势;在重度干旱胁迫下,美国籽粒苋幼苗的SOD和POD活力显著(P<0.05)高于千穗谷和籽粒苋N053,CAT活力也高于千穗谷和籽粒苋N053。主成分分析显示,前4个主成分的贡献率分别为35.456%、20.030%、12.507%、8.371%,累计贡献率为76.364%;前4个主成分中特征向量绝对值较大的指标包括株高、叶片数、茎宽、MDA含量、CAT活力、POD活力、SOD活力、SS含量,以这些指标作为抗旱性综合评价的指标来源。隶属函数综合评价显示,美国籽粒苋、千穗谷、籽粒苋N053幼苗抗旱性指标的平均隶属函数值分别为0.72、0.53、0.29。[结论]通过对籽粒苋幼苗生长指标和生理指标进行主成分分析和隶属函数综合评价,3个品种籽粒苋幼苗的抗旱性由强到弱依次为美国籽粒苋>千穗谷>籽粒苋N053。

干旱区绿洲农田耕作层土壤有机碳空间变异特征分析

在新疆干旱区绿洲农田区的玛纳斯县选取了180个土壤调查点，测定了耕作层（0~30 cm）有机碳含量，并运用地理信息系统技术和地统计学方法绘制了主要农田区土壤有机碳的空间分布图.结果表明，指数模型可以较好的拟合研究区耕作层土壤有机碳的空间结构，其决定系数达到了显著水平（P ＜0．05）；有机碳主要分布在研究区的西北部和中部区域，东部区域含量相对较低，主要受灌溉及土壤质地等因素的影响，粘质土壤与有机碳含量的相关性达到极显著水平（P ＜0．01）.

玛纳斯河流域表层土壤盐分空间变异特征研究

玛纳斯河流域作为新疆开垦面积最大的人工绿洲，是自治区重要的粮、棉糖生产基地。该流域受区域母质、气候、地形、水文等因素影响，分布着不同类型的盐渍土，加之不完善的农业基础设施以及传统的灌溉方式使各灌区地下水位日益升高，

梭梭枝条生根抑制物研究

以梭梭嫩枝和硬枝为试验材料,采用蒸馏水和甲醇浸提,并将其浸提液置于发芽纸上进行生物活性测定,研究梭梭生根抑制物的活性效应。结果表明,梭梭嫩枝蒸馏水浸提时间越长抑制作用越明显。浸提48h时活力指数最低,抑制物的活性最大。根长对浸提液及浸提时间较敏感。1a生嫩枝下部浸提液中生根抑制物活性较中上部弱,木质部中生根抑制物活性较韧皮部弱。3a生硬枝浸提液中抑制物活性较1a生和2a生弱。乙醚相中抑制物活性最高,其余依次为乙酸乙酯相、石油醚相、甲醇相、水相。

玛纳斯河流域农田土壤水分空间变异性研究

[目的]了解玛纳斯河流域土壤水分的空间分布规律,为玛纳斯河流域灌溉水的高效利用、土壤盐渍化的改良提供更为精确的理论参考和科学依据.[方法]以玛纳斯河流域内的玛纳斯灌区和莫索湾灌区为例,在灌区农田内,利用GPS技术定点、采集土壤样品;利用室内分析技术测定出其土壤水分含量;并应用地统计学和传统统计学的方法对土壤水分空间分布特征进行分析.[结果]玛纳斯河流域农田O～20与20 ～40cm深度土壤含水量的最小值、最大值的变化趋势是随着深度的增加而增加,均属于强空间相关性,且0～20cm深度的结构性好于20～40 cm.0～20 cm深度土壤水分空间变异较大,而20～40 cm深度土壤水分空间变异不大.[结论]玛纳斯河流域农田0～20 cm与20～40 cm层土壤含水量属于中等变异程度,且0～20 cm深度土壤水分空间变异程度大于20～40 cm深度.

阿克苏两种红富士苹果土壤肥力、生长与品质调查研究

以新疆阿克苏红旗坡农场10年生的冰糖心红富士‘长富2号’和无冰糖心红富士‘秋富1号’苹果园为研究对象,采用田间监测与室内分析相结合的方法,研究了不同生长时期冰糖心与无冰糖心红富士苹果果园土壤肥力、果树生长及果实品质等方面的特征。结果表明,由开花期至成熟期,冰糖心红富士苹果园土壤有机质和速效钾含量呈升高趋势、碱解氮含量呈先降后升趋势,而无冰糖心红富士苹果园则相反,两果园土壤有效磷含量均呈先降后升趋势;两果园红富士苹果树的树高、冠幅、胸径、梢长和梢粗均呈增加趋势,冰糖心红富士苹果树的树高、冠幅、胸径和梢长均高于无冰糖心红富士苹果树;成熟期冰糖心红富士苹果的单果质量(213.67g)及果实中的还原糖(9.04%)、可溶性糖(15.81%)和维生素C(55.63mg·kg^-1)含量分别是无冰糖心红富士苹果的1.10,1.11,1.24和1.20倍,差异均达显著水平(P<0.05)。

梭梭NAC转录因子HaNAC38功能及特性分析

从梭梭干旱转录组中获得与干旱相关的NAC转录因子基因HaNAC38,为了研究其功能,以过表达HaNAC38基因拟南芥纯合株系作为对象,比较转基因株系与野生型间的差异,并利用酵母单杂交技术对HaNAC38转录因子可能结合的DNA核心序列进行验证。结果表明,在自然干旱和模拟盐胁迫条件下,过表达HaNAC38基因拟南芥株系生长状况显著优于野生型拟南芥。过表达HaNAC38基因拟南芥株系的种子发芽率、幼苗叶片脯氨酸含量及过氧化氢酶活性均显著高于野生型拟南芥株系,丙二醛含量和过氧化氢含量显著低于野生型拟南芥。由此表明HaNAC38显著增强了拟南芥对于干旱和盐胁迫的耐受能力。酵母单杂交试验结果表明,HaNAC38转录因子可以在酵母体内特异性结合TTGCGT核心序列,并激活下游报告基因的表达。以上结果为明确梭梭HaNAC38转录因子的功能及其调控网络奠定了基础。

生长素处理对梭梭枝条不同部位生理生化指标的影响

以梭梭枝条为试材,采用生长素浸泡处理,结果表明,GGR-6处理不同部位的可溶性糖含量明显较ABT-1处理的高,上部、中部、下部分别较对照提高18.70%,15.20%,32.30%;ABT-1处理的上部、中部、下部的淀粉含量分别较对照提高185.27%,178.17%,213.35%,分别较GGR-6处理的提高125.38%,234.65%,118.43%;ABT-1与GGR-6处理的梭梭枝条上部可溶性蛋白含量分别较对照提高8.45%,7.26%;ABT-1处理上部、中部、下部的C/N值较对照分别提高134.54%,158.21%,186.83%,GGR-6处理下部的C/N值较对照提高50.57%;ABT-1与GGR-6处理的下部枝条多酚含量较对照分别降低24.94%,25.00%。

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-1和HaFT-2克隆及表达分析

根据前期梭梭干旱转录组测序得到的Unigene序列,成功克隆2个梭梭14-3-3蛋白基因,分别命名为HaFT-1和HaFT-2,并对其进行基因表达分析。结果表明:HaFT-1基因在梭梭的根、种子中均可表达,且根中表达最强;HaFT-2基因在梭梭同化枝中表达最强,根的表达量次之。干旱胁迫后HaFT-1和HaFT-2基因的表达量均下调。本研究初步分析HaFT-1、HaFT-2基因的表达模式,为进一步研究该基因功能奠定基础。

基于ITS2序列探讨不同果翅颜色梭梭的系统发育关系

【目的】利用DNA条形码技术对新疆北部梭梭进行鉴定,从分子系统学角度探讨不同果翅颜色梭梭的亲缘关系。【方法】用通用引物ITS2对梭梭样品进行PCR扩增,得到的ITS2序列构建NJ系统进化树和遗传距离分析。【结果】ITS2引物的PCR扩增得到了500 bp左右的片段,最大K2P遗传距离为0.057,系统进化树结果显示,相同果翅颜色的梭梭能够聚为一支。【结论】ITS2序列能够很好的将不同果翅颜色的梭梭样品区分开,为梭梭的遗传多样性研究提供了一定基础。

四种盐分胁迫对梭梭种子萌发及活力的影响

【目的】探讨四种盐分胁迫对梭梭种子萌发及其耐受性的影响,明确梭梭种子对盐分的适应性,为盐碱化荒漠区梭梭的种植栽培及开发利用、扩大梭梭的种植范围等提供理论依据。【方法】采用四种盐分Na Cl、Na HCO3、Na2CO3、Na2SO4,7个浓度梯度0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%,对梭梭种子进行盐胁迫处理,测定其种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等。【结果】随四种盐分浓度的增加梭梭种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均呈下降趋势。Na Cl、Na HCO3、Na2CO3三种盐分的浓度为1.0%、Na2SO4为2.0%时的发芽势、发芽率、活力指数均与对照无显著差异,表明梭梭种子萌发时耐盐的种类及适应性有所不同;随着盐分浓度的增加,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数降低的幅度因盐分种类不同而异。梭梭种子萌发时最大耐受盐分的浓度各异,分别为Na Cl 4%、Na2SO46%、Na2CO33%、Na HCO34%。【结论】梭梭种子萌发对Na2CO3非常敏感,是抑制梭梭种子萌发的主要盐分,其次是Na HCO3和Na Cl,Na2SO4的抑制作用最小。

梭梭HaNAC2的表达分析和抗逆功能鉴定

NAC是植物特有的转录因子家族之一,具有高度保守的NAC结构域,在植物生长发育和胁迫应答等过程中发挥着重要的调节功能.利用qRTGPCR技术对梭梭HaNAC2在不同胁迫处理下的表达模式进行分析,并通过叶盘法转化烟草,在干旱、高温及高盐胁迫处理下对转HaNAC2基因烟草进行抗逆性分析.结果表明HaNAC2可响应模拟地表高温、模拟干旱、高盐胁迫,以及植物生长素(IAA)、脱落酸(ABA)处理,过表达HaNAC2的转基因烟草在干旱、高温及高盐胁迫处理下具有更强的抗旱性、耐热性和耐盐性.

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-9的克隆及特性分析

【目的】分析梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-9在不同胁迫下的表达模式,解析HaFT-9蛋白结合特性,为研究梭梭抗逆分子机制提供理论基础。【方法】以梭梭cDNA为模板克隆14-3-3蛋白基因HaFT-9,利用qRT-PCR技术对该基因在不同胁迫下的表达模式进行分析,并通过酵母双杂交实验验证HaFT-9蛋白结合特性。【结果】克隆得到ORF长度为789bp的梭梭14-3-3蛋白基因,命名为HaFT-9。梭梭幼苗在20%PEG6000、200mmol/LNaCl和100μmol/LABA处理下,HaFT-9的表达量均在胁迫6h时达到峰值,在20μmol/LIAA处理下,HaFT-9的表达量在胁迫1h时达到峰值。梭梭幼苗经40、55℃和55、65℃模拟地表高温胁迫,高温胁迫适应性试验中的常温复原阶段HaFT-9均上调表达。酵母双杂交实验表明HaFT-9可与自身形成同源二聚体。【结论】克隆得到HaFT-9基因(登录号为API85525.1),该基因可响应干旱胁迫、盐胁迫、ABA和IAA处理,并与高温胁迫适应性相关,HaFT-9蛋白能与自身互作形成同源二聚体。

基于ITS2序列探讨野生白梭梭的系统发育关系

从分子系统学角度探讨不同种皮颜色白梭梭间的遗传分化关系。对13个白梭梭样品的ITS2序列进行序列变异分析、K-2p遗传距离比较,并采用邻接法(NJ)构建系统发育树。结果发现,13个白梭梭样品间ITS2序列的信息位点有7个,占总碱基数的2.84%;最大K-2p遗传距离为0.042;并且根据种皮颜色的不同分别聚为一支。初步表明,ITS2序列能够有效的鉴别不同种皮颜色的白梭梭。

鹰嘴豆α-淀粉酶抑制剂基因CL-AI的原核表达、纯化及生物学特性

为研究鹰嘴豆种子中新贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂CL-AI的抑制活性、生物活性以及三级结构,本研究利用前期克隆的α-淀粉酶抑制剂基因CL-AI及其2个亚基CL-AI-α、CL-AI-β分别构建原核表达载体p E-SUMO3,经诱导表达获得了CL-AI、CL-AI-α的可溶性融合蛋白和CL-AI-β包涵体融合蛋白,其中CL-AI-β通过构建含不同标签的表达载体,最终实现了可溶性表达。人唾液淀粉酶(HSA)抑制活性试验结果表明,CL-AI,CL-AI-α,CL-AI-β3个蛋白对HAS都有一定的抑制作用。发芽试验表明,CL-AI蛋白对小麦、玉米、水稻种子发芽过程中的发芽势、根长和芽长影响显著,与加入无菌水的处理相比,种子的简化活力指数显著下降。本研究结果为CL-AI蛋白的后续研究与应用奠定了基础。

不同月份梭梭枝条中抑制物质的活性效应规律

探讨不同月份梭梭同化枝和2年生硬枝的内源抑制物质的生物学活性效应,为梭梭枝条扦插选材提供依据。以4月至9月梭梭同化枝和4月至7月梭梭2年生硬枝为材料,通过不同浓度IBA浸泡处理,采用80%甲醇浸提,并将浸提液置于发芽纸上,考察其对绿豆种子萌发的影响。梭梭同化枝的根长、根重、发芽率、发芽指数及活力指数均以6月至7月为最低,也即4月至5月是梭梭同化枝生长旺盛期,6月底至7月底梭梭进入休眠状态,8月底至9月底又进入生长状态。梭梭2年生硬枝的活力指数在5月至6月时达峰值,7月底降至最低为13.051。也即梭梭2年生硬枝于7月底进入休眠状态。对照的发芽指数和活力指数均高于各处理样,0、25、50mg/L IBA处理的发芽指数和活力指数均高于其他处理,IBA为25、50 mg/L的活力指数及发芽指数均无显著差异(P>0.05),并与75mg/L IBA处理呈极显著差异(P<0.01)。梭梭同化枝及2年生硬枝均存在抑制物质,4月至5月及8月至9月同化枝及5月至6月的2年生硬枝可作为扦插材料。

准噶尔东南缘梭梭幼苗生境生态因子及其生长

【目的】研究准噶尔东南缘荒漠梭梭幼苗生境区的生态环境因子及幼苗个体生长生理特征,分析幼苗对生境条件变化的适应状况,为梭梭天然林的生态保育提供科学依据。【方法】采用野外监测和室内分析相结合的方法,研究不同生境区光照强度、土壤温度和土壤水分等生态因子对幼苗个体生长生理特征与差异。【结果】(1)生长季生境区A与B的地表光照强度呈先升高后降低趋势,最大值出现在7月,分别为78 500 lx和82 000 lx,而地表最高温度出现在8月,分别为46.28和47.60℃,且随着土层深度的增加呈持续降低趋势。(2)土壤表层水分匮乏期为7和8月,其土壤水分含量范围分别为0~1.88%和0~1.72%,且随着土层深度的增加呈持续升高趋势。(3)生境区A与B幼苗的株高和地径呈递增的变化趋势,而冠幅和梢长呈先增加后降低再增加的变化趋势。(4)在极端干旱的7~8月,幼苗同化枝叶绿素SPAD值分别由18.37和16.05下降到9.27和10.03。【结论】幼苗生境区的生态因子变化具有明显的季节性,生长季生境区A与B的地表光照强度、表层土壤温度和土壤水分状况均有利于梭梭幼苗的生长,但生境区A的幼苗生长状况要优于生境区B。

营养物质及激素组合对梭梭无菌苗生长的影响

以梭梭种子为实验材料,以1/2MS、1/4MS、MS为基本培养基,考察水解酪蛋白（CH）和肌醇（IP）、蔗糖、pH 值、硝酸银及激素组合对梭梭无菌苗腋芽萌发及丛生芽形成的影响.结果表明,不添加水解酪蛋白（CH）和肌醇（IP）的处理,其单株真叶数及相对生长率分别提高了83.3%、1倍;1/4MS＋蔗糖10g/L＋IBA10.0mg/L 或AgNO3 0.5mg/L＋IBA5mg/L＋6GBA1.0mg/L、pH5.8-8.0时,单株真叶数的相对生长率最大;苗龄为40d、MS＋6GBA0.6mg/L＋硝酸银4.0mg/L时块均芽数最多为14个.添加水解酪蛋白（CH）和肌醇（IP）对梭梭无菌苗腋芽萌发没有促进作用,低浓度蔗糖及硝酸银有利于梭梭无菌苗腋芽萌发,较高浓度的硝酸银有利于无菌苗形成丛生芽.

无灌溉管件防护梭梭荒漠造林新技术及其示范推广

梭梭是我国荒漠生态恢复和重建首选植物之一，但在无灌溉条件下人工直播苗和移栽苗存在生长缓慢、保存（成活）率很低（≤10％）的瓶颈问题．研究发现，除干旱、风沙和小动物啃食等危害外，苗期茎基部接触的地表层（0～2cm）高温（≥50℃）灼伤胁迫也是导致这一瓶颈问题的重要因素，但在荒漠造林实践过程中，这一胁迫因素往往被忽视．针对这一胁迫因素，本实验室发明了“无灌溉管件防护梭梭荒漠造林技术”，经几年、多个荒漠生境的检验，该项新技术适宜在地下水位相对较高、或湿沙层相对较丰富的荒漠半荒漠地区使用，适合流动半流动沙丘，更适合固定沙丘、戈壁、壤漠等．它具有可有效降低地表层高温、风沙以及小动物啃食等的胁迫伤害，操作简单，不需灌溉，适宜秋植和春植，既可直播也可移栽等优点，从而可有效提高梭梭直播苗和移栽苗的保存率（平均在70％以上）、提高年生长量（20％以上）．此外，该技术也可应用于其他荒漠药用、食用、生态植物种植或造林过程中．目前，该技术正在新疆、内蒙古和甘肃等省荒漠地区大面积示范推广应用中．

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-5、HaFT-6克隆及表达分析

14-3-3蛋白是生物体内重要的调节蛋白,对细胞代谢及循环、信号传导、转录调节、蛋白跨膜转运、以及生物胁迫和非生物胁迫等多种生理过程均有重要的调节作用。本研究用RT-PCR从梭梭中克隆2个14-3-3蛋白基因,分别命名为Ha FT-5、Ha FT-6。用q RT-PCR分析Ha FT-5、Ha FT-6基因在不同处理后的表达。研究显示,Ha FT-5全长501 bp,编码139个氨基酸;Ha FT-6全长647 bp,编码226个氨基酸。在干旱、高盐、ABA、IAA处理后梭梭Ha FT-5和Ha FT-6基因后呈现不同的表达模式。综上所述,这2个基因可以响应逆境胁迫和2种激素信号,本研究可为进一步探索梭梭的抗逆分子机制提供了理论基础。