筇竹钾离子通道QtSKOR1基因的克隆及表达分析

【目的】外向整流型钾离子通道SKOR(Stelar K+outward rectifier)家族是参与植物钾离子转运和分配的重要通道,且K+在植物生理过程和响应非生物胁迫中有决定性作用。旨在研究外向整流型钾离子通道SKOR在富含钾元素的筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)发育及受到盐胁迫过程中的功能。【方法】利用RACE技术从筇竹的幼苗中获得SKOR基因并命名为QtSKOR1(基因号:MT078984),并对其进行生物信息分析及表达特征分析。【结果】QtSKOR1基因开放阅读框(1923 bp)编码了641个氨基酸。QtSKOR1蛋白存在环核苷酸(cNMP)和锚蛋白重复结构域(ANK)属于Shake亚家族,其相对分子质量为157.27 kD,理论等电点为4.94,含有3个跨膜区但不存在信号肽,属于疏水性蛋白。亚细胞定位分析表明QtSKOR1蛋白主要定位于线粒体(30.4%)和细胞质(26.1%)中。同源分析和进化分析显示,QtSKOR1与二穗短柄草(Brachypodium distachyum)和玉米(Zea mays)的同源性较高,分别为89.06%和87.91%。qPCR结果显示,QtSKOR1基因在筇竹所有组织中均有表达,且表达量从高到低依次为叶、根、茎、笋。与对照相比,随着钾胁迫时间的增加,QtSKOR1的表达量在根中显著增加,而在茎叶中显著降低。随着钠胁迫时间的增加,QtSKOR1的表达量在根茎叶中均呈下降趋势。【结论】QtSKOR1基因属于Shake亚家族,均参与了筇竹各个组织特别是叶的钾运输。同时,在钾胁迫下QtSKOR1基因在根中发挥了积极作用。

华山松-三七种植模式下矿质元素分布特征及重金属污染评价

华山松-三七农林经济模式成为缓解三七连作障碍问题的有效措施,然而关于该模式下华山松根、三七根及其根际土壤矿质元素含量的分布特征和重金属污染的研究较少。本试验测定分析了华山松根、三七根与其根际土壤中矿质元素含量及分布特征,并采用转移富集系数、地累积污染指数和相关系数分析了这两种植物转移富集矿质元素的能力、土壤重金属的污染状况及各元素之间的关系。结果表明:(1)三七及华山松根际土壤矿质元素含量都表现为Fe>Na>K>Mg>Mn>Ca>Zn>Cr>Pb>Cu>Cd;三七根中为K>Ca>Mg>Na>Fe>Zn>Mn>Cu>Cr>Cd>Pb;华山松根中为K>Ca>Na>Fe>Mn>Zn>Mg>Cu>Pb>Cr>Cd。(2)三七根对K和Ca存在富集,华山松根对Ca和Cd存在富集。(3)林下三七土壤未受重金属的污染。(4)三七根中K、Mg、Na、Zn、Mn、Pb分别与三七根际土壤Na、Cr、Ca、Cd、Pb、K、Fe等7种元素存在显著或极显著相关关系;华山松根中Na、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb、Cr分别与华山松根际土壤Mg、Cu、Cd、Na、Cr、Pb等6种元素存在显著或极显著相关关系。本研究可为华山松-三七可持续生态种植提供理论依据。

槭菌刺孢对5种甾醇脱甲基抑制剂的敏感性

由槭菌刺孢Mycocentrospora acerina(R.Hartig)Deighton引起的圆斑病是危害三七Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen的重要叶部病害,严重影响中药材三七的产量和质量。为探索槭菌刺孢对甾醇脱甲基抑制剂类(DMIs)杀菌剂的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了45株槭菌刺孢对氟硅唑、苯醚甲环唑、烯唑醇、丙环唑和戊唑醇5种杀菌剂的敏感性,并分析了病原菌对这5种杀菌剂敏感性的相关性。结果表明:氟硅唑、苯醚甲环唑、烯唑醇、丙环唑和戊唑醇对供试菌株的EC_(50)值分别在0.04~3.81、0.18~6.72、0.08~7.75、0.44~11.38和0.46~29.85μg/mL之间;敏感性频率分布测定结果表明,5种杀菌剂对呈连续单峰频次正态分布的大多数菌株群体的平均EC_(50)值分别为(0.99±0.64)、(1.77±0.97)、(2.37±1.39)、(2.61±1.48)和(3.18±1.58)μg/mL,供试菌株群体中已出现对5种杀菌剂敏感性降低的亚群体,且供试菌株对这5种DMIs杀菌剂均存在较强的交互抗性,而菌株对氟硅唑和苯醚甲环唑的交互抗性相关系数最高,为0.989。本研究结果可为云南省三七圆斑病防治中甾醇脱甲基抑制剂的合理使用提供理论依据。

EMS诱导红阳猕猴桃耐寒突变体的筛选及转录组分析

红阳猕猴桃(Actinidia chinensis var.chinensis‘Hongyang’)具有较高的经济价值和营养价值,以及较好的市场开发前景。但近年红阳猕猴桃产区如云南、四川等多地多次遭遇倒春寒等极端天气,其抗寒性差的缺点限制了发展空间。该研究通过在组培的过程中使用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导红阳猕猴桃突变体,进而筛选出耐寒突变体,并通过转录组分析探究其胁迫响应机制。该研究以红阳猕猴桃叶片为实验材料,在组培时(4.4 g·L^(-1) MS+4.5 g·L^(-1)琼脂+1.5 mg·L^(-1)6-BA+0.1 mg·L^(-1) NAA+15 g·L^(-1)蔗糖+0.01~0.10 g·L^(-1)EMS)利用EMS诱导技术诱导突变体,并在低温环境下筛选出耐寒突变体。选出的耐寒突变体和正常红阳猕猴桃组培苗先进行4℃12 h寒胁迫处理,再进行转录组测序分析。结果表明:(1)通过初步的表型鉴定,当EMS处理浓度为0.06 g·L^(-1)时诱导的部分突变体具有一定的耐寒性;(2)在转录组测序数据GO功能富集分析中,富集条目最多的是生物学过程;(3)利用KEGG数据库分析时,共筛选到21个差异表达基因在15条通路中得到注释且均为上调表达,其中内质网中的蛋白质加工通路(ath04141)中富集的差异表达基因最多,并且该通路内的sHSF、Hsp70和NEF可能与耐寒机制调控有关。综上研究结果为红阳猕猴桃耐寒种质资源的研究与利用提供了材料基础及理论依据。

低温胁迫对3种蕨类植物生理指标的影响

【目的】探索低温胁迫环境(0℃)对3种蕨类植物生理生化指标及光合特性的影响。【方法】以鸟巢蕨(Asplenium nidus)、波士顿蕨(Nephrolepis exaltata cv.Bostoniensis)和狼尾蕨(Davallia trichomanoides)3种蕨类为试验材料,在低温胁迫(0℃)下不同时间点0 h(CK)、48 h、96 h和恢复常温(20℃)48 h处理后测定其相关生理生化及光合指标。【结果】随低温胁迫持续时间的延长,3种蕨类植物叶片的相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性总体上均呈上升趋势,恢复常温(20℃)48 h后各指标均有所降低。叶绿素含量和丙二醛(MDA)含量变化趋势不同;随低温胁迫持续时间的延长,3种蕨类植物叶片的净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))及水分利用率(WUE)等光合参数均显著下降,胞间CO_(2)浓度(C_(i))上升,恢复常温(20℃)48 h后3种蕨类植物叶片的P_(n)、T_(r)、G_(s)及WUE等光合参数均有一定程度的回升,Ci浓度下降;主成分分析表明,主成分1中最大的特征向量是P_(n),其次是T_(r)和WUE,主成分2中最大的特征向量是叶绿素,其次是可溶性蛋白和可溶性糖。【结论】3种蕨类植物对低温胁迫的响应存在差异,利用隶属函数法进行综合评价,得出3种蕨类低温胁迫下耐受性强弱顺序为鸟巢蕨>狼尾蕨>波士顿蕨。

短毛切梢小蠹成虫口器感器的扫描电镜观察

口器是昆虫近距离感知的重要器官,通过环境扫描电镜对发生于云南地区的短毛切梢小蠹成虫口器上的感器进行观察,并作了详细描述。短毛切梢小蠹口器由1个上唇,1对上颚、1对下颚、1个下唇和1个舌组成,共有6类12种感器,分别为毛形感器(2亚型)、刺形感器(3亚型)、锥形感器(2亚型)、末梢锥形感器(3亚型)、腔锥形感器和指形感器。毛形感器数量最多,分布于上颚、内颚叶、外颚叶上部及上唇;刺形感器则位于茎节、内颚叶、下唇、下颚须与下唇须的节间处;锥形感器1仅分布于下唇内侧,而锥形感器2和末梢锥形感器则呈聚集分布于下颚须和下唇须的端部,且感器末端均有微孔;腔锥形感器和指形感器仅着生于下颚须第3节侧面,但没有感器分布于舌表面。口器感器的类型、数量和分布均没有性二型现象,但末梢锥形感器3和指形感器的数量存在种内变异,前者有9~13个,后者有4~6个。研究结果将为探讨短毛切梢小蠹的寄主选择、取食与求偶行为提供参考。

有机酸对滇水金凤根际和非根际土壤酶活性及重金属解吸的影响

[目的]探究外源有机酸对滇水金凤根际和非根际土壤中重金属解吸量和酶活性的影响,为滇池重金属污染修复提供理论依据。[方法]模拟滇水金凤根系分泌物,研究不同浓度(0、0.005、0.01、0.05、0.1 mol L^(-1))的乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、酒石酸对滇水金凤根际和非根际土壤铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)解吸量和酶活性的影响。[结果]5种有机酸均能显著促进土壤中Cu和Zn的解吸,且随有机酸浓度增加其解吸量增大,根际土壤中重金属解吸量大于非根际土壤。根际土壤中以0.1 mol L^(-1)丁酸对Pb、0.1 mol L^(-1)酒石酸对Cu和Zn的解吸量最大,分别为19.41、22.40和22.97 mg kg^(-1)。Cu和Zn的解吸分配系数(Kd)随5种有机酸浓度的增加而降低,Kd均在纯水处理时达最大值,分别为360.79和6592.64 L kg^(-1);非根际土壤中仅0.1 mol L^(-1)丙酸能解吸Pb,乙酸浓度为0.005、0 mol L^(-1)时Cu、Zn的Kd最大,分别为11079.68、3452.75 L kg^(-1)。5种有机酸处理均能显著提高滇水金凤根际和非根际土壤中α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶、木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和磷酸酶活性,以0.1mol L^(-1)戊酸、酒石酸分别处理根际和非根际土壤磷酸酶活性最高,分别为1181.88±2.54和717.34±6.64 nmol h^(-1)g^(-1)。土壤酶活性与有机酸浓度、Cu和Zn解吸量呈极显著正相关(P <0.01),有机酸处理下滇水金凤根际土壤酶活性高于非根际土壤。[结论]有机酸处理能增加滇水金凤根际和非根际土壤中Pb、Cu、Zn的解吸量和土壤酶活性,解吸后的重金属Cu、Zn能激活土壤酶活性。