中国亚热带干旱多尺度时空格局及演变趋势

为探讨不同时间尺度下中国亚热带区域干旱的时空特征,利用1 km气象数据计算1959—2019年亚热带区域标准化降水蒸散发指数(SPEI),并且结合干旱线性变化趋势、影响范围、强度及频率,分析了不同时间尺度(1月、3月、6月、12月)下中国亚热带区域干旱的时空特征。结果表明:(1)干旱时期主要集中在2004—2014年,干旱化区域空间上呈现明显的东西对比,时间尺度上秋季的干旱化趋势最为显著;(2)各时间尺度的干旱影响范围都处于不断波动上升的趋势,尤其是在1995年之后,干旱影响范围上升趋势尤为明显;(3)季节和干湿季较大干旱强度零星分布在亚热带西南部及湖南、江西等省,年际较大干旱强度则主要集中在亚热带东南部;(4)秋季发生干旱的频率最高,年际发生中度及以上干旱频率最高,春季高频中度及以上干旱频率集中在四川、西藏等地,秋季和年际主要集中在四川、重庆和贵州的交界处,夏季、冬季以及干湿季则零星分布在亚热带各省份。综上,亚热带总体呈现干旱化趋势,季节、干湿季和年际尺度的干旱影响范围时间序列变化趋势较为相似,但干旱强度和干旱发生频率在空间上存在一定差异。

植物对氮磷亏缺的生长及生理、分子响应研究进展

氮和磷是植物需求的大量元素,其在促进植物生长、提高作物产量和品质等方面发挥着重要的作用。氮磷亏缺会减缓植物生长、抑制光合作用,影响渗透调节物质、膜系统及相关酶活性变化等,此时植物会触发相应的生理及分子响应机制来维持正常生长。基于以上研究结果,通过综述氮磷亏缺对植物生长发育的影响研究成果,并对植物在氮磷亏缺下的分子响应机制进行总结,筛选出响应氮磷亏缺的关键应答基因,以便于未来构建高氮磷利用效率的转基因植株,为植物的栽培管理、筛选并创制高效利用氮磷的经济植物提供参考。

基于宏基因组学的酸性森林土壤氨氧化微生物群落特征研究

全球30%以上陆地面积是酸性土壤(pH<5.5),而酸性土壤中氨氧化微生物群落特征研究是破译其硝化过程微生物学机理的基础。尤其随着完全硝化微生物(Complete ammonia oxidizer,comammox)的发现,亟需重新认知酸性土壤中氨氧化微生物类群。以酸性马尾松林为研究对象,综合利用荧光定量PCR(qPCR)、凝胶电泳半定量和宏基因组测序等技术研究土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和Comammox的相对丰度以及群落组成特征。研究发现AOA和AOB amoA基因丰度分别为2.61×10^(6) copies·g^(-1)和1.45×10^(6)copies·g^(-1);而comammoxamoA基因qPCR结果存在显著的非特异性扩增,导致其丰度被高估,而经凝胶电泳半定量矫正后,约为(1.38~1.47)×10^(6)copies·g^(-1),该结果和土壤宏基因测序揭示的comammox相对丰度基本吻合。此外,宏基因组分析发现经典嗜酸group1.1a-associated仅占AOA总类群的12%,而group1.1b则占88%,尽管目前仍未有嗜酸group 1.1b AOA纯菌株的报道。AOB主要类群为Nitrosospira(约64%),而Nitrosomonas约占36%。Comammox主要类群为clade B(约64%),而clade A仅占36%且均隶属于clade A.1亚枝,这暗示clade B与已报道的嗜中性comammox clade A纯菌株有极大的生理代谢差异。总之,本研究提供了综合利用qPCR、半定量和宏基因组分析土壤氨氧化微生物群落的策略,并建议优化comammox的qPCR引物,同时本研究系统分析了酸性马尾松林土壤中氨氧化微生物的相对丰度和群落组成特征。

经济发展对浙江省资源环境及绿色GDP的影响

当前人们面临着日益严峻的环境问题和自然资源日渐短缺的现状,如何实现可持续发展成为社会各界广泛关注的焦点.结合浙江省2003-2017年统计数据,从资源环境角度出发,运用TOPSIS综合评价模型,分析了浙江省经济发展对资源环境的影响情况,又引入绿色GDP核算模型,对浙江省2003-2017年的绿色GDP进行核算.结果表明:近15年来浙江省经济发展对资源环境的负面影响,除个别年份出现波动外,整体呈减弱趋势,资源环境保护工作取得成效.2003-2017年浙江省绿色GDP占GDP比重在83.53%~92.82%之间,整体呈上升趋势,且受到绿色GDP增速与GDP增速的影响.自然资源耗减成本占GDP比重下降,但经济发展中仍对能源和水资源的依赖程度较大,建议提高资源综合利用效率.

磷化工区农田土壤重金属的空间变化与源解析

为查明磷化工区周边农田土壤污染物的空间分布特征、生态风险及来源构成,以磷化工区下风向农田区为对象,采样测定土壤的重金属污染物(V、Zn、Cr、Ni、Cu、Mo、Cd、Pb、Mn)含量,分析主要污染物的赋存形态,采用污染指数和潜在生态风险指数评价污染级别,运用正定矩阵因子分解法(PMF)解析污染物来源。结果表明:农田土壤中的主要重金属污染物为Cd和Zn,部分地区土壤Zn超标,该农田土壤属于轻度污染。Cd的超标最为严重,且距离磷化工区越近,超标倍数越高;随距离增大,交换态Cd含量急剧下降,而残渣态Cd含量总体上升;与磷化工区距离≤500 m范围内采样点土壤的Cd污染级别及生态风险相对较高;对于污染程度最高的Cd,工业污染源的外源转入贡献率为56.2%,大气沉降和尾气排放源的外源转入贡献率为43.8%。研究区土壤Cd污染与磷化工区密切相关,因此需加强工业污染源治理和环境综合整治,以确保农业生产安全。

树形调整对香榧成花和坐果的影响

【目的】探究骨干枝数目和开张角度调整对香榧成花坐果的影响,为香榧幼年林树形培养、促进早实丰产提供科学依据。【方法】设置骨干枝数目和骨干枝开张角度的单因素及交互试验,调查处理及对照条件下花果发育规律,统计混合芽比例和坐果率,测定树体光照强度、内源激素含量、光合碳同化物含量、碳氮比等指标。【结果】骨干枝数目调整对香榧树体透光能力影响较大,3骨干枝(N3)和4骨干枝(N4)处理显著增加了树体中层和下层的光照强度,有利于提高光能利用率,明显促进香榧成花坐果;开张角度60°(A60°)处理显著降低了香榧混合芽中生长素(IAA)、赤霉素(GA_(1)和GA_(3))含量,提高了ABA/IAA、ABA/GA_(1+3),CTKs/IAA以及CTKs/GA_(1+3)比值,明显增加了混合芽中光合碳同化物蔗糖、淀粉等含量和C/N比,显著提高了树体混合芽比例;骨干枝数目和骨干枝开张角度的交互处理有效提高了树体的光照强度和净光合速率,3骨干枝60°(N3-A60°)和4骨干枝60°(N4-A60°)处理下中层光照强度达到25000~27000 lux,下层光照强度达到11000~14000 lux,光合速率分别达到9.07和9.70μmol CO_(2)·m^(-2)s^(-1);此外,开张角度60°分别与3和4骨干枝交互处理还明显提高了幼果中赤霉素GAs和部分细胞分裂素的含量,显著促进了果实中蔗糖、总可溶性糖等的积累,明显提高了香榧坐果率。【结论】骨干枝数目和骨干枝开张角度调整均能促进香榧幼年林成花坐果,其中以3和4骨干枝与开张角度60°交互处理效果最佳。

植物挥发性有机物合成与代谢途径及其释放与感知调控机制的研究进展

植物释放的挥发性有机物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)是具有低沸点、易挥发的低分子量亲脂性化合物,在植物发育的整个过程中,它们通常通过不同底物的几个独立途径由不同的酶催化合成,并受关键基因及转录因子等调控代谢,随后在植物细胞内和细胞之间移动而被释放出来,最终作为植物内部信号被植物感知从而进行传递交流,影响着植物各种生理反应。本文对植物BVOCs参与合成及代谢途径的调控机制、释放的细胞生理和理化性质及植物对BVOCs的感知调控进行分析和解读,以期为BVOCs的合成与代谢、释放与被感知机制的进一步研究提供参考。

外施α-酮戊二酸对盐胁迫下海滨锦葵生长、碳氮磷养分积累及其计量关系的影响

为研究有机碳肥α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,KG)对盐碱地植物生长调控及其碳(C)、氮(N)、磷(P)养分吸收利用的影响,以海滨锦葵(Kosteletzkya virginica)幼苗(具3~4片真叶)为试验材料,分别用0、5、15 g·L^(-1)NaCl溶液浇灌栽培基质,配以0、10、20 mg·L^(-1) α-酮戊二酸溶液叶面喷施,处理45 d后测定并分析各处理组盐胁迫下海滨锦葵生长及碳氮磷积累及其计量关系。结果表明,外源喷施α-酮戊二酸对盐胁迫下海滨锦葵植株的相对生长率没有明显影响,但促进了非盐胁迫下植株的总生物量;高盐(15 g·L^(-1) NaCl)胁迫下,外源喷施20 mg·L^(-1)的KG明显提高了海滨锦葵的根生物量、根冠比和比叶重;同时,20 mg·L^(-1) KG显著提高了叶片C和N含量,对高盐胁迫下的海滨锦葵来说,α-酮戊二酸对叶片C的积累更为明显。α-酮戊二酸对海滨锦葵盐胁迫下的N、P积累没有明显影响;外施喷施20 mg·L^(-1) KG可以显著提高15 g·L^(-1) NaCl处理下海滨锦葵的碳氮比(C∶N)和碳磷比(C∶P)比值,N和P的利用效率显著提高;5 g·L^(-1) NaCl处理下,施加10 mg·L^(-1) KG显著增加了海滨锦葵叶片K^(+)的含量,说明α-酮戊二酸可以促进盐胁迫下植株对K^(+)的吸收,对Na^(+)的吸收则无明显影响。相关分析表明,海滨锦葵叶片总N与叶片总P呈极显著正相关(P<0.01),与叶片N/P呈极显著负相关(P<0.01),而与叶片K^(+)/Na^(+)呈极显著正相关(P<0.01)。叶片总P含量与叶片总Na含量呈极显著负相关,与叶片K^(+)含量呈显著正相关。以上结果表明,一定水平的有机碳肥α-酮戊二酸能缓解盐胁迫对海滨锦葵生长的抑制,为盐碱地提高海滨锦葵的生物量和正常生长提供了新的施肥思路。

氮磷添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应的影响

养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应、微生物功能以及土壤理化性质的影响。结果表明,氮素、磷素及两者联合添加均显著提高了土壤原有有机碳矿化CO_(2)累积排放量(增幅分别为91.3%、19.2%和94.9%),产生显著的正激发效应,其中氮素及其与磷素联合添加诱导的正激发效应强度显著大于磷素添加处理。上述三种养分添加处理均显著提高了土壤pH、活性有机碳库(微生物量碳、可溶性有机碳和烷氧碳组分)、碳降解酶(β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶)活性以及cbhI和GH48功能基因丰度,但抑制了多酚氧化酶和RubisCO酶活性;此外,土壤无机氮(NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-))含量在氮和氮磷添加下增加,在磷添加下降低。相关性分析表明,累积激发效应与土壤pH、活性有机碳库、无机氮含量、碳降解酶活性以及cbhI和GH48功能基因丰度呈显著正相关,而与多酚氧化酶和RubisCO酶活性显著负相关。综上所述,氮磷养分添加可能是通过影响土壤pH、活性碳氮含量,并提升微生物的活性和功能,从而显著提高土壤原有有机碳的矿化速率。

代茶冬青不同季节叶片营养成分分析

为了解代茶冬青(Ilex vomitoria)叶片主要营养物质的含量,开展代茶冬青的多元化利用,本研究以代茶冬青春季嫩叶、夏季成熟叶和秋季老叶为材料,对不同季节新鲜叶片采用冷冻干燥法,测定和分析评价了叶片中的矿质元素、可溶性糖、可溶性蛋白、粗脂肪、维生素C和氨基酸含量,以期为开发利用代茶冬青提供科学依据。研究结果表明:代茶冬青叶片含有丰富的矿质营养元素。春季叶片中矿质元素含量最高,其中N、P、Fe、Mn含量显著高于夏季和秋季(P<0.05)。春季叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、粗脂肪最高,同样显著高于夏季和秋季。代茶冬青叶片总氨基酸含量最高的是春季,为1645.139μg/g,其次是夏季,为1425.104μg/g,最低的是秋季,为554.806μg/g。叶片中必需氨基酸含量最高的是春季,为571.620μg/g,其次是夏季,为394.809μg/g,最低的是秋季,为225.185μg/g。方差分析表明,不同季节代茶冬青叶片氨基酸含量差异显著。同时,利用主成分分析提取2个主成分,依据各主成分得分值与方差贡献率建立综合评价模型,得到3个季节代茶冬青叶片氨基酸含量的综合得分,由高到低依次为夏季、春季、秋季。综上所述,代茶冬青春季嫩叶中含有较为丰富的矿质元素和可溶性糖等有机营养物质,是采摘加工利用的适宜时期。

香榧籽油金松酸的分离及其1,3-甘油二酯的制备研究

为实现功能性脂肪酸——金松酸(SCA)的高值化利用,本实验以香榧籽油为原料,富集SCA并用于酯交换反应生产1,3-甘油二酯.温度55℃,醇油比0.25∶1,碱催化木榧籽油醇解2h,乙脂转化率可达97.8%.得到的混合脂肪酸乙酯进一步采用尿素包合法富集SCA.结果发现,随着脂脲比增加SCA回收率增加但纯度逐渐降低.当脂脲比为0.3,0.35时,SCA乙酯的纯度分别为73.0%,63.9%,回收率为43.0%,87.1%.不同脂肪酶无溶剂体系中催化SCA乙酯、甘油酯交换反应研究表明,Lipozyme RM IM的位置选择性较佳、1,3-DAG产率最高.当乙酯/甘油摩尔比2∶1、酶添加量5%、60℃下反应24 h,1,3-DAG的产率为55.5%,其中SCA含量接近60%.化学-酶法两步催化制备富含金松酸的功能性1,3-DAG是可行的.

不同采收成熟度和堆沤方式对香榧种子堆沤后熟品质的影响

【目的】通过比较不同采收成熟度和堆沤方式处理下香榧种子在堆沤后熟过程中品质的差异,探讨香榧种子堆沤后熟品质对采收成熟度和堆沤方式的响应。【方法】以香榧种子为材料,测定不同采收成熟度(青果,裂果)和堆沤方式(一次堆沤,二次堆沤)处理下香榧种子后熟过程中的含油率、脂肪酸组成、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、淀粉含量、种仁与种衣间距等指标。【结果】与青果比较,香榧裂果时采摘,可溶性糖和淀粉含量明显下降,可溶性蛋白和含油率则显著升高,尤其是含油率增加了5.6%。油酸和金松酸变化不显著,亚油酸含量、不饱和/饱和脂肪酸的比值和种仁与种衣的间距均呈现明显增加(P<0.05)。不同堆沤方式对香榧后熟过程中营养品质的影响显著,在香榧的后熟进程中,2种堆沤方式处理下可溶性糖和淀粉含量均呈现不断下降趋势,含油率和可溶性蛋白含量则不断上升,一次堆沤(14天)和二次堆沤(21天)结束时,种仁淀粉含量分别为8.87和9.03 mg·g-1;可溶性蛋白含量分别为23.05和22.79 mg·g-1;可溶性糖含量分别为18.25和17.85 mg·g-1;含油率分别为55.16%和54.90%,均无显著差异(P>0.05)。香榧种子在堆沤后熟过程中,饱和脂肪酸下降,不饱和脂肪酸含量上升,随着后熟时间的延长,油酸含量出现下降,亚油酸则呈现明显上升,2种堆沤方式对后熟结束时不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸含量的比值无显著影响(P>0.05);种仁与种衣间距均呈现不断增大趋势,一次堆沤处理下种仁与种衣间距增大速率更快,在14天间距达到峰值477μm,完成了香榧后熟脱涩,比二次堆沤提前了7天。【结论】香榧在假种皮开裂(裂果)时采摘可明显提高种仁的可溶性蛋白含量和含油率,增加香榧种子中不饱和脂肪酸尤其是亚油酸的含量,有助于香榧炒制过程中的脱衣,从而提高香榧产品品质。对裂果采摘的种子进行一次堆沤,来替代传统二次堆沤,既能在时间上加快香榧后熟进程,又能达到传统二次堆沤一样的效果,保证香榧产品的优良品质。

光皮桦MYB基因的克隆及表达和调控分析

【目的】MYB转录因子是植物中一类重要的转录因子,在调控次生壁纤维素和木质素等的合成中具有重要作用。为了挖掘参与光皮桦木材形成的MYB基因,本研究通过克隆MYB基因,分析其序列特征、表达模式和下游调控基因,以期为后续功能深入解析和分子辅助育种提供理论依据和基因资源。【方法】利用RACE技术分离到4个光皮桦BlMYB基因的cDNA片段。利用生物信息学工具对这些基因的序列特征进行分析,利用实时荧光定量PCR分析BlMYB及预测的下游基因在不同器官(雌花序、雄花序、嫩芽、嫩叶、成熟叶、茎)、组织(内外层木质部、韧皮部、形成层)中,以及应拉木诱导早期阶段的表达差异。以2个木质部特异表达的BlMYB为指导基因,采用相互排名法和Cytoscape软件构建共表达网;使用Plant CARE在线查询共表达的下游基因启动子区元件。【结果】分离到4个BlMYB的全长cDNA序列,分别命名为BlMYB1、BlMYB2、BlMYB3和BlMYB4,它们编码的蛋白分别由395、252、258、320个氨基酸残基组成,且在靠近N端都有R2R3结构域。4个BlMYB氨基酸序列间一致性27%～37%,而与它们同源的拟南芥AtMYB氨基酸序列间的一致性为39%～55%。4个BlMYB基因都含有1～2个内含子。进化树构建分析发现4个BlMYB分属于4个不同的分支,其中BlMYB2、BlMYB4分别与细胞次生壁形成相关的MYB聚在一起。BlMYB1、BlMYB3在成熟叶片中优势表达,且随叶片成熟表达水平呈递增趋势,可能与叶片的发育有关。BlMYB2在木质化茎段的木质部强烈表达,而在叶片、韧皮部等组织中的表达相对较弱;在应拉木诱导形成的早期阶段,应拉木中BlMYB2呈下调表达,尤其是拉弯处理48 h和7天时的相应数值均显著低于直立木。BlMYB4在茎的木质部、成熟雄花序中优势表达,在根、嫩叶中的表达水平较低;同时,在应拉木诱导形成早期阶段,BlMYB4在应拉木和对应木中分别呈现上调和下调表达。另外,基于共表达分析和特异性AC元件筛选,推测FRK、COMT、HCT、CesA3、CesA4、4CL、CCoAOMT 7个纤维素、木质素合成酶基因可能受BlMYB2和BlMYB4所调控。【结论】获得的4个光皮桦BlMYB基因属于R2R3-MYB家族,具不同的基因结构。4个基因呈现不同的表达模式暗示它们可能参与调控不同代谢途径。结合光皮桦应拉木特征和共表达分析结果,可初步推测BlMYB2和BlMYB4可能参与光皮桦木材形成过程的调控。

杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2>0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。

褪黑素处理对高节竹笋低温贮藏过程中木质化的影响

【目的】 探讨褪黑素处理条件下,高节竹笋采后低温(4 ℃)贮藏过程中木质素形成、抗氧化酶活性、转录因子基因表达的变化模式,为阐明褪黑素处理对竹笋采后木质化过程的影响及其调控机制提供参考。【方法】 以高节竹笋为试验材料,分析低温(4 ℃)贮藏过程中(0、3、6、9、12天)褪黑素(1.0 mmol·L^-1)处理组和对照组竹笋硬度、黄度、亮度,木质素、纤维素含量,木质素合成相关的苯丙氨酸裂解酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸还原酶(APX)活性以及NAC、MYB转录因子基因表达等指标。【结果】 与对照相比,外源褪黑素处理减缓笋体变硬和黄化的速度以及木质素和纤维素的积累速度,显著抑制PAL和POD活性,提高了SOD、CAT和APX活性,有效延缓高节竹笋木质化的发生进程;转录因子MYB20、MYB63、MYB85、SND2和VND7的表达随竹笋采后贮藏时间的延长均受到不同程度的诱导,而MYB42、MYB43、NST1和KNAST7的表达量则有所下降。褪黑素处理一定程度上抑制了MYB20、MYB42和KNAT7的表达,促进了MYB43、MYB63、MYB85和SND2的表达。【结论】 外源褪黑素处理有效延缓了高节竹笋采后低温贮藏过程中木质化的发生进程,其机制可能是褪黑素处理降低了木质素生物合成相关酶的活性,提高了抗氧化能力。此外,褪黑素也可能参与竹笋木质化的转录调控过程。

堆沤温度对后熟过程中榧籽主要营养物质变化的影响

【目的】比较不同堆沤温度处理下野生种和栽培种榧籽后熟过程中主要营养物质的变化,探讨不同品种榧树营养物质转化及其后熟品质形成的调控机制,为提高榧籽后熟品质和香榧产业链的健康发展提供理论和实践指导。【方法】以4种榧籽(栽培种:朱岩榧、丁香榧和东榧3号;野生种:木榧)为试验材料,观察不同堆沤温度[(20±2)℃,记为T 20;(30±2)℃,记为T 30 ]处理下4种榧籽的种衣颜色并测定淀粉含量、可溶性蛋白含量、含油率及各脂肪酸组分等指标。【结果】1) T 20 处理20天时,4种榧籽的种衣均呈深黑褐色;T 30 处理10天时,除木榧外,其余3种榧籽的种衣均呈深黑褐色。2)堆沤前,木榧和丁香榧的淀粉含量明显高于其余2种榧籽。与堆沤前相比,T 20 处理20天和T 30 处理10天时,除木榧的淀粉含量无明显变化外,其余3种榧籽的淀粉含量均显著下降。3)堆沤前,朱岩榧和东榧3号的可溶性蛋白含量明显高于丁香榧和木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,除木榧外,其第3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加;T 30 处理10天时,除朱岩榧外,其余3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加。4)堆沤前,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量高低次序均为丁香榧>东榧3号>朱岩榧>木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量均显著增加;T 30 处理10天时,丁香榧和东榧3号的含油率和不饱和脂肪酸含量最高,朱岩榧次之,木榧最低。【结论】堆沤前,朱岩榧、丁香榧和东榧3号3种栽培种榧籽的品质明显优于野生种木榧。堆沤后熟处理后,4种榧籽的营养物质均存在淀粉下降和油脂增加,其中栽培种东榧3号的含油率增加最为显著,其次是丁香榧,野生种木榧最差。可见,尽管不同堆沤温度处理下不同品种榧树后熟过程存在明显差异,但后熟温度上升可明显加快榧籽的后熟进程,主要表现在淀粉分解加快,蛋白质和油脂的合成加快。

山核桃花粉母细胞减数分裂及核型

【目的】研究山核桃花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为变化及其染色体核型特征,进而确定山核桃染色体数目及倍性水平,探索山核桃无融合生殖现象与其倍性水平的关系,丰富山核桃生殖生物学等相关研究内容,同时也为山核桃杂交育种及系统分类等研究提供一些细胞学资料。【方法】1)以山核桃雄花序为研究材料,采用DAPI荧光染色技术对山核桃花粉母细胞减数分裂过程进行研究。2)以山核桃根尖为材料,采用核型分析技术分析山核桃染色体核型。【结果】1)山核桃花粉母细胞减数分裂分2次进行。第1次为减数分裂,所形成的子细胞染色体数目减半,分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ4个阶段,其中前期Ⅰ最为复杂,分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个时期,所经历时间最长,占整个分裂周期的70%;第2次为有丝分裂,形成的子细胞染色体数目不再减半,同样分为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ4个阶段,历时较短。2)在减数分裂同步性方面,同一小花的不同花药间及同一花序轴的不同小花间表现较为一致。3)山核桃大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,配成16个二价体,有一定比例的异常花粉母细胞出现,主要表现为中期Ⅰ出现落后染色体,异常率为8.86%,中期Ⅱ表现为不对称分裂,异常率为15.79%。4)山核桃核型公式为2n=32=20m+12sm,染色体相对长度变化范围为4.006(±0.449)~9.559(±1.175),臂比大于2的染色体比例为25.000%,最长染色体与最短染色体之比为2.417±0.456,核型不对称系数为62.875,核型分类属于2B。【结论】1)山核桃虽然存在无融合生殖现象,但是其花粉母细胞减数分裂仍遵循大多数被子植物减数分裂规律,在整个减数分裂进程中,前期Ⅰ所需时间最长。2)山核桃花粉母细胞减数分裂同步性程度较高,不利于山核桃散粉期的延长。3)山核桃花粉母细胞减数分裂异常情况主要出现在中期Ⅰ及中期Ⅱ2个阶段。4)山核桃核型属于比较对称的类型,其染色体数目为2n=32,减数分裂配对成16个二价体,在倍性水平上属于二倍体。

杉木根边缘细胞生物学特性及其对铝胁迫的响应

【目的】分析杉木根边缘细胞的生物学特性及其对铝胁迫的响应,为进一步研究杉木对铝胁迫的响应机制和耐铝种质筛选提供参考。【方法】利用悬空气培法研究不同根长杉木幼苗根边缘细胞的数量、活性等生物学特性,并通过铝离子处理分析杉木根边缘细胞对铝胁迫的响应。【结果】杉木种子刚萌发时,根尖处就开始产生边缘细胞,且边缘细胞数量随着根的伸长而逐渐增多,在根长1.5 cm时达到最大值,平均7497个。边缘细胞活性在根长小于0.5 cm时可达95%,随着根的伸长会逐渐降低,但基本稳定在80%左右。在根边缘细胞发育过程中,根冠果胶甲酯酶(PME)活性随着根的伸长呈现出先高后低的趋势,进一步的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理表明PME活性与边缘细胞游离至根际环境有关。铝胁迫处理结果表明,铝离子会显著抑制杉木幼苗根的伸长,且这种抑制作用在擦除根边缘细胞后会更加明显;低浓度的铝离子(100-200μmol•L^(-1))会促使边缘细胞分泌更多黏液,黏液层阻止铝离子吸附在根尖部位,从而对根尖起到一定保护作用。【结论】杉木幼苗根尖会产生大量具有活性的边缘细胞,其游离至根际环境的过程可能主要受到PME酶的调控;这些根边缘细胞会对铝离子胁迫作出响应,分泌更多黏液,从而起到减轻铝毒害或保护根尖免受铝毒害的作用。

香榧籽油对高脂膳食SD大鼠脂质代谢的影响及机理

为推进对香榧籽油生物功效的认知,以高脂膳食大鼠模型评估香榧籽油的降脂、抗氧化功效及其作用机理。将40只SD大鼠随机分为正常对照组(NF组)、2%香榧籽油正常组(NFO组)、高脂对照组(HF组)、2%香榧籽油高脂组(HFO组)。每周记录SD大鼠体重,分别在第4周和第7周检测血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、血糖(Glu)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)、C反应蛋白(CRP)、白介素6(IL-6)、白介素4(IL-4)水平。在第7周处死大鼠,解剖取肝脏、十二指肠、脂肪组织,采用油红O、苏木精-伊红(HE)染色观察组织形态,并采用qRT-PCR检测肝脏脂质代谢相关基因的表达。结果表明:实验第4周,与NF组相比,香榧籽油能极显著降低SD大鼠体重(P<0.01),整个实验周期内HF、HFO组大鼠体重无显著差异;与NF组相比,NFO组大鼠血清TG、Glu、MDA水平显著下降(P<0.05),HDL-C水平显著提高(P<0.05);与HF组相比,香榧籽油能显著降低大鼠血清TC、LDL-C和Glu水平(P<0.05),显著提高SOD、GSH-Px的活性和T-AOC(P<0.01,P<0.05)。实验第7周,与NF组相比,NFO组大鼠血清LDL-C水平极显著上升(P<0.01),TC、MDA水平显著下降(P<0.05);与HF组相比,香榧籽油能显著升高大鼠血清TG、LDL-C、MDA、CRP、IL-4水平(P<0.05,P<0.01);长期食用香榧籽油,大鼠肝脏、十二指肠组织中偶有炎性细胞浸润,脂肪组织细胞形态大小不均。NFO组大鼠肝脏AMPKα、SREBP-1c基因表达水平极显著高于NF组(P<0.01),HFO组大鼠肝脏FAS、ACC、AMPKα基因表达水平极显著低于HF组(P<0.01)。香榧籽油可能通过调节AMPKα/SREBP-1c信号通路实现调节大鼠血脂、提高抗氧化水平的生物功效。

非组培依赖的发根农杆菌介导的薄壳山核桃转化体系构建

【目的】建立一种简单高效的农杆菌介导薄壳山核桃Carya illinoinensis的转化体系。【方法】以薄壳山核桃钟山的幼苗为材料,采用四因素(菌种、菌液浓度、处理部位、苗龄)三水平正交试验进行农杆菌侵染薄壳山核桃茎部诱导发根,并通过DNA检测及GFP荧光验证。【结果】影响发根农杆菌侵染薄壳山核桃生根诱导率的因素大小为苗龄>处理部位>菌液浓度>菌种,OD_(600)为0.8的K599发根农杆菌于材料子叶期时侵染距离种子3~5 cm处,毛状根植株诱导率达56.5%,阳性毛状根植株诱导率为45.2%。【结论】建立并优化了非组培依赖的发根农杆菌介导的薄壳山核桃转化体系,为薄壳山核桃新品种培育、利用基因工程改良农艺性状奠定基础。