非生物胁迫对冬青属植物生理生化机制影响的研究进展

冬青属植物是一类既可观赏又具有重要药用价值的新宠植物。我国对冬青属植物的研究及其开发利用还处于初步阶段,扩大引种栽培是增加种源量、实现利用的一种主要措施。干旱、低温等环境因子是影响冬青属植物南种北移的主要因素。本文查阅并总结了我国2000年以来冬青属植物对干旱、低温等非生物胁迫的生理生化响应机制研究进展,以期为冬青属植物的高效栽培及后续开发利用提供参考。

铁皮石斛SCoT-PCR反应体系构建及优化

采用正交设计和单因素试验相结合的方法,对铁皮石斛的SCoT-PCR反应中5个因素(DNA模板、Mg2+、dNTPs、Taq酶和引物)进行优化试验。建立了适合铁皮石斛既稳定且多态性高的SCoT-PCR的最佳反应体:20μl PCR反应体系中含有1×Buffer、30ng DNA模板、2.5mmol.L-1Mg2+、0.15mmol.L-1dNTPs、1.5U Taq DNA聚合酶和0.4μmol.L-1引物。对铁皮石斛的SCoT-PCR最佳反应体系的退火温度进行梯度试验,发现本试验引物S6的退火温度为54.5℃,且最适退火温度因引物而异。这一优化的SCoT-PCR反应体系在32份铁皮石斛材料的验证中表现出良好的稳定性和重复性。该优化的SCoT-PCR反应体系为进一步进行铁皮石斛种质鉴定、遗传图谱构建、基因定位和遗传多样性的分析奠定了技术基础。

不同磷水平对雷竹幼苗根系形态、酸性磷酸酶活性的影响

为了解不同磷水平下,雷竹幼苗根系形态和酸性磷酸酶活性的变化,以无性繁殖的雷竹苗作为试验材料,采用砂培试验方法,研究不同磷水平(0,0.5,5,50,500mg/L)对雷竹幼苗的根系形态、酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,随着磷浓度的增加,雷竹幼苗的根冠比呈逐渐降低趋势,添加磷素促进有机物在地上部分的积累,从而降低了根冠比值;0.5mg/L处理时,根系长度达最大值1344.76cm/株,根表面积和根体积在0mg/L处理下均达最大值,分别为384.28cm2/株和11.67cm3/株;在0～5mg/L磷浓度范围内,雷竹幼苗叶片和根尖酸性磷酸酶(Apase)活性随供磷水平的升高而降低,无磷处理时,叶片和根尖Apase活性均达到最大值,分别为14.44μmol/(g·min)和11.46μmol/(g·min)。这表明雷竹幼苗根系形态的变化和酸性磷酸酶活性的增强,可能都是其对低磷环境的一种适应性反应。

雷竹林集约经营过程中土壤磷库的变化特征研究

为了研究雷竹林集约经营中土壤磷素的演规律,采集集约经营下种植雷竹不同年限(1年、5年、10年和15年)的雷竹林土壤,用Hedley法分析土壤的不同形态磷素组分含量,并测定pH、有效磷和全磷、酸性磷酸酶活性等指标。结果表明:土壤pH随着集约经营时间增加而显著下降(P<0.05)。雷竹林土壤磷素随种植年限增长而增加,1年、5年、10年和15年的全磷含量分别是0.70、0.89、1.37、1.86g/kg;有效磷含量分别为46.6、137.3、225.1、283.1mg/kg。在1～15年集约经营过程中,雷竹林土壤磷素组分Resin-Pi和NaHCO3-Pi随着集约经营时间的增加而显著上升;组分NaHCO3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po和Residual-P在集约经营初期变化不大;集约经营10年后显著增加;而HCl-Pi在集约经营前10年随着集约经营时间的增加而显著上升,10年后无显著变化。雷竹林土壤酸性磷酸酶活性随着集约经营时间的增加而显著降低。相关性分析表明,雷竹林土壤酸性磷酸酶活性与土壤的有机磷组分(NaHCO3-Po和NaOH-Po)均呈显著的负相关。综上所述,长期集约经营措施会引起雷竹林土壤磷素超量积累,对林地周边水体存在较大的污染风险。

不同竹种竹笋中5-脱氧独脚金醇的UPLC分析

5-脱氧独角金醇（5-DS）是植物激素独脚金内酯的合成前体,是当前独脚金内酯定量的重要指标。为研究独角内脂对植物分枝/分蘖的抑制作用,本研究通过比较不同提取剂、提取纯化方法对刚竹属不同竹种竹笋5-DS含量的影响。结果发现：乙酸乙酯作为提取剂,利用超声辅助提取可节约前处理时间并提高提取率,固相萃取纯化可有效减少杂峰干扰。经以上处理后,使用超高效液相色谱仪（UPLC）能快速准确检测竹笋组织中5-DS的含量。40-8 000 ng·m L^-1范围内线性关系良好,检出限为8.7 ng·m L^-1,定量限为29.0 ng·m L^-1;平均加标回收率在87.9%-116.5%。检测发现不同种类竹笋中5-DS含量变化为11.27-51.17 ng·g^-1（FW）,其中毛竹中5-DS含量最高。本研究使用超高效液相色谱仪建立竹笋中5-DS的前处理和检测方法,方法准确、精密度高、重现性好,可为竹子的分枝生理研究提供参考。

红秆寒竹的园林应用

红秆寒竹为珍稀观赏竹种,为实现其商业化开发,研究了红秆寒竹生物生态学特性,结合其美学的特征分析,探索红秆寒竹园林应用策略。研究发现红秆寒竹个体纤秀,秆红叶绿,抗性强,耐修剪,适合盆栽,制作盆景,也可孤植,对植于庭院及建筑入口;红秆寒竹可与观赏花卉或地被植物组合,与山石、建筑配置,创造优美景致。

不同配植孝顺竹土壤-植物氮磷生态化学计量特征

为探究不同经营措施对孝顺竹(Bambusa multiplex)生长的影响,以及竹类植物叶片以外器官的氮磷化学计量特征是否适用于表征植株生长状况及土壤养分丰缺,对浙江农林大学竹种园内列植、群植2种配植的孝顺竹林地土壤-植物氮磷含量及其化学计量特征进行研究。结果表明,群植孝顺竹林地土壤有机碳、碱解氮、有效磷含量高于列植,有效氮磷比值(42. 18±6. 36)远低于列植(118. 70±24. 51),列植具有降低土壤有效养分的作用,群植模式更有利于养分循环平衡。列植模式可以促进孝顺竹氮素在笋、秆中的积累而降低全株磷的积累,列植氮磷比介于8. 02～19. 72,群植介于3. 30～18. 18,传统以叶片氮磷生态化学计量特征来表征孝顺竹植株生长状态及土壤养分丰缺情况的方式并不合适,尤其是在人为干预条件下。

海岛棉纤维发育相关基因GbPDF2酵母单杂交文库构建及其上游基因解析

为研究棉纤维起始发育的分子调控网络,以海岛棉(Gossypium barbadence L.)品种"海渝"开花当天(0 DPA)胚珠为实验材料,利用酵母单杂交技术来筛选棉纤维起始发育相关基因GbPDF2的上游调控转录因子。首先,克隆GbPDF2的启动子(Accession:KJ475468);构建了该启动子的诱饵融合载体(GbPDF2-PRO)-pAbAi,转入酵母细胞中重组为Y1HGold[Bait-pAbAi]菌株。之后,应用Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System系统构建酵母单杂交cDNA文库,转化重组酵母菌株,通过同源重组筛选GbPDF2的上游转录调节因子。构建的cDNA文库库容为2.23×106,重组率为95.8%,插入片段大小为300 bp^2000 bp,其中大于1000bp的阳性克隆为109个。cDNA插入片段经测序和Blast同源性分析,筛选出2个生长素响应因子,1个WRKY7转录因子,1个WD-repeatprotein 40等与纤维发育相关的转录调节因子,为研究棉纤维起始发育的信号转导通路奠定了基础。

竹红菌甲素及其环糊精包合物稳定性与抑菌活性研究

为解决竹红菌甲素(HA)做为光活化农药易降解与难溶于水的瓶颈问题,本文通过振荡培养法制备竹红菌甲素羟丙基-β-环糊精包合物水溶液(HA-HP-β-CD),采用紫外分光光度法测定HA乙醇水溶液(HA-E-W)与HA-HP-β-CD中HA的稳定性;菌丝生长速率法测定两者抑菌率。结果表明,水、氧气和光照均能促进HA降解,环糊精包合能显著提高HA的抑菌率与光热稳定性。26℃、12000 Lx光照处理10 h,HA乙醇溶液(HA-E)、HA-E-W与HA-HP-β-CD中HA保留率分别为92.1%、39.0%与83.6%;HA-E-W去除氧气后HA保留率达99.6%。黑暗条件下26与50℃处理10 h后,HA-E-W中HA保留率分别为94.9%与57.1%,而50℃处理10 h后,HA-HP-β-CD中HA保留率可达95.3%。26℃、12000 Lx处理6 d,浓度10 mg/L的HA-HP-β-CD对苹果腐烂病菌和山核桃干腐病菌的抑菌率分别为93.1%和37.3%,均极显著高于HA-E-W对两种病原菌的抑菌率68.7%和25.4%。可见,环糊精包合是HA绿色农药制备的一种有效方式。

异源表达EgrNAC1提高拟南芥抗寒性和对干旱、高盐的敏感性

桉树是我国南方重要用材树种,但其栽培种对低温、干旱和高盐等非生物逆境抗性弱,限制了其栽培范围的扩大和栽培效益的提高。EgrNAC1(Eucgr.I00058)是巨桉中受低温、干旱和高盐诱导表达的NAC类转录因子。为进一步研究EgrNAC1的功能,通过异源转化拟南芥,获得了超表达EgrNAC1的转基因纯合株系,并对其进行低温(-6℃)、干旱、高盐(NaCl 300 mmol·L^(-1))和脱落酸(0.5μmol·L^(-1))处理,分析转基因株系对非生物逆境的响应。结果表明,超表达EgrNAC1能提高拟南芥植株对低温的抗性。-6℃处理12 h,恢复5 d后,转基因株系EgrNAC1-OE1和EgrNAC1-OE8的存活率分别达到88.9%和81.5%,而野生型仅有29.6%。低温处理下,转基因株系中3个低温信号传导(CBF)途径相关的基因,AtCBF1、AtCBF2和AtRD29A的表达量相对于野生型显著上调;超表达EgrNAC1提高了转基因植株对干旱和高盐的敏感程度。同时,转基因植株相对于野生型表现出对ABA敏感性的下降。综上,EgrNAC1在巨桉低温响应中可能作为一个正向调控因子,通过参与调控CBF途径中低温响应相关基因的表达,提高植物在低温逆境下的适应性。但在干旱和高盐逆境下,EgrNAC1可能发挥负调控作用,且这种作用可能与ABA的影响有关。本研究结果为深入了解桉树EgrNAC1的功能以及开展桉树抗逆分子辅助育种提供了一定的理论参考。