目的 克隆西伯利亚白刺Nitraria sibirica维生素C合成过程中L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶(L-galactose-1-phosphate phosphatase,GPP)编码基因.方法 利用生物信息学方法对西伯利亚白刺三代转录组数据进行分析,共鉴定出2个GPP基因,并从西伯利亚白刺中成功克隆得到2条NsGPP基因序列,进一步利用生物信息学方法对其理化性质、蛋白结构、保守序列以及系统进化等进行分析,并结合RNA-seq数据分析其在盐胁迫下的表达模式,利用qRT-PCR实验检测其在不同组织中的表达水平.结果 从西伯利亚白刺中成功鉴定克隆出2个NsGPP基因,2个NsGPP基因所编码蛋白均含有保守的FBPase/IMPase/glpX-like(FIG)结构域,且与其他植物GPP蛋白具有较高的相似性.利用多个物种的GPP蛋白序列构建系统进化树,结果显示西伯利亚白刺与灌木或半木质化草本植物亲缘关系更近.Motif分析发现NsGPP蛋白与拟南芥等GPP蛋白较为相似,但也存在差异,并且2个NsGPP蛋白之间也存在差异.此外,NsGPP1与NsGPP2的蛋白三维结构之间也存在微小差别.RNA-seq分析表明,不同浓度NaCl处理下,NsGPP1的表达逐步升高的趋势,而NsGPP2的表达量则较低,且在盐胁迫后其表达水平逐渐降低.qRT-PCR实验结果显示,白刺GPP基因的表达存在组织表达特异性,且在同一组织中NsGPP1的表达水平显著高于NsGPP2.结论 从西伯利亚白刺中成功克隆到2个NsGPP基因,其编码蛋白均含有保守的FIG结构域,且与拟南芥等草本植物的GPP蛋白更为相似.NsGPP基因在不同组织中表达水平具有显著差异,其中NsGPP1可能参与西伯利亚白刺维生素C生物合成并参与白刺抵抗盐胁迫.为进一步解析白刺维生素C生物合成以及耐盐分子机制提供了理论依据.

为探讨胡杨适应盐渍环境的离子分布规律,揭示胡杨的耐盐生理机制,以高盐和低盐两种不同生境中的胡杨(Populus euphratica)为对象,测定其根、树干、老枝、幼枝、叶片等不同器官中Na+、K+、Ca2+、Cl-的含量,并分析各离子吸收、运输和分配特征的差异及其与土壤因子的关系.结果表明:(1)胡杨叶片中Na+、Cl-含量在高盐生境下显著低于低盐生境,K+含量在高盐生境下显著高于低盐生境,其他器官的各离子含量变化均不显著;胡杨老枝、幼枝、叶片的K+/Na+在高盐生境下均显著高于低盐环境、Ca2+/Na+增幅不明显;在高盐生境下,根系选择吸收K+能力显著低于低盐环境,但吸收Ca2+能力较强,且各器官对Ca2+、K+选择向上运输的能力更强.(2)在低盐环境中Na+、K+、Cl-主要分布在叶片中,Ca2+主要分布在根中,树干向幼枝、老枝选择运输K+、Ca2+能力较强;高盐生境中Na+、Ca2+主要分布于根中,K+、Cl-主要分布在根和叶片中,树根向老枝、幼枝选择运输K+、Ca2+能力较强.(3)胡杨根系Na+含量、地上器官K+含量与大部分土壤因子均呈显著正相关;根系K+含量与地上器官Na+含量和大部分土壤因子均呈显著负相关;树干中Ca2+含量与土壤总盐、电导率及Na+呈显著负相关;幼枝、树干中Cl-含量均与土壤HCO3-、SO42-有显著相关性;土壤含水量与根系中Na+含量呈显著正相关,与根系中K+含量呈显著负相关.综合分析推测,胡杨为适应不同盐渍环境,主要通过调节盐分离子在各器官的区域化分布、根系与叶片区隔和限制作用及枝干对离子的调节作用,保证树体各器官的离子平衡和正常生理代谢.

为明确胡杨的离子分布、吸收和运输规律,探讨胡杨适应盐渍环境的生理机制,以不同展叶物候期(萌芽期、展叶期、叶片快速发育期、叶片成熟期)的胡杨(Populus euphratica)为研究对象,测定各器官中的可溶性盐离子并分析离子吸收、运输和分配特征,结合林下土壤盐分,探讨胡杨离子分布与土壤盐分关系.结果表明,随着展叶物候的变化,胡杨通过对离子吸收、运输和分布规律的差异满足生长发育的需要及对环境的适应.(1)根系选择性吸收K+、Ca2+和Mg2+的能力随展叶物候变化呈先升后降趋势,以叶片快速发育期为最高,与土壤中总盐及Na+、Cl-含量变化趋势相反;(2)离子从根系-主干及幼枝-叶片的运输能力随展叶物候的变化表现为先降后升的相反趋势,且以叶片快速发育期为最低;(3)各器官中Na+和K+含量在展叶过程中变化不大,在叶片成熟期有显著升高,且Na+以根中含量最高,K+以叶片中含量最高,叶片和根系中Ca2+、Mg2+含量随展叶物候变化整体呈升高趋势;(4)展叶物候期胡杨器官离子与土壤离子相关性表现为:萌芽期,各器官离子含量受土壤盐分影响较小,指标间相关性多不显著;展叶期,根中Na+与土壤离子呈正相关,幼枝和主干K+与土壤多呈负相关;叶片快速发育期,幼枝Mg2+、根中Na+均与土壤离子呈正相关;叶片成熟期,各器官离子含量受土壤离子影响较小.

山东省黄河三角洲离海向陆25 km左右的区域内分布着不同类型的类圆形植被斑块,其演替速度快、生物多样性高,是研究黄河三角洲水盐交互作用和植被演替的理想对象,揭示其形成过程和机制对于黄河三角洲盐碱滩地植被恢复有着重要的实践意义.基于类圆形植被斑块的盐地碱蓬(Suaeda salsa)、柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites australis)生长发育的水盐阈值和生活习性,以及黄河三角洲缓平低地盐生植物群落的分布规律,对类圆形植被斑块形成过程和机制进行了解析.结果表明:缓平低地的积水地形导致的局部水盐再分配是类圆形植被斑块形成的基础.盐地碱蓬分布在类圆形植被斑块的最外缘,为局部高盐分(1.0％～2.1％)、湿润地带;向斑块中心,分布着矮小的芦苇,为局部中高盐分(0.12％～0.79％)、低水深地带;再向斑块中心,柽柳散落分布在积水线附近,为局部低水深、中等盐分(0.16％～0.70％)地带;斑块中心区分布着芦苇和白茅,为局部高水深、低盐分(0.1％～0.32％)区域.春季和冬季,灰白色的高含盐量盐斑出现在盐地碱蓬外侧,为局部高盐分(1.6％～3.4％)、干燥地带,由蒸发引起的盐分迁移积累所致.由此,形成面积相对稳定的圈层结构的类圆形植被斑块.依据该规律,可构建微地貌营造结合水盐控制的生态修复模式,促进植被的正向演替,为黄河三角洲盐碱滩地植被恢复提供一种基于自然的解决方案.

为了更好地理解濒危植物闽楠幼苗天然更新与微环境的关系,以广西富川县蚌贝村闽楠天然林胸径5.0 cm以下的更新个体为研究对象,基于0.64 hm2固定监测样地调查数据,采用Pearson相关系数、冗余分析等方法对幼苗更新密度与样地微环境因子关系进行分析.结果表明,(1)闽楠小幼苗更新个体数最多,随龄级增加更新密度呈下降趋势;幼苗向幼树转化率低,小幼苗向中幼苗转化率是闽楠更新成功的关键阶段;(2)闽楠幼苗更新密度与样地灌木层高度、最近母树距离、灌木层覆盖度极显著正相关,与样地光照、草本层覆盖度显著负相关;(3)灌木层高度、最近母树的距离、灌木层覆盖度、叶面积指数、光照、草本层覆盖度、凋落物厚度、土壤盐分是影响闽楠幼苗更新的主要微环境因子,光照和草本层覆盖度是闽楠幼苗更新的限制因子.研究表明,降低光照强度、减少草本层的覆盖度、增大灌木层的覆盖度等有利于闽楠种群更新发展.

木质部是植株体内水分传输的主要通路,其水力特性的变化会影响植株的水分关系和果实的水分积累.目前关于番茄植株木质部解剖结构和水力特性对水分和盐分胁迫的响应及其与植株生长和果实含水量之间的关系尚不明确.本研究通过日光温室番茄盆栽试验,设置3 个处理:对照,土壤含水量(θ)为75%～95%田间持水量(FC),初始电导率(EC)为0.398 dS·m-1;水分胁迫,开花前θ为75%～95%FC,开花后至成熟期θ为45%～65%FC,EC为0.398 dS·m-1;盐分胁迫,θ为75%～95%FC,EC为1.680 dS·m-1,研究了樱桃型番茄(红宝石)和中果型番茄(北番501)植株在水分和盐分胁迫下的植株生长、果实含水量以及木质部水力特性的变化.结果表明:与对照相比,水分和盐分胁迫下茎秆横截面积和木质部导管直径分别减小了22.0%～40.7%和10.0%～18.3%,茎秆比导水率和桁架柄比导水率分别降低了 8.8%～41.1%和 12.9%～28.4%,抑制了植株生长,减少了地上部鲜重、果实大小、果实鲜重和含水量,且与樱桃型番茄相比,中果型番茄的降幅更大.此外,果实含水量分别与茎秆和桁架柄比导水率呈显著正相关.综上,番茄植株在水分和盐分胁迫下木质部水力特性指标减小,生长被抑制,果实鲜重显著降低,最终导致产量降低.其中,中果型番茄相较于樱桃型番茄对水分和盐分胁迫更敏感.

以连续种植2茬的连作基质为对象,采用室内盆栽试验,设置连作基质太阳能消毒、热水消毒、多菌灵消毒、大蒜伴生栽培和施入微生物菌处理以及新基质对照,在种植黄瓜后观测基质理化性质、养分含量、酚类物质含量、相关酶活性的变化以及黄瓜结果期生长发育、光合作用和果实产量的变化,探究不同处理对连作基质栽培黄瓜生长发育影响的机制,以期在生产上为废旧基质重复利用提供新的思路和方法.结果表明:在连作基质栽培黄瓜后,太阳能消毒和热水消毒处理均能显著提高连作基质的pH,同时降低电导率;施入微生物菌处理的基质EC值、速效氮、速效磷、速效钾和总酚含量均显著低于连作基质,而其基质磷酸酶活性和过氧化氢酶活性显著高于连作基质.热水消毒还显著降低连作基质的总酚含量和复合态酚含量.黄瓜生长至结果期,太阳能消毒、热水消毒、多菌灵消毒、大蒜伴生栽培和施入微生物菌均显著增强黄瓜的根系活力和株高;其中热水消毒和施入微生物菌处理的产量增加最为显著,分别比连作基质栽培提高了 16.56％和18.40％.可见,连作基质进行热水消毒处理和施入微生物菌处理均能降低基质盐分积累,减少总酚含量,进而显著提高黄瓜的根系活力和光合作用,从而增加产量.

褪黑素具有增强植株耐盐性的作用,但其通过种子引发处理提高朝天椒植株耐盐性的效果和作用机制还鲜见报道.为探讨种子引发剂褪黑素(melatonin,MT)对盐胁迫下辣椒幼苗生长及生理特性的影响机制,以'茂蔬 360'为材料,研究褪黑素引发种子对盐胁迫下辣椒幼苗生长、光合特性、抗氧化代谢及渗透调节等的影响.结果表明,褪黑素种子引发处理显著缓解了盐胁迫对朝天椒植株生长的不利影响,与未引发处理相比,经不同浓度褪黑素引发种子后,显著提高了盐胁迫下辣椒幼苗生长,具体表现为植株根长、地上高度、茎鲜重、叶片鲜重、根鲜重、Fv'/Fm'、Qp、NPQ、Fo、Fv/Fm值和叶绿素含量提高.生理分析表明,经不同浓度褪黑素引发处理后,显著降低了盐胁迫下朝天椒植株叶片的丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量;叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、AsA和DHA含量显著提高;叶片POD、SOD、APX和GR活性显著增强.此外,经褪黑素引发处理后,显著提高了盐胁迫下叶、茎、根中K+含量,降低了Na+含量和Na+/K+值.以上结果表明,100 μmol/L褪黑素种子引发处理效果最好,明显提高了朝天椒对土壤盐分的耐性,减少了植株对Na+的吸收,缓解了盐胁迫对朝天椒植株的伤害.

盐胁迫是植物生长发育过程中的重要限制因子,可影响植物器官发育、形态建成、信号转导等各个环节,严重时会导致植物死亡.MicroRNA(miRNA)是一类长约19-25 nt的非编码单链RNA分子,越来越多的研究发现,在植物抵御盐胁迫过程中,miRNA可通过参与调控植物种子萌发、器官发育、形态建成、活性氧清除等过程发挥重要作用.对在植物抵御盐胁迫过程中发生响应的miRNA进行综述,旨在为植物耐盐机制研究和植物耐盐分子育种提供参考.

目的 比较美洲不同品种干海参营养成分的差异,发现美洲海参的不同品质特性.方法 基本理化指标采用国标法;胶原蛋白含量采用羟脯氨酸试剂盒法;皂苷采用紫外分光光度法;岩藻聚糖采用Discher法;硫酸软骨素采用高效液相色谱法.采用综合评分法,判断7种海参的优劣.结果 7种美洲干海参的含沙量、水分含量、盐分、复水干重率、蛋白质含量分另在0.61％～6.48％、2.04％～9.26％、8.58％～43.74％、50.39％～77.18％和38.09％～68.45％之间.水溶性还原糖、皂苷、岩藻糖含量分别在0.55～1.08、0.40～3.70和1.46～5.57 g/100g之间.胶原蛋白、硫酸软骨素含量分别在42.18～66.27和0.63～1.02mg/g之间.综合评分的结果显示,7种美洲干海参以乌皱辐肛参和小黑米刺的品质较优.结论 7种海参在营养成分上存在一定的差异,但均含胶原蛋白、皂苷、岩藻聚糖、硫酸软骨素等活性物质.7种美洲干海参品质评价的综合顺序是乌皱辐肛参＞小黑米刺＞白底辐肛参＞黑玉参＞加拿大海参＞阿拉斯加红参＞智利瓜参.