宽幅精播技术节水高产理论机制仍不明确.本研究于2017-2019年小麦生长季,以'济麦22'为试验材料,在测墒补灌节水栽培条件下,设置宽幅精播、常规条播两种种植方式和20、25、30 cm3种行距,研究了种植方式对小麦根系生物量、衰老特性、水分利用特性、棵间蒸发量和籽粒产量的影响,以探索宽幅精播种植方式对小麦根系生理特性、耗水特性及籽粒产量的影响.结果表明:宽幅精播条件下行距为25 cm处理(K25)0～20和20～40 cm 土层根重密度、根系可溶性蛋白含量、根系活力较其他处理分别提高7.2％～23.9％、8.7％～25.1％、10.7％～29.9％和 7.3％～27.6％、8.0％～38.5％、15.2％～32.7％;同一行距下,宽幅精播处理土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于常规条播处理,而灌溉量和棵间蒸发量低于常规条播处理;K25处理开花至成熟期耗水量及耗水模系数显著高于其他处理,籽粒产量、水分利用效率和灌水利用效率也显著高于其他处理.综上,本试验条件下采用基本苗180～270株·m-2、行距25 cm是黄淮海麦区宽幅精播种植方式下节水高产的适宜种植模式.

[目的]为明确几丁质和鞭毛蛋白衍生肽flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征,探讨辣椒先天免疫生理响应与辣椒抗多种病害的关系.[方法]以5个四川本地辣椒品种幼苗为试材,鉴定它们对青枯病和疫病病情指数和抗性水平,采用水培法培育幼苗并进行外源几丁质和flg22处理,检测各品种不同诱导时间下幼苗根系生长、气孔孔径、胼胝质沉积、活性氧(ROS)积累和SOD、CAT活性,以及先天免疫相关基因表达量的变化,综合评价其生理响应及其与抗病性关系.[结果](1)各品种幼苗青枯病和疫病病情指数以'川腾10号'最低,抗病性最强,以'本地条椒'最高,抗病性最弱.(2)外源几丁质和flg22抑制了各品种幼苗根系生长速率,诱导离体叶片气孔闭合,促进叶片细胞壁胼胝质沉积加厚,ROS含量持续增加,SOD和CAT活性不断提高.各品种幼苗先天免疫生理响应指标的平均隶属函数值以'川腾10号'最高,'本地条椒'最低,并且平均隶属函数值与疫病、青枯病病情指数均具有显著负相关性.(3)外源flg22和几丁质诱导'川腾10号'幼苗先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3显著上调表达.[结论]外源flg22和几丁质可诱导辣椒幼苗先天免疫生理响应,且响应程度强弱在品种间存在差异,依据生理响应指标通过隶属函数可综合评价辣椒品种的抗病水平;'川腾10号'的平均隶属函数值最高,多抗性水平最好,这与其先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3的显著上调表达有关.

[目的]探讨陕北地区红枣、核桃及苹果凋落叶的化感效应,为选择经济林下适生草种提供理论指导.[方法]以室外盆栽牧草多年生黑麦草和紫花苜蓿为材料,设置不同浓度红枣、核桃和苹果凋落叶浸提液(0.1,0.05,0.025,0.012 5 g/mL)处理,测定牧草生长和生理指标.[结果](1)牧草单株干质量在3类凋落叶各浓度浸提液处理下大多比对照显著降低,且红枣浸提液的降幅较小.(2)牧草丙二醛含量在3类浸提液处理下均高于对照,而红枣浸提液的增幅较小,其叶绿素含量、抗坏血酸含量和抗氧化酶活性变化在3类浸提液间存在明显差异,且多年生黑麦草的变幅明显大于紫花苜蓿.(3)3类浸提液对牧草根系性状的影响存在明显差异,均抑制其根长生长,明显抑制多年生黑麦草根尖数,而促进紫花苜蓿根尖数.[结论]3种果树凋落叶浸提液对2种牧草生长多表现出显著抑制作用,并以红枣浸提液的抑制作用最小,且多年生黑麦草生长受抑制程度小于紫花苜蓿.

为探究三个抗旱性不同的甘蔗品种['中蔗9号'(ZZ9),抗旱性强;'中蔗2号'(ZZ2),抗旱性弱;'新台糖22号'(Xintaitang22),抗旱性居中]在不同干旱胁迫环境下萌发早期种茎根和芽萌发的差异,试验采用水培法用不同浓度梯度PEG-6000[CK、10％(w/v)和20％(w/v)]模拟干旱胁迫连续培养12 d后采集根系和芽的萌发数量、根和芽的生物量、根系的形态特征及生理指标数据.研究结果显示,抗旱性强的品种'中蔗9号'根系的形态指标(根总长、根面积、根体积和根直径等)均显著高于'中蔗2号'和'新台糖22号'的.随着PEG-6000胁迫程度加深,'中蔗2号'的根系脱落率显著高于'中蔗9号'的,在高浓度PEG-6000(20％)胁迫下,随时间的延长'中蔗2号'的根系数量急剧下降,而'中蔗9号'的根系数量呈现上升趋势,说明'中蔗9号'的根点在高浓度PEG-6000模拟干旱胁迫下仍能保持生活力,并从休眠状态复苏而继续萌发.'中蔗9号'的根茎粗壮,根系生物量最多,芽体生物量最少,而'中蔗2号'反之,根系生物量最少,芽体生物量最多.在高浓度PEG-6000胁迫下,'中蔗2号'和'新台糖22号'的SOD、POD的酶活性均下降,而'中蔗9号'的处于持续上升趋势,此时'中蔗9号'根系的脯氨酸含量亦极显著(240％)上升.在PEG-6000模拟干旱胁迫下,甘蔗种茎根芽萌发的上述特征与大田抗旱表型观察结果相吻合.本研究结果为快速筛选抗旱甘蔗品种提供了参考依据.

[目的]探讨育苗容器类型和规格对紫叶紫薇容器苗生长、开花及生理的影响,筛选出培育紫叶紫薇容器苗的适宜育苗容器,为高效培育紫薇容器苗提供理论依据.[方法]以紫叶紫薇优良新品种'丹红紫叶'2年生苗木为研究材料,选用黑色塑料营养杯(C1)、白色无纺布美植袋(C2)、黑色控根容器(C3)3个类型以及16×16(D1)、21 ×21(D2)、25×25(D3)3种规格(直径×高,cm),组成9种容器组合处理,测定不同处理容器苗生长、开花及生理指标.[结果](1)不同育苗容器处理对紫叶紫薇容器苗的生长、开花及生理指标均影响显著,同一容器类型苗木的生长、根系、生物量、花期、花径、花序、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相对叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等指标均随着育苗容器规格的增大而显著增加.(2)地径生长量、总根长、总根表面积、总根体积、根尖数、地上部干质量、地下部干质量、总干质量、花期均以C3D3处理最大,比最小的C1D1处理分别显著提高817.12％、108.12％、94.60％、75.66％、144.14％、135.67％、228.45％、164.65％、34.48％;苗高生长量、冠幅生长量、叶面积、花序长和宽均以C1D3处理最高,比最低的C1D1处理分别显著提高116.05％、81.39％、114.95％、70.44％和65.79％;相对叶绿素含量、水分利用效率均以C3D3处理最大,可溶性蛋白和可溶性糖含量、净光合速率、气孔导度均以C1D3处理最高;胞间CO2浓度、水分利用效率在各处理之间无显著差异.(3)各处理隶属函数法综合评价得分排序为:C3D3＞C1D3＞C2D3＞C3D2＞C2D2＞C1D2＞C2D1＞C3D1＞C1D1.[结论]黑色控根容器在地径生长量、根系生长指标、生物量、花期和花径、叶绿素相对含量及净光合速率方面表现最佳;紫叶紫薇2年生苗的最适宜育苗容器是直径25 cm、高25 cm的黑色控根容器.

植物生长调节剂5-羟色胺(5-HT,5-hydroxy-tryptamine)已应用于农业生产,以提升作物抗旱性,然而其转录水平的分子机制尚不清楚.本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价,探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制.结果表明,50μmol/L的5-HT处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸和茉莉酸含量,而100 μmol/L的5-HT处理的结果则刚好相反.50 μmol/L的5-HT处理诱导丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性显著升高,而过氧化氢含量则显著降低.基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析结果表明,差异表达基因集主要包括抗氧化酶活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成、果胶代谢、次生代谢物生物合成、苯丙烷和半乳糖醛酸代谢等.与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等.通过加权基因共表达网络分析发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关,其中枢纽基因KAB1218346.1(LOX3)、KAB1219593.1(WRKY53)和KAB1217691.1(CZF1)主要参与激素代谢和转录调控,上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象.

[目的]考察密旋链霉菌Act12发酵液对石油胁迫下紫花苜蓿幼苗生长及生理特性的影响,探讨其缓解石油胁迫的作用机制.[方法]以'中苜3号'紫花苜蓿为供试植物,采用盆栽试验,考察质量分数3％(W/W)石油胁迫和不同浓度(0、1％、10％和100％)Act12发酵液处理下紫花苜蓿幼苗生长、根系构型、光合特性、渗透调节物质含量和抗氧化能力等指标的变化.[结果]相较于对照组(CK),3％石油胁迫显著抑制了幼苗的光合作用和生物量,同时增加了丙二醛(MDA)的积累,降低了可溶性糖和可溶性蛋白含量,改变了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性.中低浓度(1％和10％)的发酵液处理可以有效缓解石油胁迫对紫花苜蓿幼苗的毒害,并以10％的Act12发酵液效果最佳;与不施用Act12发酵液处理相比,10％Act12发酵液处理幼苗的株高、地上部干质量、地下部干质量、茎耐受指数、根耐受指数、总根长、根表面积、根体积和根尖数均显著增加,地上部分和地下部分MDA含量分别降低了 42.49％和56.45％,可溶性糖含量分别增加了 79.25％和89.83％,可溶性蛋白含量分别增加了 167.63％和256.15％,根系SOD和POD活性分别提升了 35.81％和57.33％.[结论]中低浓度密旋链霉菌Act12发酵液能有效增强石油胁迫下紫花苜蓿幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节能力,降低MDA含量,提高光合作用能力,增加生物量,有效缓解石油胁迫对幼苗生长的抑制.

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响.前期研究表明水翁(Syzygium nervosum A.Cunn.ex DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚.本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)及水淹-盐(175 mmol/L)复合胁迫3种胁迫处理,比较两物种对不同胁迫的生长、生理生化和盐胁迫相关离子积累的响应.结果显示,经过24 d处理,3种胁迫处理均低了两物种的生物量,提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性.水淹胁迫下两物种的超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢(H2O2)含量下降,根系K+含量上升,K+/Na+下降;盐胁迫下乌墨幼苗O2·-含量下降,水翁幼苗O2·-含量上升,两物种幼苗的脯氨酸含量、H2O2含量、Na+、Cl-含量上升,K+/Na+下降;水淹-盐复合胁迫下两物种的O2·-、Na+、Cl-含量上升,K+/Na+下降.此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫降低了两物种的生物量,提升了两物种的O2·-、Na+、Cl-含量.与水翁相比,乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下有较高的生物量、脯氨酸含量、GR活性和K+/Na+,以及较低的H2O2、Na+和Cl-含量,具有更强的盐、水淹-盐复合胁迫耐受能力.

以黑农37(感)和东农L10(抗)大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫RNA-seq数据,筛选出差异表达基因GmSBPC,对该基因编码蛋白的空间结构、蛋白理化性质、亲疏水性等进行生物信息学分析.利用抗病东农L10根系cDNA克隆GmSBPC.将含有pCAMBIA1302-GmSBPC重组载体转化至大肠杆菌DH5a、农杆菌GV3101(psoup-p19)进行亚细胞定位分析.重组pCAMBIA3300-GmSBPC转至根癌农杆菌K599进行大豆毛状根侵染.线虫土种植东农L10(抗)、东农50(感),大豆胞囊线虫胁迫处理0 d、3 d、6 d、9 d、12 d、15 d分别取根、茎、叶进行qRT-PCR分析基因表达模式.结果表明,GmSBPC蛋白编码146个氨基酸,为不溶性蛋白,α螺旋区占28.08％、延伸结构占15.75％、无规则卷曲占56.16％.亚细胞定位结果表明基因定位在细胞核中.过表达毛状根相比野生型大豆单位面积内线虫数目减少.大豆胞囊线虫胁迫下该基因在东农50和东农L10根系的表达模式为先升高后降低,整体表达水平东农L10根系＞东农50根系,东农L10根系中12 d表达量最高,该时期为线虫侵染大豆的二龄幼虫时期,因此判定该基因对线虫胁迫存在响应应答反应,推测该基因参与大豆胞囊线虫的胁迫反应.这些研究结果有助于进一步探讨SBPC基因在大豆抗胞囊线虫过程中的生理功能.

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是球囊菌门真菌与植物根系组成的共生体系,71%的维管植物有AM.球囊菌门(Glomeromycota)现下设 1 纲 4 目 11 科 27 属,约有 300 种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF).AMF可以提高植物对干旱、盐度、重金属等非生物胁迫和由其他生物引起的生物胁迫的抵抗力以及调节植物次生代谢产物的合成.本文综述了AMF对植物逆境胁迫和次生代谢产物影响的研究进展.阐述了AMF对植物形态结构、生理生化、基因表达和次生代谢等生命活动的影响.总结了AMF提高植物逆境胁迫抗性和调节植物次生代谢产物合成方面的作用机理.旨在为深入研究AMF响应植物逆境胁迫和调节植物次生代谢产物合成的作用机理提供参考.