外源SiNPs对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响

【目的】研究外源二氧化硅纳米颗粒(SiNPs)对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响,为SiNPs在生姜抗盐性中的应用提供理论依据与技术支撑。【方法】以竹根姜(Zingiber officinale Roscoe.cv.zhugen)盆栽苗为试材,设置用100 mg/L SiNPs溶液喷施全株5 d后再用蒸馏水浇灌植株根部的SiNP100处理、用蒸馏水喷施全株5 d后再用20 g/L NaCl溶液浇灌植株根部的NaCl处理以及用100 mg/L SiNPs溶液喷施全株5 d后再用20 g/L NaCl溶液浇灌植株根部的SiNP100+NaCl处理,以前后均用蒸馏水处理为对照(CK)。随机选取不同处理后的生姜幼苗,观测其生长形态、光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b(Chl(a+b))和类胡萝卜素(Car))含量、叶绿素荧光参数(最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ))、光合作用参数(净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_(s)))、丙二醛(MDA)和H_(2)O_(2)含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性。【结果】与CK相比,SiNP100处理生姜幼苗的根尖数显著增加,Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量显著提高,NPQ显著下降,T_(r)显著增加,SOD和CAT活性显著升高,MDA和H_(2)O_(2)含量显著降低,其余指标均与CK差异不显著。在NaCl胁迫条件下,生姜幼苗根系生长受到抑制,叶片明显变黄,与CK相比,总根长、根系表面积、根尖数显著减少,4种光合色素含量均显著下降,F_(v)/F_(m)、ΦPSⅡ和qP显著降低,而NPQ显著升高,P_(n)、T_(r)和G_(s)显著降低,SOD、POD和CAT活性以及MDA和H_(2)O_(2)含量均显著升高。SiNP100预处理则可以缓解NaCl胁迫对生姜幼苗的损伤,总根长、根系表面积、根尖数较NaCl处理显著增加,叶片发黄症状也得到缓解;此外,与NaCl处理相比,SiNP100+NaCl处理生姜幼苗的Chl a、Chl b、Chl(a+b)含量和F_(v)/F_(m)、ΦPSⅡ、qP、P_(n)、T_(r)以及SOD、POD、CAT活性显著提高,而NPQ和MDA、H_(2)O_(2)含量显著下降,Car含量和G_(s)则与NaCl处理差异不显著。【结论】外源SiNPs预处理能通过促进植株根系生长、增加光合色素含量、提高光合作用效率、调节抗氧化酶活性、降低MDA和H_(2)O_(2)含量来缓解盐胁迫对生姜幼苗造成的生长抑制和氧化损伤,从而增强生姜植株的抗盐性。

三叶木通种子形态、解剖及萌芽生物学特性的研究

为了解三叶木通种子的形态、解剖及萌芽生物学特性,以野生三叶木通新鲜种子为材料,系统开展种子的形态特征、解剖结构、吸水特性、发芽特性和脱水敏感性等方面研究。结果表明,三叶木通种子黑褐色,扁长椭圆形或扁椭圆形,千粒重为62.29 g,长度、宽度、厚度分别为8.62 mm、5.80 mm、3.21 mm,种子的形态差异较大。种子由种皮、种阜、胚乳、胚组成,胚乳丰富,种胚直生。种胚由子叶、胚轴、胚芽、胚根组成,长度为3.01 mm。破皮处理可极显著提高种子的吸水率,促进种子萌发,表明三叶木通种子存在因种皮机械阻碍引起的休眠特性。湿沙层积温度对三叶木通种子发芽率有显著的影响,最佳温度为16℃,种子发芽率高达80.87%。种子活力随干燥时间的延长而不断下降,硅胶干燥脱水至第96小时时种子活力仅为11.2%,表明三叶木通种子为脱水敏感性种子。

生姜主栽品种枯萎病抗性评价及抗病性鉴定指标筛选

【目的】筛选抗枯萎病的生姜品种,建立抗病评价体系,为生姜枯萎病抗病品种选育及抗病机理研究提供理论参考。【方法】选取5个生姜主产区的主栽品种,采用室内人工接种法测定枯萎病菌(腐皮镰刀菌)侵染对不同生姜品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖苷酶(GLU)活性及次生抗菌物质含量、超氧阴离子(O^(-)_(2)·)、过氧化氢(H_(2)O_(2))、丙二醛(MDA)含量等的影响,结合抗病系数、主成分分析、聚类分析、相关分析和隶属函数对5个生姜品种幼苗的抗病性进行综合评价。【结果】山东大姜病情指数最低(4.0)、发病率最低(4%)、发病周期最长(24 d),表现出较强的抗病性;罗平小黄姜病情指数最高(45.2)、发病周期最短(7 d),表现抗病性较弱。不同生姜品种幼苗接菌后的生理生化指标均出现不同程度的变化,其中,山东大姜的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、防御酶(PAL、CHI、GLU)活性和次生抗菌物质(总酚、类黄酮、木质素)含量均高于其他品种,O^(-)_(2)·、H_(2)O_(2)和MDA含量低于其他品种,而罗平小黄姜呈现相反趋势。主成分分析将12个单项生理生化指标转换为3个独立综合指标,聚类分析将5个生姜品种划分为3类,结合隶属函数综合评价结果,5个生姜品种抗病性强弱表现为:山东大姜>凤头姜>竹根姜>贵州黄姜>罗平小黄姜,与人工接种试验中5个品种的发病程度一致。相关分析结果显示,SOD和类黄酮与抗病性综合评价值(D值)呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】5个生姜品种中山东大姜抗病性最强,罗平小黄姜抗病性最弱;SOD和类黄酮可作为生姜枯萎病抗性鉴定的主要参考指标。

生姜茎叶提取物对高粱蚜生长发育及防御酶活性的影响

为明确生姜(Zingiber officinale Roscoe)茎叶提取物(Ginger shoot extract,GSE)对蚜虫生长发育的抑制作用以及防御酶应答机制,以生姜茎叶和高粱蚜(Melanaphis sacchari Zehntner)为对象,研究GSE对高粱蚜生长发育及致死作用和虫体内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)活性的影响。结果表明,与对照(CK)相比,5、10、15mg/mL的GSE对高粱蚜的产仔数、蜕皮数和体重增长均有抑制效应,且浓度越高对高粱蚜生长发育的抑制效果越强,15mg/mL的GSE在5d时对高粱蚜的产仔数、蜕皮数和体重增长抑制作用最强,分别下降了58.58%、93.81%和32.32%。3种浓度的GSE也能显著增加高粱蚜若蚜的死亡率,且浓度越高杀蚜活性越强,其中15mg/mL的GSE在1d时高粱蚜若蚜死亡率最高,达到72.23%。15mg/mL的GSE能显著增加高粱蚜体内SOD活性,且在1d时活性最强,相比CK增加23.85%。高粱蚜体内POD活性则呈现先激活后抑制的趋势,而高粱蚜体内AChE活性在饲喂5d内均受到显著抑制,且在1d时抑制效果最强,相比CK下降了96.90%。结果显示,GSE可能成为蚜虫防治的新型植物源杀虫剂。