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精选专题

盐碱胁迫
土壤盐渍化已成为制约农作物生长的重要非生物因子之一,是限制农业生产的一个主要因素。本专题筛选《华北农学报》刊载的盐碱胁迫相关论文,研究领域涉及盐胁迫危害、植物对盐胁迫的生理响应及内在机制(包括渗透调节、活性氧清除、基因表达的调控等)、外源调控植物耐盐性途径等。点击相关论文即可打开该文网页并可下载全文。为方便读者引用及分享,每篇文章都包含完整的中英文引文格式(包含国际DOI号)及专有二维码,长按该文二维码即可打开该文网页,同时可以实现移动端分享。感谢您的下载引用及转发分享。
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  • 杨明煊, 李明玉, 汪波, 王泽, 刘智强, 周广生, 于放, 刘志文

    转录因子BnHY5-2与植物抗逆性相关。为揭示甘蓝型油菜转录因子BnHY5-2对盐碱胁迫的响应,主要通过瞬时转化过表达、qRT-PCR分析、亚细胞定位等方法,分析甘蓝型油菜转录因子BnHY5-2对光和盐碱的响应。结果表明,光照处理油菜后,在叶与茎中BnHY5-2基因的表达量均显著高于黑暗条件下,分别为黑暗条件下的29.22,3.15倍,叶片对光的敏感性大于茎,说明叶片是响应光转录因子BnHY5-2的主要部位。在光照条件下应用大连滨海盐碱土种植油菜,处理后BnHY5-2的表达在叶和茎中均显著下调,分别下调53.1%,31.0%;在黑暗条件下应用盐碱处理后BnHY5-2的表达在茎中下调48.2%,而在叶中的表达差异则不显著,表现出器官的差异性,说明叶片对光照条件要求更加严格。在油菜叶片中瞬时过表达BnHY5-2基因时,6个与盐碱相关的候选基因的表达中,有2个(BnNAC32BnGS)上调表达,分别为原来的1.25,3.28倍;而有4个(BnamyBnAspBnNHX7BnTPS)下调表达,分别下降24.8%,25.4%,71.0%,82.0%,同时甜菜碱含量由0.256 mg/g提升至0.573 mg/g,提高了1.24倍,说明过表达BnHY5-2基因会提高油菜的盐碱抗性。亚细胞定位结果显示,转录因子BnHY5-2定位于细胞核中,调控功能基因的表达。因此,BnHY5-2不仅与光信号有关,还参与油菜盐碱抗性。

  • 张慧, 赵杰, 李梦琦, 程文娟, 陈坤, 李丽, 肖辉

    为提高生物炭在盐碱地的适用性,研究改性生物炭对盐碱地的作用效果及微生态机理。通过2 a的大田试验,设置普通生物炭、富氮改性生物炭、富磷改性生物炭3种处理,3种生物炭用量分别为4.5,7.5,15.0 t/hm2,研究作物产量性状、土壤理化性质、土壤微生物多样性的响应情况。结果发现,添加生物炭可以改良土壤盐碱地,其中富氮改性生物炭和富磷改性生物炭效果更突出。生物炭可以提高盐碱地作物产量,降低土壤含盐量,改善土壤结构,降低土壤容重。3种生物炭影响并不一致,其中15.0 t/hm2磷改性生物炭对作物增产效果最好,其产量为(8.92±0.12)t/hm2,比对照组提高了110%。生物炭影响土壤微生物多样性,普通生物炭增加了土壤微生物多样性,但磷改性生物炭降低土壤微生物多样性。随着生物炭施用量的增加,土壤理化性质对土壤微生物和植物结构关系受到影响,三者之间的联系被削弱。综上,推荐施用15 t/hm2磷改性生物炭用于改善盐碱农田生态系统。

  • 郭远航, 王洪博, 白宝伟, 张磊, 赵丰年, 吕东雪, 贾婷, 王兴鹏

    为探明外源褪黑素(MT)对大豆幼苗耐盐性的调节作用,筛选出不同盐胁迫下适宜的施用浓度。以大豆品种田友-2986为试验材料,设置3个盐浓度(低盐S3:3 g/L、中盐S5:5 g/L、高盐S7:7 g/L )和6个MT浓度(M0:0 μmol/L、M1:25 μmol/L、M2:50 μmol/L、M3:75 μmol/L、M4:100 μmol/L、M5:150 μmol/L ),分析了大豆幼苗形态参数、生物量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量。随着盐胁迫程度的增大,大豆幼苗的根系形态参数、生物量、根冠比、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量降低,丙二醛含量增加。低盐(S3)和中盐(S5)胁迫下,外施50 μmol/L MT大豆根系总长度、侧根数、SOD和POD较不施加分别提高了52.30%,19.98%,74.10%,40.03%(低盐)和68.52%,19.24%,81.72%,37.42%(中盐);高盐(S7)胁迫下,外施75 μmol/L MT分别提高了71.17%,19.11%,80.79%和27.01%。盐胁迫下,外源25~100 μmol/L 的MT不同程度上促进了大豆幼苗生长,提高耐盐性。隶属函数综合评价表明,在低、中盐胁迫下,50 μmol/L MT的缓解盐害效果最好;高盐胁迫下,MT这一适宜浓度在75 μmol/L。MT缓解大豆幼苗盐害主要在于它提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低了丙二醛含量,从而缓解了盐胁迫下大豆的氧化胁迫和渗透胁迫。

  • 王宇豪, 王敬宽, 杜海岩, 季晓辉, 柳新伟

    为探讨绿肥种植对盐碱地淡水淋盐下土壤及淋溶液碳氮含量的影响,于2021年10月至2022年5月设置冬闲(T1)、冬牧70黑麦(T2)和油菜(T3)3个处理进行大田试验,测定土壤及淋溶液有机碳(SOC)、硝态氮($\mathrm{NO}_{3}{ }^{-}-\mathrm{N}$)、铵态氮($\mathrm{NH}_{4}^{+}-\mathrm{N}$)空间分布情况。结果表明,T1、T2、T3处理0~30 cm土层中土壤有机碳分别由淋盐前的6.20,6.58,7.24 g/kg增加到淋盐后的6.48,7.39,8.06 g/kg,增幅分别为4.41%,12.20%,11.23%。淋盐前后0~60 cm土层中T1处理土壤硝态氮含量显著高于T2和T3,淡水淋盐后,0~30 cm土层各处理分别降低42.42%,3.85%,10.84%;60~90 cm土层中减少了1.38%,7.96%,18.11%。淋盐前各土层土壤铵态氮含量不同处理之间无显著差异,淋盐后各土层土壤铵态氮含量均以T2含量最高。综上,淋盐灌溉后,相较于淋盐前各处理不同土层土壤有机碳均呈增加趋势,而土壤氮素则呈明显降低趋势,通过对土壤及淋溶液氮素含量分析发现,淋盐灌溉造成的氮素淋失主要以硝态氮为主。相较于冬闲田,种植油菜绿肥对土壤氮素提高有明显效果,而种植冬牧70绿肥对减少土壤氮素淋失具有最佳效果。

  • 梁栋, 杨于杰, 耿彪, 景盼盼, 苏献存, 武林锐, 渠云芳, 黄晋玲

    为探究盐胁迫对棉花生理机制的影响,以耐盐碱棉花中J0710为对照,对山西农业大学棉花育种课题组培育的2个棉花远缘杂交新种质 HL2、A2H 幼苗进行为期15 d的盐溶液处理(浓度为200 mmol/L),分析参试材料的相对株高、相对根长及相对成活率,计算盐害指数;并结合不同处理时间(0,5,12,24,48 h)的幼苗原初光能转化效率(Fv/Fm)、抗氧化酶活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量等生理指标的测定结果,对参试材料的耐盐性进行综合评价。结果表明,盐胁迫15 d后,对3个材料幼苗生长的伤害程度由弱到强依次为中J0710<HL2<A2H,盐胁迫极显著抑制了A2H 的相对株高、相对根长及相对成活率,说明该盐浓度处理下,对HL2及中J0710的生长发育影响较小,而对A2H的影响较大。在不同的处理时间下,盐胁迫对3个材料的最大光能转化效率均具有不同程度的影响,相较于胁迫前,抑制程度由弱到强依次为HL2<A2H<中J0710。相较于未胁迫之前,盐胁迫提高了过氧化物酶(POD)活性;其中,整个胁迫过程中HL2的POD活性显著高于A2H和耐盐对照中J0710,并且在胁迫12~48 h达到显著水平;超氧化物歧化酶(SOD)活性变化规律不明显,且在盐胁迫过程中发挥作用较低;HL2及耐盐对照中J0710的脯氨酸含量积累量均随着盐胁迫时间的延长而增多,种质HL2的可溶性糖及可溶性蛋白含量在整个盐胁迫期间均显著高于耐盐对照中J0710和A2H。综上,在盐逆境中,耐盐材料具有较发达的根系;而较高的光能转化效率、细胞内较高的活性氧清除能力以及较高的渗透调节物质的积累是其耐盐性较强的生理基础。

  • 马晓蕾, 胡朋举, 郭颂, 刘翠丽, 张冉冉, 李玉荣, 陶佩君, 王瑾, 杨永庆

    为培育和筛选耐盐碱花生品种,扩大盐碱地利用面积,以50个花生品种为材料,利用盆栽方式设置0,0.4%,0.8%,1.2%等4个盐碱梯度,进行耐盐碱品种筛选。结果表明,在萌发期0.8%盐碱胁迫下,50个品种种子在耐盐碱特性上分化明显,有8个品种的发芽率和发苗势仍保持在90%,85%以上。对苗期各生理指标评价结果显示,根部指标和地上部性状在低浓度(0.4%)盐碱胁迫下变化不大,但在中(0.8%)、高(1.2%)浓度胁迫下呈现不同程度下降趋势,降低幅度分别为22%~54%,30%~56%。此外,叶绿素指标随着盐碱浓度升高呈上升趋势,上升幅度为12%~13%。采用优异指数对花生综合评价结果显示,在0.4%,0.8%,1.2%浓度的盐碱胁迫下,分别有23,5,0个品种表现为优异。从相关性上分析,萌发期和苗期的耐盐碱胁迫之间无显著相关性,表明萌发期和苗期抗性分属不同的耐盐碱机制。以上研究结果得出结论:在盆栽条件下,中等浓度(0.8%)盐碱适合用于花生耐盐碱能力的筛选;根据综合优异指数,筛选获得5份耐盐碱花生品种,分别是:冀花572、唐3432、冀农花31、易花16和豫花191,为耐盐碱花生品种推广和培育提供了依据和种质资源。

  • 张莹, 李海俊, 高富成, 穆晓国, 高虎, 吴雪, 叶林, 曹凯

    耐盐品种选育是改善次生盐渍化导致的菜心减产的措施之一,因此,对菜心耐盐品种进行筛选并明确其耐性机理。在对照及盐处理条件下,通过测定9个菜心品种的生长指标,初步比较品种间的耐盐性差异,并筛选出耐盐品种及敏盐品种。同时,比较在盐胁迫条件下耐盐品种及敏盐品种的光合特性、MDA含量、相对电导率、组织化学染色、SOD、POD、CAT、APX活性、根系活力、地上部及地下部硝酸盐含量及硝酸还原酶活性,初步阐明菜心的耐盐机理。对供试9个品种菜心的生长指标进行分析,筛选出耐盐品种连州F1及盐敏感品种金秋红二号红;与对照(15 mmol/L Ca(NO3)2)处理相比,在80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫下连州F1的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的下降程度明显低于品种金秋红二号红;连州F1的相对电导率、MDA含量、O2   - ·、H2O2的含量在Ca(NO3)2胁迫下增加的程度低于品种金秋红二号红,而氧自由基的清除则成相反趋势;同时,80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫下连州F1的地上及地下部分硝酸盐含量低于金秋红二号红,而硝酸还原酶的活性更高;连州F1的根系活力受硝酸盐影响的程度低于金秋红二号红。连州F1为耐盐型菜心品种,金秋红二号红为盐敏感型菜心品种,连州F1所受的氧化胁迫程度较低,并且具有较高的光合效率和硝酸盐的还原能力,能够使其在硝酸盐胁迫下具有较好的生长能力,因此,在盐渍化程度较高的土地上,优先推荐连州F1作为主要栽培品种。

  • 冯玉倩, 米俊珍, 赵宝平, 徐忠山, 陈晓晶, 李英浩, 张碧茹, 刘景辉

    为探究秸秆与微生物菌肥对盐碱地土壤和作物盐分含量的影响,试验于内蒙古达拉特旗重度盐碱地,分别设不施秸秆不施微生物菌肥(CK)、秸秆单施(G)、微生物菌肥单施(F)、秸秆配施微生物菌肥(GF)4个处理,分别种植燕麦、高丹草、黍子、油用向日葵4种作物,分析秸秆配施微生物菌肥对盐碱地土壤和作物盐离子浓度及盐分含量的影响。结果表明,与CK相比,秸秆配施微生物菌肥能显著降低土壤含盐量,提高作物生物量及作物体内盐离子积累量,其中土壤全盐量在种植油用向日葵的土壤中最低,为4 400.41 mg/kg,较CK显著降低了13.85%;作物生物量及盐离子积累量以秸秆配施微生物菌肥处理下的高丹草最大,生物量和盐离子积累量分别较CK提高了68.32%,108.28%。此外,秸秆配施微生物菌肥增强了各作物对盐离子的选择吸收能力,配施处理下燕麦对Mg2+、Cl- SO 4 2 -有较强吸收能力,分别较CK提高50.51%,72.74%,56.39%;高丹草对Ca2+有选择吸收能力,较CK提高76.01%;油用向日葵则主要吸收K+,其含量较CK提高12.90%。综上,秸秆配施微生物菌肥能显著提高作物生物量、盐离子积累量及对盐离子的选择吸收能力,并且能有效降低盐碱地土壤全盐量,4种作物中,以高丹草和油用向日葵表现较好。

  • 王彪, 宋世佳, 李东晓, 董伟欣, 张月辰

    为探究褪黑素对盐胁迫下小豆幼苗生长发育的影响,以保红876为材料,设置4个处理:CK(清水)、S(60 mmol/L NaCl)、MT(50 μmol/L 褪黑素)和S-MT(60 mmol/L NaCl和50 μmol/L 褪黑素),并分析了小豆幼苗生长指标、光合指标、矿质元素离子含量和抗氧化酶活性的变化。结果表明,在盐胁迫条件下,较CK处理,小豆幼苗的生长受到明显抑制,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)显著降低;叶、茎中Na+含量显著上升,叶片中Ca2+含量显著上升而Mg2+含量则显著下降,豆苗Na+/K+比值显著增加;MDA和H2O2含量显著上升,破坏了膜脂选择透性。盐胁迫下施加褪黑素后,较S处理,显著提高了豆苗株高、叶面积和生物量,总根长显著增加;同时提高了叶绿素含量、叶片Pn、Tr和Ci;叶、茎中Na+和K+含量显著降低,叶片Mg2+含量显著升高同时Ca2+含量显著降低,豆苗Na+/K+比值降低;MDA、 O 2 -和H2O2含量下降;提高了叶片和根系SOD、POD和CAT活性。正常条件下,施加褪黑素可以促进豆苗的生长,提高幼苗的光合能力,提高了可溶性蛋白含量。对15个代表指标进行Spearman相关分析,发现总根长、叶绿素含量、净光合速率、抗氧化酶活性均与Na+/K+比值和ROS含量呈显著或极显著负相关。综上所述,盐胁迫下,褪黑素通过激活了豆苗抗氧化酶活性,可直接和间接的减少H2O2含量,保持膜脂渗透稳定性,从而利于植物体内Na+/K+平衡;同时,H2O2和Ca2+作为信号分子,在褪黑素调节细胞内离子平衡的过程中存在协同效应,从而提高植物的耐盐能力。

  • 许连周, 王琪, 刘丹阳, 钟锐, 孟庆峰, 张如月, 刘阳, 马献发, 骆静梅, 邢华铭, 嵩博

    基于松嫩平原苏打盐碱土有机肥长期改良试验,以未施用有机肥为对照(CK),研究不同改良年限(4,11,15,20 a)对土壤胶体组分、土壤有机碳组分及土壤有机无机复合程度的影响。结果表明,随着改良年限的增加,土壤水分散组胶体(G0)含量显著降低(P<0.05),而土壤钙结合的复合体(G1)含量显著增加(P<0.05),土壤铁铝氧化物结合的复合体(G2)含量及(G0+G1+G2)含量并无显著性变化;G0、G1和G2组有机碳含量随改良年限的增加均呈增加趋势。与CK相比,施用有机肥处理显著提升了土壤有机碳和重组有机碳含量(P<0.05),并分别在4,11 a处理中达到最大值。改良年限在11 a及以上处理的复合体对土壤固碳的总贡献率为35.51%~54.64%。相对于CK,施用有机肥处理的苏打盐碱土有机无机复合程度均有不同程度提高,改良11 a及以上处理其增幅明显。综上所述,长期施用有机肥促进了苏打盐碱土水分散组胶体向水稳性复合体转化,显著增加了复合体对土壤固碳的贡献率,也显著提升了土壤的有机无机复合程度。

  • 宋丹华, 焦永刚, 石琳琪, 杨玉波, 郭敬华, 董灵迪

    为降低青梗菜硝酸盐含量,在采收前对其进行断营养处理。生理分析发现,断营养5 d青梗菜产量无明显变化,但根、叶柄和叶片的硝酸盐含量分别降低了49.77%,23.90%,33.39%。转录组比较发现,断营养5 d青梗菜根、叶柄和叶片分别鉴定出301,2 270,2 271个差异表达基因(DEGs)。基因本体论(GO)分析表明,这些DEGs均主要富集在氮(N)代谢、碳(C)代谢和活性氧(ROS)代谢过程中。在N代谢过程中,根、叶柄和叶片硝酸盐摄取转运蛋白NPF7.2基因下调表达;叶柄和叶片NPF7.2的上游调控因子ERF104下调表达;叶片硝酸盐再转运蛋白NPF2.13和NPF1.1基因上调表达;根和叶片硝酸盐同化关键酶谷氨酰胺合成酶(GS)基因上调表达。在C代谢过程中,叶柄和叶片蔗糖合成关键酶磷酸蔗糖合酶(SPS)基因上调表达。在ROS代谢过程中,根的超氧化物歧化酶(SOD)基因和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因上调表达;叶柄和叶片细胞色素P450、过氧化物酶体和脂肪氧化酶下调表达;叶片过氧化氢酶(CAT)基因和过氧化物酶(POD)基因上调表达。综上,在青梗菜采收前5 d进行断营养处理,不仅可以保证产量不受影响,还可以降低硝酸盐含量,提高品质。

  • 程利华, 杨红兰, 张大伟, 马清倩, 张道远
    摘要 (100) RichHTML (15) PDF全文 (144)

    为了进行苗期转ScALDH21基因棉花的耐盐性鉴定。以新农棉1号的T4ScALDH21基因棉花株系为研究材料,分别在大田条盆及温室盆栽条件下进行试验。大田条盆试验中,分别统计0.4%,0.5%,0.6%盐土栽种下转ScALDH21基因与受体棉花的叶绿素含量和存活率,并测定其净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及瞬时水分利用效率;室内盆栽试验中,分别统计NaCl(150 mmol/L)和清水处理下不同棉花株系MDA、POD、木质素、Na+、K+及Na+/K+值。结果表明,在盐胁迫条件下,与受体棉植株相比,转ScALDH21基因棉株的存活率上升,叶绿体含量增加,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及瞬时水分利用效率均提高;MDA含量降低,POD活性上升,木质素含量增加。从形态及生理指标层面验证了转ScALDH21基因棉花在苗期提高了植株的耐盐性。

  • 李路丽, 宗营杰, 杨华, 徐红卫, 高润红, 陆瑞菊, 刘成洪, 陈志伟

    为了建立基于氯酸盐的大麦氮高效筛选体系,探究氯酸盐处理对大麦幼苗的影响,并鉴定出对氯酸盐反应有差异的大麦种质材料,用于将来的大麦氮高效分子机理研究和育种。以18个上海地方品种和3个主栽品种为供试材料,在人工气候室进行水培试验,分别设置2 mmol/L KNO3(CK)和2 mmol/L KClO3处理,处理4 d后,测定大麦幼苗的苗高、根长、地上部和根干质量。结果表明:氯酸盐对大麦苗期生长有明显的抑制作用,特别是苗高和干质量。方差分析表明,所有性状在氯酸盐处理和正常培养(对照)下都呈极显著差异,并且处理和品种间,所有性状也均存在极显著的互作。不同指标的变异系数表明,不管是氯酸盐处理还是正常供氮条件下,根长和干质量的变异系数相对较大,而苗高的变异系数相对较小。相关性分析也表明,这些形态学指标在2种条件下都呈正相关关系。基于苗高和地上部干质量的氯酸盐敏感度对供试材料的区分总体上相似,但也有区别。苗高和地上部干质量对氯酸盐的反应可以作为筛选大麦氮高效的指标,并且基于苗高和地上部干质量的氯酸盐敏感度都认为,B104、B002、B053、B092和B068在对氯酸盐最敏感的6个品种里,说明这5个大麦品种氮素利用率可能比较高,而B016、B006和B008则都在对氯酸盐最不敏感的6个品种里面,说明这3个大麦品种氮素利用率可能比较低。

  • 赵长江, 都梦翔, 宋巨奇, 徐尚缘, 贺琳, 徐晶宇, 杨克军, 李佐同
    摘要 (542) RichHTML (225) PDF全文 (254)

    NRL(NPH3/RPT2-Like)是植物所特有的一类光响应蛋白,在向光素信号途径中发挥重要作用。利用生物信息学手段结合qRT-PCR技术,在玉米基因组水平对该家族基因进行鉴定并对其编码蛋白的性质、结构、进化、生育期组织表达和逆境表达进行分析。结果鉴定了31个ZmNRL基因,不均匀地分布于玉米9条染色体上,编码的氨基酸序列长度在464~749个,预测具有叶绿体、细胞核和细胞质等亚细胞定位。依据蛋白保守性将ZmNRL家族划分为四大类,基因结构也具有一定的保守性,多数基因含有4个外显子。基因启动子存在大量脱落酸、茉莉酸、光响应和抗氧化等顺式元件分析,其中G-box和Sp1等两类光相关元件数量较多。ZmNRL家族基因在生育期组织部位表达具有一定的时空特异性,总体表达量不高,仅有ZmNRL2ZmNRL4ZmNRL24ZmNRL29相对高表达。通过生育期组织表达数据共表达及其模块GO富集分析发现,6个ZmNRL基因可通过叶绿体等生物发生及组装生物过程,参与对叶片生长发育的调控。qRT-PCR结果表明,高温处理玉米幼苗ZmNRL12上调表达显著,干旱、盐和病原物接种处理ZmNRL5ZmNRL7ZmNRL19基因下调表达。综上,在玉米基因组鉴定出31个ZmNRL基因,该家族基因不仅具有明显的组织表达特异性,而且可参与玉米幼苗对生物和非生物逆境应答。

  • 闫留延, 李剑峰, 张世文, 张博, 王永芳, 张小梅, 祖超凡, 王振山, 桑璐曼, 何占祥, 贾小平, 董志平
    摘要 (1228) RichHTML (98) PDF全文 (205)

    利用RT-PCR技术从延谷11号谷子中克隆SiPRR73基因,通过系统分析SiPRR73组织表达特异性,对不同光周期处理、不同光温组合处理以及5种非生物胁迫处理的响应特点,揭示光周期、温度对SiPRR73的调控模式及SiPRR73对非生物胁迫的应答模式。结果表明,从延谷11号克隆得到SiPRR73基因2 928 bp的cDNA序列,包含2 283 bp的CDS区,编码760个氨基酸;SiPRR73蛋白与C4家族作物糜子、哈氏黍、高粱、玉米PRR73蛋白具有较近的进化关系。 SiPRR73在顶端第2片叶中表达水平最高,在根、茎、穗部表达水平较低。短日照、长日照条件下该基因均表现光照期表达水平高于黑暗期的特点,且整个营养生长期短日照条件下表达水平明显低于长日照,SiPRR73受光诱导表达和光周期调控。温度决定SiPRR73表达峰的数目,光周期决定SiPRR73表达峰出现的时间,光周期和温度共同参与了SiPRR73的表达调控。PEG和低温胁迫总体上诱导SiPRR73表达,NaCl在胁迫早期诱导该基因表达,后期总体表现为抑制状态,Fe胁迫则早期抑制该基因表达,后期总体诱导其表达,SiPRR73对ABA胁迫的响应特点接近NaCl。以上研究表明,谷子SiPRR73表达具有光依赖性,光周期和温度以互作模式调控SiPRR73表达,推测SiPRR73参与了谷子对不同光温环境的适应性调节过程,并且在应对干旱、低温、ABA、NaCl、Fe胁迫过程中发挥了一定作用。

  • 张斌
    摘要 (508) RichHTML (56) PDF全文 (241)

    为探究大豆GmPP2C89基因在植物非生物胁迫响应和适应过程中的功能,利用转录组数据和荧光定量PCR方法检测GmPP2C89基因在NaCl、PEG和甘露醇处理下的表达模式;接着分析GmPP2C89基因启动子上响应非生物胁迫的顺式作用元件,并根据元件的分布克隆不同长度的启动子构建融合GUS载体,获得对应的转基因拟南芥,通过GUS染色分析启动子对NaCl、PEG和甘露醇处理的响应。构建GmPP2C89基因过表达的转基因拟南芥,在正常条件和NaCl处理条件下测定根长、叶片MDA含量和电解质渗透率以及盐胁迫相关基因(SODPODCATRD26RD29ARD29B)的表达水平。结果显示,NaCl、PEG和甘露醇处理均导致大豆GmPP2C89基因表达水平显著上调;在其启动子区含有较多ABRE、DRE、G-box、MBS、MYB、MYC和TC-rich repeats等参与非生物胁迫响应的顺式作用元件,并且该启动子对NaCl处理具有更强的响应。此外,在盐处理条件下,转基因拟南芥GmPP2C89-OX根长显著大于WT,而MDA含量和电解质渗透率显著低于WT,耐盐性明显增强;抗氧化酶基因(SODPOD)和ABA途径关键基因RD29BGmPP2C89-OX中的表达水平显著高于WT。结果表明,大豆GmPP2C89基因受NaCl、PEG和甘露醇诱导表达上调,GmPP2C89过表达可通过激活抗氧化途径和ABA途径增强转基因拟南芥的耐盐性。

  • 张晓寒, 陈彦良, 马欣, 张珊珊, 韦善君
    摘要 (108) RichHTML (17) PDF全文 (101)

    为研究结缕草抗逆分子机制,报道了沟叶结缕草一个低温响应基因ZmCOR410的抗逆功能。基于转录组数据克隆获得了ZmCOR410 基因,采用实时定量PCR技术检测了其表达的低温响应模式,将其转化拟南芥中和酵母中鉴定了其抗逆功能。结果表明,ZmCOR410 基因编码区序列长927 bp,编码308个氨基酸,为酸性脱水素。在同源基因的系统进化树中ZmCOR410蛋白与耐旱性强的无芒隐子草和弯叶画眉草的同源基因亲缘关系最近。在基因组中,ZmCOR410基因编码区上游1 700 bp范围内有4个DRE顺式元件核心序列,其mRNA在低温胁迫下显著积累。转化了ZmCOR410基因的拟南芥,叶片抗冻能力增强,植株在干旱和高温胁迫下的存活率提高。转化了ZmCOR410基因的酵母细胞抗高温能力增强。结果说明,ZmCOR410 基因的表达产物在冷冻、高温和干旱胁迫下对细胞起保护作用,将有利于沟叶结缕草度过不良环境。

  • 李辉, 康泽培, 邱财生, 戴志刚, 邱化蛟

    通过鉴定红麻全基因组中WRKY基因家族所有成员,并分析其在盐胁迫下的表达特征,从而为研究WRKY基因家族成员在红麻响应盐胁迫过程中的生物学功能奠定坚实基础。利用生物信息学的方法对红麻全基因组中的WRKY基因家族成员进行鉴定,并对WRKY基因家族各成员的理化性质、系统发育和保守功能域进行分析,同时利用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫下WRKY基因家族各成员的表达特征。结果表明,共鉴定出33个WRKY基因家族成员,且该基因家族成员不均匀地分布在12条染色体上,每个基因家族成员的理化性质如氨基酸数目、分子质量、理论等电点都存在一定的差异,且每个基因家族成员的氨基酸保守序列WRKYGQK没有发生变异。红麻和拟南芥的WRKY基因家族系统进化树分析表明,33个WRKY家族成员分成了3个类群,GroupⅠ、GroupⅡ、Group Ⅲ,其中Group Ⅲ包含了5个亚组。实时荧光定量PCR技术分析结果表明,盐胁迫诱导表达的WRKY家族成员有26个,其中23个具有正向调控作用,3个具有负向调控作用。共鉴定出红麻WRKY家族成员33个,其中26个WRKY家族成员参与了红麻盐胁迫响应过程。

  • 李班, 吕莹, 杨明煊, 宋婷, 于放, 刘志文
    摘要 (618) RichHTML (19) PDF全文 (113)

    为探究盐碱胁迫对甘蓝型油菜的生理及分子机制的影响,以甘蓝型油菜华油杂62为试验材料,对油菜种子及幼苗进行不同浓度的复合盐、复合碱及复合盐碱溶液处理,测定种子的发芽率以及甘蓝型油菜叶片中叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性等生理指标,以高效液相色谱法测定油菜叶片中甜菜碱积累量,利用qRT-PCR 技术对甜菜碱合成途径中的关键酶基因胆碱单加氧酶基因(CMO)进行分析。结果表明,人工模拟的不同浓度盐碱溶液中,对种子萌发的伤害程度大小表现为复合盐碱>碱>盐;低浓度盐碱溶液促进油菜叶片叶绿素形成,高浓度盐碱溶液抑制叶绿素形成;盐碱胁迫显著提高了脯氨酸与可溶性糖含量,高盐碱溶液(YJ75,含盐碱75 mmol/L)处理21 d,脯氨酸与可溶性糖含量分别为对照组的65.99,5.21倍;盐碱胁迫增加了丙二醛的含量;盐碱胁迫显著提高了过氧化物酶(POD)活性,与对照组相比,高盐碱(YJ75)溶液处理21 d后的POD含量提高了2.26倍,在复合盐与复合碱处理第14 天,POD含量达到最高值,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化规律不明显,且在盐胁迫过程中发挥作用较低;盐碱胁迫显著提高了关键酶基因CMO的表达量,从而调控甜菜碱的积累量增多。综上,盐碱胁迫对甘蓝型油菜的伤害程度大小表现为复合盐碱>碱>盐,在高盐碱胁迫下,甘蓝型油菜会大量积累甜菜碱以降低自身所受的伤害。

  • 唐龙, 赵宇玮
    摘要 (526) RichHTML (59) PDF全文 (184)

    外源施加植物甾醇衍生物-油菜素内酯的信号物质可以显著提高植物的耐盐性。为了检测过表达编码植物固醇关键酶的甲基固醇加氧酶基因(SMO)是否能提高目标植物的盐胁迫耐受性,使用子房注射法,首先将植物甾醇生物合成过程中关键酶-甲基甾醇单加氧酶的编码PnSMO1.1基因转移到裂叶牵牛中,构建了该基因的过表达转基因株系。接着以经PCR鉴定验证的转基因植物株系幼苗为试验材料,在0~200 mmol/L 梯度NaCl处理条件下,检测了不同株系植物的根长和下胚轴长度等生长参数,以及叶片细胞中丙二醛(MDA)的含量、相对电导率、油菜素甾酮和6-脱氧油菜素甾酮含量等生理指标。结果显示,在100~250 mmol/L NaCl处理下,与野生型(WT)植株或空质粒转化对照(BL)植株相比,过表达PnSMO1.1显著增加了转化植株的根和下胚轴的相对生长量,增强了转基因株系的耐盐性。另外,与WT和BL幼苗相比,在不同的NaCl浓度处理条件下,转基因株系中6-脱氧油菜素甾酮的积累显著增加,但相对电导率(rEC)值、油菜素甾酮的积累量或MDA含量均显著降低。盐渍化、干旱和低温等事件的发生,严重抑制了植物的营养生长和产量。这些结果揭示,过表达PnSMO1.1基因,可以通过调节细胞内的油菜素内酯化合物积累量的动态,进而保护质膜的结构完整性,显著提高转基因植物的耐盐性。

  • 汪勇, 孟庆峰

    为了探究施用有机肥对盐碱土壤脱盐效果的长期效应,以腐熟牛粪为改良材料,根据牛粪施用年限共设置4个处理,分别为:施用牛粪8,12,18 a,以未施用牛粪的作为对照。通过对土壤可溶性盐分组成、交换性盐基、有机质、容重、EC和pH值等指标的测定,定量化探讨牛粪对各个指标影响及其关系,阐明长期施用牛粪对盐碱土脱盐效果的影响。结果表明,长期施用牛粪显著降低了土壤HCO3-的含量,消除了CO32-;降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度和土壤有机质;降低了Na+含量,增加了土壤交换性Ca2+、可溶性K+和Mg2+含量。相关性分析表明:土壤ESP和pH值与交换性Na+、HCO3-和CO32-含量呈显著正相关,土壤pH值与土壤有机质呈显著负相关关系。回归分析表明:影响钠吸附比的主要因素是可溶性Mg2+,其次是可溶性Na+,即:施用牛粪后,SAR的降低主要是由于可溶性Mg2+的增加和可溶性Na+的降低而引起的。相关性分析表明:牛粪的累积施用量与土壤pH值、EC、ESP和SAR等呈显著负相关。综上所述,每年施用牛粪导致了土壤pH值、碱化度、电导率和钠吸附比显著降低,这是由于土壤胶体上的Na+被游离的Ca2+替换,并且促进了土壤可溶性盐从土壤表层淋溶,降低了可溶性盐的含量,也使得可溶性盐的离子组成发生了变化。这些可能是每年施用有机肥导致土壤钙镁离子含量以及土壤孔隙度增加,土壤容重降低的结果。

  • 张红梅, 许文静, 陈华涛, 陈景斌, 刘晓庆, 杨守萍, 陈新
    发掘优异耐盐种质是进行豇豆品种耐盐性遗传改良的基础。以蛭石为培养基质,在子叶展开期,以分别添加50,100,150,200,250 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液对12个豇豆品种进行盐胁迫处理,研究不同盐浓度胁迫对豇豆耐盐等级(STR)、叶绿素含量(SPAD)、株高(PH)、根长(RL)、地上部鲜质量(AFW)、地上部干质量(ADW)、根鲜质量(RFW)和根干质量(RDW)等8个指标的影响,鉴定适宜盐浓度;依据隶属函数值(Fi),综合评价12个品种的耐盐性,并确定耐盐鉴定方法;根据此方法,评价84份豇豆种质资源的耐盐性。结果表明:随着盐浓度增加,12个品种STR值呈上升趋势,150 mmol/L NaCl胁迫下变异系数最大,确定150 mmol/L为豇豆苗期耐盐性鉴定适宜浓度;筛选出耐盐品种苏紫41和绿领四号(Fi>0.60),盐敏感品种苏豇1419(Fi<0.30);建立了一种以蛭石为基质,150 mmol/L NaCl处理4周左右进行豇豆苗期耐盐性鉴定的方法;84份豇豆种质资源耐盐性Fi变幅为0.06~0.88,遴选出苏紫豇1号和紫筋肉豆角等8份耐盐种质资源。本研究筛选到10份耐盐种质资源(Fi>0.60),为豇豆耐盐遗传改良提供参考。
  • 王启尧, 赵庚星, 赵永昶, 杨婧文, 张术伟, 李涛, 李建伟, 潘登, 涂强
    为探究滨海盐渍棉田施用微生物菌肥的降盐效果及棉花长势响应,选择黄河三角洲滨海轻度、中度盐渍棉田,布设不同种类生物产品、不同用量微生物菌肥的棉花田间试验,采集土壤盐分、棉花株高、SPAD值、冠层NDVI等数据,以各处理间的对比分析及方差分析方法,系统分析微生物菌肥对盐渍棉田的降盐效果及其棉花的长势响应。结果表明:不同种类的生物产品处理均有一定降盐效果,表层和下层、根际和垄间含盐量均有所下降。轻度盐渍棉田土壤含盐量降幅7.03%~35.06%,株高增幅9.76%~15.40%,SPAD值增幅12.97%~22.64%,NDVI值增幅12.58%~19.85%,微生物菌肥处理效果最佳;中度盐渍化棉田土壤含盐量降幅6.18%~31.85%,株高增幅10.02%~17.12%,SPAD值增幅13.67%~15.55%,NDVI值增幅9.22%~18.69%,微生物菌肥的降盐效果最为明显。综合看,施用微生物菌肥的降盐和长势促进效果,优于有机物+有益微生物处理,优于商品有机肥处理,微生物菌肥的推荐施用量1 500 kg/hm2。本研究证明滨海盐渍棉田施用微生物菌肥有明显降盐效果,并对棉花的长势有积极促进作用,研究结果为滨海盐渍农田生物改良提供了参考。
  • 刘畅, 段京涛, 张建夫, 庞丽, 宋昊跃, 陈发菊, 何正权, 张福丽
    为探究盐胁迫条件下木霉菌肥对小麦生长、抗病性、产量以及土壤酶活性的影响。通过小区试验,采用木霉菌肥代替30%化肥与100%施用化肥2种施肥方式,在盐胁迫条件下测定了小麦品种西农979的株高、根长、根数、生理生化指标、病穗率、病情指数、防效、千粒质量和土壤酶活性。结果表明,盐胁迫条件下木霉菌肥的施用与化肥相比显著增加了小麦株高、根长和根数,增加值分别为10.91%,43.45%,42.86%。其次,盐胁迫条件下,施用木霉菌肥显著提高了小麦叶片的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和叶绿素含量,同时丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量显著低于施用化肥的小麦。再者,施用木霉菌肥的小麦赤霉病的发病率显著低于施用化肥的小麦,对小麦赤霉病的防效达到了88.36%。千粒质量分析表明,施用木霉菌肥小麦籽粒的千粒质量与化肥相比增长了9.5%。另外,小麦根际和非根际的土壤酶活性研究表明,木霉菌肥提高了土壤的脲酶、蔗糖酶、脱氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性。总之,盐胁迫条件下,木霉菌肥通过提高小麦的抗氧化酶活性和叶绿素含量以及改善土壤的生态环境增强了小麦的抗病能力,从而增加了产量和提升了品质。
  • 李乾, 梁利群, 艾克达·热合曼, 孙博, 张立民, 董志国, 常玉梅
    为了掌握瓦氏雅罗鱼精子活力及其受精率的最适盐度、碱度和pH的范围,通过设置不同NaCl盐度(1‰,2‰,3‰,4‰,5‰,6‰,7‰,8‰)、NaHCO3碱度(10,20,30,40,50,60,70 mmol/L)、pH值(5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0)梯度范围的溶液及淡水对照组(盐度0、碱度0、pH值6.67)激发达里诺尔湖瓦氏雅罗鱼精子活力,观察了不同处理组精子状态,并对其激烈运动时间、快速运动时间及寿命进行了测定,同时测定了受精卵在不同盐度、碱度和pH溶液中的受精率。结果表明:盐度在0~4‰,瓦氏雅罗鱼精子激烈运动、快速运动时间及寿命呈逐渐上升趋势,4‰达到最长;碱度在0~50 mmol/L,精子激烈运动、快速运动时间及寿命随碱度增加而延长,50 mmol/L达到最大;pH值5.0~7.0,精子激烈运动、快速运动时间及寿命随pH值的升高而延长,pH值7.0达到最大;受精率分别在盐度4‰、碱度30 mmol/L、pH值6.5达到最高,不同盐度和碱度组的受精率显著低于淡水对照组。综上,基于对不同盐度、碱度和pH值对瓦氏雅罗鱼精子活力及其受精率的分析结果,建议在开展瓦氏雅罗鱼全人工繁殖及杂交育种过程中,尽量选择盐度在0~4‰,碱度为0~30 mmol/L,pH值6.0~7.0的盐碱水体或淡水中进行,可以获得较高的受精率及苗种成活率。
  • 王庆彪, 王艳萍, 令狐波, 钱慧慧, 赵秋菊, 张丽
    为探究不同浓度盐胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响,首先以11个不同类型萝卜品种为试材,通过盐胁迫对发芽率的影响,筛选出耐盐品种Yura Hama Daikon和盐敏感品种五斤红;以Yura Hama Daikon和五斤红为试材,研究了不同浓度盐胁迫对幼苗株高及叶焦指数的影响。结果表明:在100,200 mmol/L盐胁迫下,Yura Hama Daikon和五斤红的株高均显著下降,叶焦指数显著上升。相比盐敏感品种,耐盐品种株高下降幅度小,叶焦指数小。在200 mmol/L盐胁迫下,耐盐品种Yura Hama Daikon的株高下降幅度和叶焦指数分别为46.18%和20.56,而盐敏感品种五斤红为75.25%和56.11。利用qPCR对不同浓度盐处理下RsCATRsSOD基因在耐、感盐品种的表达模式进行分析,结果表明:低浓度盐处理后RsCAT的表达量先升后降,峰值出现在7 d左右;高浓度盐处理时,感盐品种该基因的表达量在48 h最高,而耐盐品种中表达量逐渐升高,维持时间较长,在7 d最高。RsSOD基因的表达模式表现为,高盐浓度处理后,耐盐品种的应激响应更迅速,24 h表达量最高,之后维持较高的水平,而在盐敏感品种RsSOD的表达量最大值出现在14 d。相关研究结果将为揭示萝卜响应盐胁迫机制提供参考,为创制耐盐萝卜新品种提供技术支撑。
  • 翟玲侠, 于崧, 侯玉龙, 秦猛, 朱雪天, 王小琴, 于立河
    为进一步揭示芸豆NAC基因在参与调控植物生长发育及应对非生物胁迫反应中的作用,以芸豆耐盐碱品种HYD为试验材料,利用Illumina HiSeq技术,构建了NaHCO3处理和NaCl处理下的芸豆叶片组织转录组。从转录组数据中共筛选出8个盐碱相关NAC转录因子,并对其进行理化性质分析、系统进化发育分析、磷酸化位点预测、蛋白质二级结构预测、启动子元件分析、基因结构分析、染色体定位分析和表达量分析。结果表明:8个芸豆盐碱响应NAC基因分子量在23 676.36~44 354.33 ku,蛋白编码203~394个氨基酸,等电点在4.74~8.86,其中3个基因编码酸性蛋白,8个蛋白被分为4个亚族(a~d),分列在8个染色体上,包含3个膜结合蛋白,8个蛋白中丝氨酸数量最多,有10~22个,无规则卷曲结构占比最大,在68.0%~84.5%,8个蛋白全部定位在细胞核上。在NaHCO3处理下,4个基因为上调表达(log2FC>2),2个为下调表达(log2FC<-2),NaCl处理下,1个为上调表达(log2FC>2),4个为下调表达(log2FC<-2),有3个基因同时响应NaHCO3和NaCl。在8个基因启动子中共发现10个启动子元件,同时每个基因都包含3~7个元件。表明这些基因都可能参与芸豆的逆境应答。
  • 戴良香, 丁红, 史晓龙, 徐扬, 张冠初, 秦斐斐, 张智猛
    为明确不同生育时期花生根际土壤微生物群落结构变化对盐胁迫的响应,以花育25为试验材料,采用盆栽试验设置3个盐胁迫梯度处理,研究盐胁迫对花生产量的影响,通过高通量测序技术分析盐胁迫下花生开花期和收获期根际土壤微生物群落结构变化。结果表明:在不同盐胁迫处理下花生根际微生物组成基本相似,但其多样性和丰富度在开花期和收获期有明显差异。高盐胁迫下开花下针期根际细菌群落多样性和丰富度较高,而收获期土壤根际微生物种类丰富度和多样性均降低;不同胁迫处理花生根际土壤的优势菌门均为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门和Patescibacteria。盐胁迫明显提高了蓝细菌门及γ-变形菌纲、疣微菌纲、拟杆菌纲的相对丰度,尤以开花下针期明显;样本层级聚类结果显示,花生根际微生物菌群多样性差异受花生生长发育阶段和盐胁迫强度影响较大,盐胁迫处理下同一生育时期样本各聚为一类;KEGG代谢功能基因分析表明,所有处理菌群涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢等功能基因丰度富集,而涉及信号转导、脂质代谢、复制和修复、异种生物的生物降解和代谢、其他氨基酸的代谢、折叠分类和降解等功能的丰度较低。盐胁迫处理使涉及物质和能量代谢、膜运输、翻译复制和修复以及信号转导等优势细菌功能基因丰度增加,花生百果质量和百仁质量降低,从而降低花生产量。因此,盐胁迫对花生根际细菌群落结构的变化和花生产量影响较大,通过改良土壤微生物环境来提高花生盐胁迫耐受性,为盐碱地区发展花生生产提供理论依据。
  • 高彦龙, 张德, 张瑞, 张仲兴, 赵婷, 王双成, 王延秀
    为探究不同浓度外源喷施CaCl2对盐胁迫下苹果幼苗生理特性的影响,以二年生T337实生苗为试材,通过盆栽试验法,设置100 mmol/L NaCl (T1)和100 mmol/L NaCl+4种不同浓度CaCl2(5.0(T2),7.5(T3),10.0(T4),12.5 mmol/L (T5))处理,以去离子水浇灌为对照(CK)。测定各处理组的叶绿素含量、光合与荧光参数、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,并对其进行相关性和主成分分析。结果表明,随胁迫时间延长,T337叶片的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)呈先升后降趋势,丙二醛(MDA)、胞间CO2浓度(Ci)、脯氨酸(Pro)和相对电导率(REC)呈不断上升趋势,初始荧光(F0)、PSⅡ最大光能转化率(Fv/ Fm)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈下降趋势;相比CK和T1,外源CaCl2处理后T337叶片各指标的变幅均减小,存在明显浓度效应。其中,T4(10 mmol/L)处理下相对叶绿素含量(SPAD)、Pn、Tr、POD、F0及SOD降幅最小,显著高于其他处理组;MDA、REC和Ci升幅最小,显著高于CK,低于其他处理组。14个指标相关性分析表明,Pn与CAT、Tr、Gs、F0、Fv/ Fm、ETR、SPAD、SOD和POD呈正相关,与Pro、MDA、Ci、REC呈负相关。将盐胁迫处理后相关的14个指标进行主成分分析,提取特征值大于1的2个主成分,其特征值分别为11.190,2.295;第一、二主成分方差贡献率依次为79.930%,16.394%,累计方差贡献率达到96.324%,符合分析要求。依据主成分得分排序,外源CaCl2对T337盐胁迫缓解能力由高到低为T4>T3>T2>T5。因此,10 mmol/L的CaCl2能更好地改善盐胁迫下T337砧木叶片的光合荧光特性、提高抗氧化酶系统和渗透调节能力、增强生物膜稳定性和通透性达到缓解盐胁迫的效应。
  • 程欣然, 蔡欣月, 岩温香, 牛江帅, 吴荣, 牛庭莉, 穆云静, 戴凌燕
    为了研究异源过表达Atvip1基因的高粱对盐碱胁迫的耐受性及相应生长情况,采用NaHCO3∶Na2CO3为5∶1,75 mmol/L,pH值9.63的盐碱胁迫液在高粱三叶一心期处理,在胁迫0,4,12,24,72,120 h对根系的生长指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及MDA含量进行测定。结果表明:异源过表达Atvip1基因能缓解盐碱胁迫对高粱幼苗生长的伤害,可使幼苗根表面积和根体积增大,根尖数和分叉数增多,高粱主根褐化出现较晚且症状轻,侧根发生早且数量多,在72 h后仍能保证新叶正常伸展,对地上部生长影响较轻。过表达Atvip1基因可提高转基因高粱根系抗O2活力,降低MDA的含量,抗氧化酶活性增强;胁迫早期(4~12 h),SOD、CAT和GR作用明显;胁迫中期(24~72 h),所有酶均发挥作用;胁迫后期(120 h),CAT和GSH-PX起重要作用。盐碱胁迫差异转录组分析中,差异表达基因COG分析表明,防御机制在不同时间段中占比较大,获得抗氧化酶相关差异表达基因42个。异源过表达Atvip1基因可通过缓解盐碱胁迫对光合作用和生长发育的影响,降低活性氧破坏及膜损伤来提高转基因高粱对盐碱胁迫的抗性。
  • 万雪, 荆文旭, 魏磊, 邢旭明, 史树德
    为了明确盐胁迫下甜菜是否存在自噬现象及其与植株耐盐生理特性的关系,以耐盐型甜菜品种LS2004和盐敏感型甜菜品种KWS7125为试验材料,研究在不同盐梯度处理下甜菜的自噬发生情况、活性氧含量、渗透调节物质含量及其之间的作用关系。结果表明:盐胁迫可诱导甜菜幼苗体内自噬现象的发生,自噬参与了甜菜幼苗对盐胁迫的防御过程,具体表现为随着盐浓度升高自噬作用增强,在300 mmol/L盐胁迫条件下,LS2004的自噬作用最强、自噬体数最多,为KWS7125的1.22倍。KWS7125的活性氧含量高于LS2004,在200 mmol/L处理下二者的过氧化氢含量达到峰值,分别较对照增加了40.06%及41.54%。在各处理下,KWS7125的超氧阴离子含量与相对电导率均高于LS2004。LS2004的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及可溶性总糖含量均随着盐浓度的升高而呈现先上升后下降的变化规律,但与KWS7125之间变化规律存在差异。综上,盐胁迫下甜菜幼苗存在自噬现象,并且甜菜幼苗可通过自噬作用、缓解氧化损伤与渗透调节物质含量等综合作用来提高甜菜耐盐能力。
  • 刘婷婷, 卫旭阳, 翟锡姣, 曹世宇, 郑少文
    为了探究不同外源褪黑素浓度对盐渍环境下黄瓜幼苗生长的影响,以黄瓜新泰密刺为试材,采用叶面喷施方法,研究中度盐渍环境下不同外源褪黑素浓度(0,50,100,150,200 μmol/L)对黄瓜幼苗的生长指标、渗透调节物质、抗氧化酶活性、光合色素含量及叶片酶活性和相对电导率的影响。结果表明,外源褪黑素浓度为100 μmol/L的处理较150,200 μmol/L的处理更能显著提高盐渍环境下黄瓜幼苗抵抗逆境的能力,幼苗的株高、茎粗、叶长和叶宽分别较0 μmol/L提高了21.0%,6.0%,5.8%和6.0%,促进了植株的生长;黄瓜幼苗的SOD、POD和根系活力分别较0 μmol/L分别提高了95.8%,3.6%和39.2%,MDA含量和叶片相对电导率分别较0 μmol/L降低了23.7%和8百分点,表明褪黑素处理提高了清除活性氧的能力,减少了膜脂过氧化对黄瓜幼苗细胞的伤害;叶绿素a含量较对照提高了37%;处理15 d后,处理组M2幼苗的初始荧光值(Fo)与最大荧光值(Fm)均显著高于对照,光能转化率(Fv/Fm)与对照之间无显著差异;渗透调节物质可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量分别较对照显著提高了13.8%,37.5%和3.6%。因此,100 μmol/L浓度的外源褪黑素处理黄瓜幼苗时,不仅可促进黄瓜幼苗的生长,还提高了黄瓜幼苗在盐渍环境下的抗逆性。
  • 陈阳, 金一锋, 金忠民, 王玉书, 蔡荣建, 邵竹林, 王杰
    植物硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRT)可有效调节与转运NO3-,提升氮素利用效率。分析草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT2.4基因在不同氮素浓度下的表达规律,旨在揭示硝酸盐转运蛋白NRT2.4基因在氮素调控中扮演的角色。以草地早熟禾为材料,首先设计特异引物,利用RT-PCR技术克隆得到草地早熟禾NRT2.4基因cDNA序列,其长度为1 694 bp,包含一个1 257 bp的CDS区,编码418个氨基酸序列,属于Nitrate/nitrite transporter NarK超级家族1,与二穗短柄草、节节麦NRT2.4基因高度同源。第6,7个跨膜区之间有一段MFS家族所特有的序列特征:G-X3-D-X2-G-X-R,第4个跨膜区有典型的NO3-/NO2-转运载体特征序列:A-G-W-G/A-N-M-G,第8个跨膜区之后含有保守的蛋白激酶C识别基序(S/T-X-R/K):SKR。利用qRT-PCR方法,测定草地早熟禾NRT2.4基因表达水平存在组织特异性,叶部表达量最多,硝态氮利于NRT2.4基因的表达,氮饥饿和高浓度NaNO3水培液处理均利于NRT2.4基因的表达。上述结果为草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT2.4在草坪草抗逆基因工程中的应用提供理论依据。
  • 李佳皓, 谢敏秋, 万传银, 左瑞洁, 鲁黎明, 李立芹
    初探StTCP13基因在盐胁迫方面的功能,为StTCP13在马铃薯非生物逆境响应的功能研究奠定基础。采用同源克隆策略获得StTCP13基因编码区全长,利用生物信息学分析蛋白结构域并构建系统进化树,qRT-PCR技术分析该基因表达模式,双酶切法构建StTCP13-pGEX6P1原核表达载体,利用大肠杆菌BL21表达StTCP13-GST标签融合蛋白,观察转StTCP13大肠杆菌BL21在盐胁迫培养基上的表型。结果显示,从马铃薯品种费乌瑞它中克隆得到了StTCP13基因,成功构建了StTCP13-GST标签融合蛋白的pGEX-6P-1原核表达载体,并在大肠杆菌BL21中诱导表达了目的蛋白。生物信息学分析结果表明,该基因CDS全长669 bp,编码一个由222个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质含有1个保守的TCP结构域,融合蛋白大小约为51 ku。系统进化树结果显示,马铃薯StTCP13与潘那利番茄SpTCP13、甜椒CaTCP13亲缘关系较近。表达分析结果显示,该基因在根中表达量最高,在芽眼中表达量最低,其表达受高盐胁迫诱导。盐胁迫表型分析结果表明,StTCP13能提高大肠杆菌对高盐胁迫的耐受性。综上,说明StTCP13在响应盐胁迫逆境中发挥一定功能。
  • 耿鑫鑫, 于丽杰, 陈超, 金晓霞
    非生物胁迫环境严重制约了番茄的生产,因此挖掘番茄耐非生物胁迫相关基因尤为重要。前期通过高通量测序筛选获得的UDP-糖基转移酶基因能够参与番茄镉胁迫应答反应,以番茄为试材,进一步研究该基因参与番茄抗逆的功能。首先,利用同源克隆法获得UDP全长的cDNA序列,对该序列进行生物信息学分析,再利用系统进化树分析该蛋白与其他植物的亲缘关系。其次,采用实时荧光定量PCR分析该基因的组织表达特性及其在3种不同非生物胁迫条件下(Cd、PEG-6000、NaCl)的表达模式。进一步利用转基因酵母分析胁迫表型。测序结果显示,该基因的cDNA全长为1 486 bp,包含一个1 452 bp的开放阅读框(ORF),编码483个氨基酸,将其命名为SlUDP。系统进化树分析结果显示该蛋白与马铃薯的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因在番茄不同组织中存在表达差异,在叶中表达量最高,各部位的表达量为叶片 > 果实 > 根部 > 侧茎 > 主茎 > 花。转SlUDP基因酵母胁迫表型分析结果显示,该基因提高了酵母对Cd及干旱的耐受性。根据以上结果推测SlUDP可能在番茄响应重金属镉和干旱胁迫中起到了一定的作用。
  • 莫天宇, 徐善斌, 邹德堂, 王敬国, 刘化龙, 孙健, 贾琰, 赵宏伟, 郑洪亮
    为了培育耐盐水稻品种,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在水稻品种东农427的耐盐负调控基因OsEIL1OsEIL2设计1个敲除靶点对其进行同时敲除。通过PCR和测序的方法,在T0共检测出了5个突变单株,其中有1株为双基因同时突变的植株。在该植株的T1株系中,获得了4株双基因纯合突变且不含T-DNA元件插入的植株。在T2进行苗期耐盐性鉴定,成熟期考察农艺性状指标。结果表明,在苗期200 mmol/L NaCl溶液处理5 d后,突变体植株的鲜质量和干质量显著高于野生型植株,地上部及地下部钠离子含量均显著低于野生型植株,钾离子含量与野生型植株无明显差异。恢复7 d后,突变体植株幼苗存活率(75.0%)显著高于野生型植株(8.3%)。在成熟期,突变体的主要农艺性状未发生明显变化。综上,利用CRISPR/Cas9技术对水稻品种东农427进行了耐盐改良,为耐盐水稻品种的培育提供了理论和材料基础。
  • 高玉坤, 杨溥原, 项晓冬, 魏世林, 任根增, 殷丛培, 梁红凯, 崔江慧, 常金华
    为探究土壤盐胁迫对不同生育时期(拔节期、开花期、成熟期)高粱植株生长及生理特性的影响,在4个盐处理水平(CK:0 g/kg,S3:3 g/kg,S5:5 g/kg,S7:7 g/kg)种植2个耐盐性不同的高粱品种高粱蔗(耐盐)和河农16(盐敏感),比较了2个品种在不同盐处理水平下、不同生育时期植株形态、根系形态、叶片光合特性及抗氧化酶活性的差异。研究结果表明:随盐胁迫程度增加,2个品种的抗氧化酶活性和叶绿素相对含量(SPAD)先升高后降低,抗氧化酶活性在S3处理或S5处理下达到最大值,且该最大值与对照间存在显著差异。2个高粱品种的丙二醛(MDA)含量,随盐处理浓度的增大而升高,在S7处理下显著高于对照,同一处理下耐盐品种高粱蔗的抗氧化酶活性高于盐敏感品种河农16,但丙二醛含量低于盐敏感品种。2个品种的光合能力受到盐胁迫的显著影响,在拔节期,S7处理显著降低了高粱蔗的Pn值,而2个品种的胞间CO2浓度(Ci)在S7处理下均高于对照。盐胁迫下高粱地上和地下部分生长都受到影响,2个品种的基部茎粗、总根长、根面积、根尖数和分支数在S3处理下达到最大值,基部节长、株高、总根长及根体积在S7处理下达到最低值。2个高粱品种在盐胁迫下籽粒脂肪、淀粉含量下降,单宁含量在低盐处理下显著高于对照,盐胁迫使籽粒品质下降。综上,低盐(3 g/kg)能促进高粱生长,而中盐(5 g/kg)和高盐(7 g/kg)条件对高粱生长有显著的抑制作用,高粱蔗比河农16的耐盐性更强。
  • 寇江涛
    为探明外源油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)调控紫花苜蓿苗期耐盐性的生理机制,选用陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗为试验材料,采用营养液水培法,在150 mmol/L NaCl胁迫下,叶片喷施0.1 μmol/L外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR),研究外源EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗株高、地上生物量、渗透调节能力和抗氧化能力的影响。结果表明:150 mmol/L NaCl胁迫下,陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗的株高和地上生物量显著下降(P<0.05),叶片中的可溶性蛋白含量和CAT活性均显著降低(P<0.05),活性氧(O2、OH·、H2O2)大量积累(P<0.05),膜脂过氧化产物MDA含量显著增加(P<0.05)。150 mmol/L NaCl胁迫下,喷施0.1 μmol/L外源EBR后,陇中苜蓿幼苗的株高和中苜3号幼苗的地上生物量显著增加(P<0.05),陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗叶片中的可溶性蛋白含量显著提高(P<0.05),酶促抗氧化系统(SOD、GPX、APX、GR、CAT)活性和非酶抗氧化系统(GSH、AsA)活性均显著提高(P<0.05),活性氧(O2、OH·、H2O2)产生量显著下降(P<0.05),膜脂过氧化程度显著降低(P<0.05)。说明NaCl胁迫下,喷施外源EBR能够增强紫花苜蓿幼苗的渗透调节能力,提高苜蓿幼苗酶促抗氧化系统和非酶促抗氧化系统活性,抑制苜蓿幼苗体内活性氧的大量积累,进而降低NaCl胁迫对苜蓿幼苗造成的渗透胁迫和氧化损伤程度,明显促进苜蓿幼苗的生长,对于提高紫花苜蓿苗期耐盐性具有积极的作用。
  • 蒋景龙, 李丽
    为了探明硫化氢调控植物响应盐胁迫的机理,以黄瓜幼苗为试材,通过浇灌Hoagland营养液(CK)、200 mmol/L NaCl(T)和200 mmol/L NaCl+15 μmol/L NaHS(H2S供体试剂,S)处理,利用Illumina HiSeq高通量测序对黄瓜根系进行转录组测序及差异表达基因分析。结果发现,9个样本获得高质量序列共365.35 Mb,与参考基因组进行比对,比例为86.27%~88.64%的序列总数为315.74 Mb。差异表达基因分析显示:T组较CK组上调基因有1 168个,下调基因有1 076个;S组较T组上调基因有435个,下调基因有218个。GO富集分析显示:差异表达基因主要富集在分子功能大类中的结合和催化活性类,生物过程大类中的代谢过程、细胞过程和单一生物过程类及细胞组分大类中的膜和膜组分类中。KEGG富集分析将3个比较组的差异表达基因分别归为139,75,127个代谢通路,T-S比较组的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、内质网中的蛋白质加工和光合作用通路中。筛选10个可能与H2S调控黄瓜响应盐胁迫相关的基因:CSC1样蛋白ERD4基因、NADH型硝酸还原酶样基因、蛋白质TIFY 10B样基因、丙二烯氧化物环化酶基因、BTB/POZTAZ结构域蛋白1样基因、麦冬蛋白-3样基因、丝裂原激活蛋白激酶激酶3样基因、转录因子bHLH18样基因、IAA-氨基酸水解酶ILR1样4基因和钾通道AKT1基因。研究H2S调控黄瓜响应盐胁迫的机理,为提高植物耐盐性提供了理论数据和参考依据。
  • 段琼, 王晓宇, 霍红雁, 何智彪, 张丽雪, 刘栩铭, 张洪雨, 孟迪, 张继星
    为探讨RcCNGC2在蓖麻耐盐中的作用,以通蓖5号叶片为材料,克隆获得环核苷酸门控离子通道RcCNGC2完整编码区序列(CDS),并对该序列进行序列比对、蛋白结构分析,构建多元表达载体,分析了在盐胁迫下蓖麻RcCNGC2基因根、茎、叶组织中6个时间点的表达量变化。结果显示,RcCNGC2 CDS长度为2 148 bp,编码715个氨基酸,蛋白分子量为34.15 ku,等电点为9.96,存在5个跨膜结构域。氨基酸序列一致性分析表明,RcCNGC2与橡胶树一致性最高,达89.15%。qRT-PCR分析结果显示,NaCl处理后RcCNGC2表达量在根中上调且差异显著,在茎、叶中随NaCl处理时间延长而显著减少。综上,RcCNGC2在蓖麻受到盐胁迫时起重要信号传导作用。
  • 牛艳丽, 贾明珠, 韩栓, 付佳苗, 刘凌云
    为探讨小G蛋白在玉米盐胁迫响应中的作用,克隆玉米ZmRab7基因并对其生理功能进行初步分析。生物信息学分析表明,ZmRab7基因编码206个氨基酸,包含保守的G1-G5基序和C末端Cys位点;系统进化分析显示,玉米ZmRab7蛋白与同为单子叶植物的高粱SbRab7亲缘关系最近;ZmRab7蛋白在二级结构和三级结构上由4个α-螺旋和多个β-折叠、无规卷曲组成功能域,且与双子叶植物拟南芥AtRab7空间结构高度相似。进一步研究发现,ZmRab7主要在玉米的根及幼胚中表达;该基因启动子区含有4个GT1GMSCAM4和2个DRECRTCOREAT盐胁迫响应元件,高盐能够轻微抑制其表达;酵母生长试验证实,ZmRab7-pYES2转基因酵母表现出盐胁迫不耐受表型。这些结果说明,玉米ZmRab7基因编码1个响应盐胁迫的Rab类小G蛋白,为进一步详细阐明玉米中Rab类蛋白的生理功能奠定了基础。
  • 李佳锐, 张萃雯, 刘化龙, 王敬国, 孙健, 李宁, 雷蕾, 李宪伟, 邹德堂, 郑洪亮
    在盐、碱胁迫条件下检测控制水稻苗期地上部Na+、K+浓度的QTL位点,为深入研究水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。利用小白粳子/空育131衍生的含有200个株系的重组自交系群体,及其包含142个SSR标记的遗传连锁图谱对盐、碱胁迫条件下水稻苗期盐、碱害级别、地上部Na+浓度、K+浓度及Na+/K+进行QTL分析。在2种胁迫条件下共定位到了15个QTL,其中盐、碱胁迫条件下分别检测到7,8个QTL,分布在第2,3,5,7,8,9,11,12染色体上,LOD值为2.52~6.59,表型贡献率在6.10%~28.00%。其中,盐胁迫下与Na+浓度相关的qSSNC3和碱胁迫下与Na+/K+相关的qASNK3定位在相邻区间;盐胁迫下与Na+/K+相关的qSSNK2和碱胁迫下与K+浓度相关的qASKC2定位在相同区间;碱胁迫下与碱害级别相关的qSAT8和与Na+浓度相关的qASNC8、与K+浓度相关的qASKC8定位在相同或相邻区间,说明2种胁迫条件下Na+、K+浓度具有一定的遗传重叠。通过相同标记或比较图谱将本研究结果与前人研究结果进行比较分析,发现有13个QTL为已知QTL,而位于RM547~RM22750的qSAT8qASNC8为新的QTL位点。
  • 林静, 张云辉, 陈海元, 朱晓妹, 张所兵, 汪迎节, 方先文
    水稻耐盐遗传位点的发掘可为耐盐遗传机制的研究提供理论基础,为耐盐品种培育提供基因资源。以云南地方籼稻品种扎西玛与江苏著名优质粳稻品种南粳46为亲本构建的水稻重组自交系群体为研究对象,鉴定了各株系的苗期耐盐性,结合该群体的分子连锁图谱对控制水稻苗期耐盐性QTL进行分析,共检测到4个QTLs:qSST-1、qSST-3、qSST-5qSST-11 ,分别位于第1,3,5,11号染色体上。4个QTLs的增效等位基因均来自于亲本南粳46。经比较发现有3个QTLs与已克隆水稻耐盐基因不在同一染色体区间,说明为新的耐盐基因候选位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻耐盐QTL具有重要意义。
  • 姜红芳, 兰宇辰, 李猛, 赵洋, 李晓蕾, 王鹤璎, 徐令旗, 王君钰, 张佳柠, 吕艳东, 郭晓红
    为明确氮肥运筹对盐碱地水稻籽粒氮代谢关键酶活性和蛋白质含量的影响,以粳稻品种垦粳8号为材料,通过田间试验设置5种氮肥运筹,即不施氮肥(N0)、农民常规施氮(N1,纯N总量150 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥=6:3:1)、平衡施氮(N2,纯N总量150 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4:3:3)、平衡减氮(N3,纯N总量135 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4:3:3)、氮肥前移(N4,纯N总量150 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥=5:3:2),以N1为对照,分析不同氮肥运筹方式对盐碱地水稻抽穗期剑叶和籽粒中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性以及籽粒中蛋白质含量、蛋白质组分、氨基酸含量的影响。结果表明,与N1相比,N2、N3和N4提高了水稻抽穗期剑叶中的NR、GS、GOGAT活性,尤其是N2和N3的NR、GS、GOGAT活性分别显著提高了74.21%,63.22%,45.46%和28.95%,34.28%,27.27%;抽穗后籽粒中NR、GS、GOGAT活性随灌浆进程的推进而降低,且各时期的变化趋势与抽穗期剑叶一致。N2和N3清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量分别显著提高了28.30%,14.29%,10.32%和20.76%,9.89%,8.70%,醇溶蛋白分别显著降低了7.55%和9.43%,总蛋白质含量分别提高了9.59%,7.26%,N4蛋白质含量及其组分均有所提高,其中,谷蛋白显著提高了7.08%。N2和N3籽粒总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸含量分别显著提高了29.78%,31.14%,29.09%和19.11%,17.96%,19.39%,N4显著提高了总氨基酸和非必需氨基酸含量。综上,平衡施氮和平衡减氮有利于抽穗期剑叶以及籽粒灌浆过程中的NR、GS、GOGAT活性维持较高水平,调控蛋白质含量及其组分以及氨基酸含量,有效改善稻米的营养品质。
  • 何海锋, 吴娜, 刘吉利, 常雯雯, 张永乾, 蔡明, 陈娟, 杨亚亚
    为寻求适合宁夏银北盐碱地区种植的柳枝稷品种,通过田间试验,分析比较了11个不同来源柳枝稷品种的生物质产量及氮素吸收利用规律。结果表明:在11个柳枝稷品种中,Alamo生物产量最高,为20.47 t/hm2,显著高于其他品种生物产量(P <0.05),在整个生育期内氮素吸收效率均呈现先下降然后上升最后再下降的总趋势,而且Cave-in-Rock氮素吸收效率在开花期和灌浆期均较高,显著高于其他品种的吸收速率(P <0.05),Black Well氮素利用效率最高,达69.26 kg/kg,由聚类结果可知,分为四类。其中第2类中Alamo品种柳枝稷生物产量最高,氮素利用效率仅次于Black Well,为67.66 kg/kg,二者之间没有显著性差异(P >0.05)。综合分析得出:在该地区种植Alamo品种柳枝稷既能获得较高的生物产量,又能避免因施用过量的氮肥而带来一系列环境污染问题,为其在盐碱地栽培管理提供一定的理论依据。
  • 张倩, 李笑佳, 张淑英
    为了挖掘外源硅(Si)在盐分逆境胁迫应答中的作用,探讨外源Si对盐分逆境胁迫响应机制,以棉花品种新陆早45号为供试材料,分别对其实施不同程度的盐分逆境处理(盐分(NaCl)、硅(Si)2因素随机组合,分别为盐分(NaCl:0,100,200 mmol/L)、硅(K2SiO3:0,262.3 mg/L),总计6个处理),研究施用外源Si后,棉花幼苗生长、渗透调节系统、活性氧、丙二醛(MDA)含量和电解质渗出率的变化,探讨外源Si缓解盐分逆境胁迫对棉花幼苗各测量指标的抑制效应及其机制。结果发现:与对照(CK)相比,随着NaCl浓度的增加,棉花幼苗叶片鲜质量、叶片干质量、茎鲜质量、茎干质量、根干质量、根冠比、根系活力、苹果酸和柠檬酸均呈下降趋势;游离脯氨酸(Pro)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量、电解质渗出率和氧自由基(O2·)产生速率均呈上升趋势;可溶性糖(SS)和游离氨基酸含量呈先上升后下降的趋势。相同浓度盐分处理施加外源硅后,棉苗生物量及渗透调节物质含量明显增加,氧自由基产生速率、电解质渗出率、过氧化氢和丙二醛含量明显减少。综合分析表明,盐胁迫对棉花幼苗生长有抑制作用,且随盐浓度的增加,其生长受抑制和渗透胁迫程度加剧,外源硅通过提高棉花幼苗渗透调节物质积累量并降低活性氧积累,缓解盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制作用,提高棉花幼苗抗盐性。
  • 郭潇潇, 王雪莱, 梁海芸, 于崧, 于立河, 郭伟, 房孟颖, 郑立娜, 李欣
    为了探究芸豆根际微生态环境对盐胁迫的响应机制,以HYD和JW为试验材料,采用盆栽法,将2种碱性盐Na2CO3、NaHCO3按摩尔比1:9混合,按混合后占土壤质量分数0(S0),0.4%(S1),0.8%(S2),1.2%(S3)设计4个浓度梯度,研究不同程度盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,在盐碱胁迫下,HYD在株高、根长和地上、下生物量等优于JW。在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌、真菌和放线菌数量差异显著,细菌数量高于真菌和放线菌数量。两芸豆品种根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤微生物数量均在S1处理下达到最大值,且差异显著。在相同处理下,HYD的株高、根长和地上、地下生物量等生长特性与根际土壤微生物数量、酶活性均显著高于JW。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量、真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈显著或极显著正相关,磷酸酶活性与放线菌数量、过氧化氢酶活性与真菌数量均呈显著正相关。在盐碱胁迫条件下,pH值上升,微生物数量发生变化,导致酶活性改变,间接改变根际土壤微环境。一定量的盐碱胁迫有利于提高芸豆根际土壤微生物数量及酶活性,促进芸豆生长。
  • 郭军玲, 金辉, 王永亮, 郭彩霞, 杨治平
    为探明含碳物料对土壤改良及作物生长的影响,以晋北苏打盐化土为研究对象,通过田间试验研究了等碳量风化煤、生物炭、牛粪和秸秆对土壤理化性质及春玉米生长的影响。结果表明,含碳物料降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度。土壤容重表现为风化煤 < 牛粪 < 秸秆 < 生物炭 < CK,0~10 cm、10~20 cm土层风化煤处理比对照降低4.73%,7.05%,牛粪处理降低5.75%,3.91%;含碳物料明显提高了土壤有机质含量,0~20 cm土层有机质含量均以风化煤、牛粪处理较高,0~10 cm、10~20 cm较对照分别显著提高54.78%,36.62%和37.40%,32.95%;含碳物料明显降低了0~20 cm土层土壤pH值和全盐量,风化煤、牛粪处理降低效果优于生物炭和秸秆处理,施用风化煤、牛粪后0~10 cm、10~20 cm土壤pH值较对照显著降低0,59,0.55和0.53,0.53,全盐量降低13.49%,14.27%和8.10%,7.35%。含碳物料有降低土壤水溶性钠离子、碳酸根离子及碳酸氢根离子含量的作用,均以牛粪、风化煤处理的降低效果较好;施用含碳物料提高了土壤养分含量,牛粪、风化煤对土壤全氮、有效磷含量影响较大,秸秆对速效钾含量影响较大;含碳物料促进了春玉米的生长发育和产量的增加,其中株高、干物质量和产量表现为风化煤、牛粪>秸秆、生物炭>CK;施用风化煤、牛粪后2016,2017年产量较CK分别显著增加31.81%,37.72%和28.58%,22.99%。研究表明,含碳物料对苏打盐化土的改良利用有积极的影响,风化煤、牛粪改良效果优于秸秆和生物炭。
  • 杜康瑞, 段喜明, 赵晋忠, 胡晓芳, 贾俊仙, 张建刚, 张永坡, 岳爱琴, 杜维俊
    我国土地盐碱化日益严重,农业可持续发展受到严重阻碍,盐碱地改良迫在眉睫。以玉米先玉335为研究对象,在山西省清徐县徐沟镇的盐碱地条件下,探究新型改良剂乙酰化葡萄糖与尿素、磷肥和有机肥的不同配施组合对土壤的改良效果及对玉米生长发育的影响。结果表明,乙酰化葡萄糖、尿素、磷肥和有机肥混合施用对盐碱地改良效果最为显著,土壤pH值与对照相比降低了0.32;玉米叶片的SPAD值提高了50.834,净光合作用速率提高了21.8 μmol/(m2·s);玉米拔节期和收获期的株高与茎粗均有极大增加,分别增加了45.99,0.36 cm和77.13,0.50 cm;玉米穗长、单穗质量、百粒质量以及穗粒数均有极大增加,分别增大了5.06 cm、118.216 g、11.123 g和271.8粒。改良剂乙酰化葡萄糖与肥料的混合施用能促进作物生长并改善土壤理化性状,其可以作为未来盐碱地改良的重要措施之一。
  • 胡博文, 谷娇娇, 贾琰, 沙汉景, 张君颜, 黄书勤, 赵宏伟
    为了探讨盐胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉合成积累的影响,进一步丰富寒地粳稻耐盐研究的生理基础。通过盆栽试验,以耐盐性不同的2个寒地粳稻品种供试材料研究不同浓度盐胁迫下寒地粳稻籽粒淀粉合成关键酶活性变化规律及其与淀粉含量间的关系,揭示寒地粳稻籽粒淀粉合成代谢对盐胁迫的响应机制,研究盐胁迫对寒地粳稻产量及产量构成因素的影响,明确盐胁迫下寒地粳稻产量形成机制。结果表明,与对照相比,盐胁迫下寒地粳稻籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)、ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶(Q酶)活性降低,籽粒总淀粉、支链淀粉含量下降,而直链淀粉含量升高。同时,随着盐浓度的升高,产量构成因素各指标逐渐下降,盐胁迫主要影响牡丹江30的穗粒数及结实率从而影响产量,影响龙稻5有效穗数及结实率。当土壤含盐量大于0.075%时,理论产量受到较大影响。就品种而言,与牡丹江30相比,由于盐胁迫下耐盐性品种龙稻5具有相对较高的淀粉合成酶活性,使其籽粒淀粉及其组分含量较高,有利于籽粒干物质积累,确保其产量在盐胁迫下仍能维持在相对较高的水平。因此,籽粒淀粉合成关键酶活性是不同耐盐性品种响应盐胁迫的差异产物,其活性变化规律及高低可作为耐盐性鉴定的指标。