新疆叶城两种主栽红枣土壤养分、微生物多样性与营养品质的比较分析

比较新疆叶城两种主栽红枣—骏枣与灰枣的土壤养分、微生物多样性和枣营养品质之间的差异,分析土壤养分、微生物与枣营养品质之间的相关性,从土壤养分、微生物角度研究枣营养品质的影响因素。通过化学分析法测定叶城骏枣与灰枣土壤养分、枣营养品质指标,高通量测序分析土壤微生物多样性,将土壤养分和微生物优势门属微生物进行冗余分析,研究枣营养品质指标与土壤养分、微生物功能类群的相关性。结果显示,新疆叶城两种主栽红枣土壤的全氮、速效氮、有机质含量显著不同;细菌群落变化的主要原因是土壤TN(全氮)值,真菌群落变化的主要原因是土壤AN(速效氮)值。两种主栽红枣土壤微生物多样性显示,骏枣土壤微生物在细菌水平上具有更高的物种丰富性和多样性,薄壁杆菌属(Gracilibacillus)、芽胞杆菌目(Bacillales)等溶磷微生物、固氮微生物等功能土壤微生物相对丰度和占比较高,差异显著;枣营养品质,尤其是不可溶膳食纤维、Fe、K、Zn的含量差异明显。而不可溶膳食纤维、K、蔗糖含量与TP(全磷)、OM(有机质)存在显著负相关;Fe、Zn含量与薄壁杆菌属、芽胞杆菌目等九类功能微生物存在显著正相关;Mg、可溶性糖、可溶性膳食纤维含量与Paenibacillaceae存在显著负相关。相关性结果表明,新疆叶城两种主栽红枣的枣营养品质与土壤养分、微生物功能类群具有密切的联系,土壤养分和微生物的共同作用也影响着枣果的营养品质。

扭果花旗杆组织培养与再生体系的建立

【目的】以扭果花旗杆(Dontostemon elegans)根和下胚轴为外植体,建立扭果花旗杆组织培养体系,为后续遗传转化体系的建立提供技术基础。【方法】以MS培养基为基础培养基,利用萘乙酸(NAA)探究根和下胚轴直接诱导不定芽情况,利用2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、NAA、苯基噻二唑基脲(TDZ)、吲哚丁酸(IBA)进行愈伤组织诱导及分化和不定芽生根试验,统计愈伤组织诱导及分化和不定芽生根情况,确定扭果花旗杆组培体系最佳培养基类型。【结果】(1)由根和下胚轴直接诱导不定芽的最适培养基分别为MS+0.3 mg/L NAA和MS+0.6 mg/L NAA,直接诱导不定芽的最佳外植体为根。(2)扭果花旗杆根和下胚轴都能诱导愈伤组织,其中根系诱导愈伤组织速度最快且状态最佳,其次为下胚轴。根系愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,诱导率可达100.00%;下胚轴愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+0.3 mg/L 2,4-D+1.5 mg/L 6-BA+1.5 mg/L NAA,诱导率可达100.00%。(3)根系和下胚轴的最佳愈伤组织分化培养基均为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA,分化率分别为100.00%和86.66%。(4)最佳生根培养基为MS+0.5 mg/L IBA,生根率可达50%以上。(5)将组培苗移至土壤后,在光照培养室培养15 d,其存活率可达83.33%。【结论】建立的扭果花旗杆组培体系可获得与实生苗形态一致的组培苗,为扭果花旗杆遗传转化体系的建立奠定了技术基础。

菌根对盐胁迫下胡杨幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究盐胁迫下丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对胡杨(Populus euphratica)实生幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响,为促进塔里木河下游胡杨繁殖更新提供依据。【方法】以1年生胡杨实生幼苗为材料,设置0.2 g/kg(对照,CK)、3 g/kg(S1)、6 g/kg(S2)和12 g/kg(S3)4个NaCl处理水平,每个NaCl水平下设接种AMF和不接种AMF进行对比,采用盆栽控制试验研究接种AMF对盐胁迫下胡杨幼苗根系菌根侵染率、菌根依存度、幼苗生长、叶绿素荧光参数和叶绿素含量的影响。【结果】1)随着盐胁迫的加剧,胡杨幼苗根系菌根侵染率显著降低,菌根依存度在S2和S3处理下与CK差异显著,表明盐胁迫在一定程度上抑制了AMF对胡杨幼苗根系的侵染。2)盐胁迫的加剧导致胡杨幼苗株高相对增长率、基径相对增长率、总根长、细根长、根表面积和生物量降低,但同水平盐胁迫下接种AMF能提高幼苗的上述指标,其中S1处理下的根系表面积和S2处理下的根冠比在接种AMF与未接种AMF间差异达到显著水平,说明接种AMF对盐胁迫下胡杨幼苗的生长具有促进作用。3)盐胁迫导致最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ潜在光化学效率(F_(v)/F_(0))和光化学淬灭系数(qP)较CK下降,但是接种AMF能提高盐胁迫下叶绿素荧光指标,其中F_(v)/F_(m)、F_(v)/F_(0)、qP在S2和S3处理下显著高于不接种AMF组;幼苗叶片叶绿素含量在S3处理下接种AMF组显著高于不接种AMF组,且较CK增加了18.3%,表明接种AMF能减轻盐胁迫对胡杨幼苗光系统的损伤,也可提高叶片叶绿素含量。【结论】接种AMF能提高胡杨幼苗对盐胁迫的抗性,有助于胡杨幼苗快速度过生长脆弱期。

独行菜抗逆相关转录因子LaDREB密码子偏性与进化分析

【目的】为明确独行菜抗逆相关转录因子LaDREB基因密码子的使用特性。【方法】运用CodonW与EMBOSS程序及Excel、SPSS、MEGA等软件,分析了独行菜与其他物种中抗逆相关转录因子DREB基因的密码子使用偏好性,比较了独行菜LaDREB基因与模式生物的密码子使用频率。【结果】独行菜LaDREB基因的ENc(有效密码子数)、CAI(密码子适应指数)和GC含量分别为50.49、0.261和45.60%,表明其密码子使用偏性较弱,密码子偏好使用AT结尾;根据RSCU值,确定独行菜LaDREB基因高频密码子11个;不同物种间的DREB基因的密码子存在一定选用偏好性;CDS序列及RSCU聚类分析表明,独行菜LaDREB基因与双子叶植物中十字花科的植物偏好性最相近;密码子碱基成分和相关性分析发现,LaDREB基因在进化过程中密码子偏好性主要受碱基突变压力的影响。【结论】比较密码子使用频率分析发现,原核生物大肠杆菌表达系统更适合作为独行菜LaDREB基因的异源表达受体,模式植物拟南芥、水稻均可作为独行菜LaDREB基因的遗传转化受体,其中拟南芥是其最理想的遗传转化受体。研究为今后独行菜LaDREB基因的异源表达以及相关基因功能的进一步研究提供重要参考。

独行菜LaBBX基因低温表达响应与密码子偏性分析

BBX是调控植物非生物胁迫相关基因表达,响应植物逆境胁迫的重要锌指蛋白类转录因子。为探究BBX在独行菜(Lepidium apetalum)幼苗耐受低温生长中的表达响应及其密码子偏好性,本研究基于独行菜转录组数据,筛选独行菜BBX编码基因的cDNA序列,并从独行菜幼苗中克隆获得全长733 bp的基因编码区序列,命名为LaBBX。序列分析表明,LaBBX由242个氨基酸组成,包含2个B-box锌指蛋白结构域,蛋白分子量为61.66 kDa,等电点为5.09,无信号肽和跨膜区。独行菜幼苗受低温胁迫时,LaBBX基因显著上调表达,6 h上调表达至21倍,且24 h内均呈现高水平表达,说明该转录因子可能在独行菜幼苗受低温胁迫时起重要作用。偏好性分析结果显示,独行菜LaBBX基因的ENc、CAI值和GC含量分别为55.453、0.244和46.78%,其密码子使用偏性较弱,相对偏好使用AT,高频密码子有8个,CDS序列及RSCU聚类分析中与十字花科植物最相近;其偏好性的形成与突变和自然选择等诸多因素相关,酵母菌表达系统更适合作为LaBBX基因的异源表达受体,拟南芥是适宜LaBBX基因的遗传转化受体。本研究为了解独行菜LaBBX基因的异源表达及基因功能提供了重要参考。