[目的]研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响，并结合转录组测序分析，探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。[方法]采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理，分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异，采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序，通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。[结果]不同盐碱胁迫下，金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na2CO3>混合盐碱>NaCl；新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制，并随盐碱浓度增加而抑制加强，但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低；丙二醛（MDA）含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖含量、脯氨酸（Pro）含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据，组装得到55 793个Unigenes，其中29 534(52.93%)个Unigenes获得了注释；通过差异表达基因（DEGs）分析，3个比较组（CK vs NaCl,CK vs Na_2CO_3和CK vs混合盐碱）分别筛选出1 779、2 835和4 059个DEGs;DEGs GO富集分析表明，膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集；DEGs KEGG分析表明，苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集；此外，在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和b ZIP转录因子家族成员最多。[结论]金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro，提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫，但都呈现“低促高抑”的现象，说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径，并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。

本论文以盐柳1号(Salix psammophila‘Yanliu NO.1’)幼苗为研究对象,将2种中性盐NaCI、Na_2SO_4及2种碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3按不同比例混合,模拟出12种盐度和碱度各不相同的盐碱条件,以此来对盐柳1号幼苗进行混合盐碱胁迫处理,研究在混合盐碱胁迫下盐柳1号幼苗生长及生理指标的动态变化,并通过统计学方法明确混合盐碱胁迫对盐柳1号幼苗的主导作用因素,主要研究结果如下:1.在混合盐碱胁迫下,盐柳1号幼苗的生长受到了不同程度的抑制。随着盐浓度的增大和碱性盐比例(p

我国盐碱化土地面积巨大,通过利用耐盐品种、提高作物本身耐盐能力对增加粮食产量、经济效益以及改良盐碱地、提高土地生产力具有重要意义。以粳稻品种沈农265(直立穗型)、辽粳294(半直立穗型)和秋光(弯曲穗型)为试验材料,在幼苗3叶1心期进行盐碱胁迫处理,设置NaCl浓度分别为0(CK),50(低),100(中),150mmol·L~(-1)(高),Na2CO3浓度分别为0(CK),5(低),10(中),15mmol·L~(-1)(高),胁迫处理7d后考察不同盐碱浓度处理对3种穗型粳稻幼苗生物量、Na+在细胞水平上的区域化及叶片气孔特征的影响。结果表明:不同盐碱浓度胁迫下,幼苗茎叶、根系生物量降低幅度表现为沈农265<辽粳294<秋光,而且鲜重下降快于干重,随着盐碱胁迫浓度增加,3种穗型品种茎叶、根系生物量的降低幅度也随之增大;盐碱胁迫后,沈农265、辽粳294和秋光幼苗叶片细胞质、液泡和细胞壁中Na+浓度呈显著增加趋势,且随盐碱浓度的增加Na+浓度增幅逐渐扩大,细胞质中Na+浓度增幅总体表现为沈农265<辽粳294辽粳294>秋光;盐碱胁迫下,沈农265、辽粳294和秋光幼苗叶片的气孔长度、宽度和密度均受到影响,随着盐碱胁迫浓度的增加,叶片气孔的长度和宽度降低,气孔密度增大,叶片气孔的长度、宽度降幅呈现为沈农265<辽粳294辽粳294>秋光。从幼苗生物量、叶肉细胞Na+浓度和叶片气孔特性来看,直立穗型品种沈农265的耐盐碱性要优于半直立穗型品种辽粳294,更优于弯曲穗型品种秋光。

【目的】探明低温胁迫下水稻生理及基因动态变化规律，解析水稻响应低温胁迫的生理基础与分子机制，为筛选适宜的耐冷性水稻品种及水稻耐冷性遗传改良研究奠定基础。【方法】以P427（强耐冷型）、日本晴（耐冷型）和9311（冷敏感型）3个耐冷性不同的水稻品种为试验材料，采用表型和生理指标相结合的方法，研究3～4℃低温胁迫对其表型、叶绿素含量及电导率变化的影响，并利用RNA-Seq技术分析低温胁迫响应基因的动态变化及主要富集通路。【结果】强耐冷性水稻品种P427对低温表现较强的适应能力，低温胁迫下能保持较高的叶绿素含量，低温处理前、低温处理3 d和恢复生长3 d时叶绿素含量分别为29.64 μg/g、29.30 μg/g和27.96 μg/g；在低温处理1 d、3 d、5 d时且电导率最低，依次为10.39%、13.08%和17.04%，膜系统损伤最小；不论耐冷品种还是冷敏感品种，在低温诱导下大量低温响应基因发生表达变化，随着低温处理时间延长差异表达基因（DEGs）数量持续增加，但P427特有的DEGs数量则呈下降趋势，从2408个降至1717个。P427低温处理1～3 d时只有576个特有基因一直在差异表达。GO和KEGG富集分析发现，低温处理后P427特有的DEGs主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成等代谢通路。【结论】不同耐冷性品种其耐冷响应基因及调控机制可能存在差异，P427存在一套有别于日本晴和9311的低温胁迫响应基因。苗期水稻低温胁迫对植物激素信号转导和苯丙氨酸代谢影响较大，P427可能通过次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等代谢通路及苯丙烷类生物合成通路上的基因响应苗期的低温胁迫。

为了研究盐碱胁迫下野大麦(Hordeum brevisubulatum)的生理响应及耐盐碱基因的发掘,采用不同浓度NaCl与NaHCO3混合液胁迫处理45日龄幼苗,通过理化分析方法确定野大麦盐碱逆境胁迫临界值,通过转录组测序技术(RNA-Seq)分析基因表达情况。结果表明,不同浓度(100、200、300、400、500 mmol·L~(–1))混合盐碱胁迫2 d后,野大麦叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低的趋势,均在300 mmol·L~(–1)达到最大值,脯氨酸、可溶性糖含量呈连续上升趋势。选取300 mmol·L~(–1)处理组的野大麦叶片进行转录组测序分析,与对照组(无盐碱处理)相比有4 163个基因上调,1 936个基因下调;对差异表达基因进行GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3个主类52个小类;4 405个差异基因被注释到132个通路中,主要涉及蔗糖合成、脯氨酸合成、过氧化物酶体等代谢途径,蔗糖合成酶(SuS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)、谷氨酸激酶(ProB)、谷氨酸-5-半醛脱氢酶(ProA)、超氧化物歧化酶(SOD)等的编码基因上调表达。野大麦可以通过提高某些渗透调节物质含量适应盐碱逆境胁迫,这种代谢过程调节蕴涵相关基因表达调控的生理机制。

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

在40℃下对1年生花楸树幼苗进行0、2、4、68、1、0 h的高温胁迫,测定不同胁迫时间的叶绿素含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、叶绿素荧光参数以及叶绿体超微结构等生理生化和形态指标。结果表明:高温胁迫下叶绿素含量下降,MDA含量增加,相对电导率增大,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量先增加后降低;随着胁迫时间的延长,最大光量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)都呈下降趋势,非光化学淬灭系数(NPQ)呈上升趋势。高温胁迫0、6 h叶绿体超微结构基本没有发生变化,但是...

为了解新疆野苹果盐胁迫下的生理特性，以新疆野苹果实生幼苗为试材，设置６个Ｎａ Ｃｌ梯度（０，０．２％，０．４％，０．６％，０．８％，１．０％）处理４ ｈ和０．４％Ｎａ Ｃｌ溶液处理７个时间梯度（０，４，８，１２，１６，２０，２４ ｈ），采样测定其叶片中脯氨酸（Ｐｒｏ）、丙二醛（ＭＤａ）、叶绿素（Ｃｈｌ）和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶（ＳｏＤ）和过氧化物酶（ＰｏＤ）活性的变化。结果表明：叶片中脯氨酸的含量在Ｎａ Ｃｌ浓度为０．６％时和Ｎａ Ｃｌ浓度为０．４％处理１２ ｈ时，达到峰值，分别比对照提高了６３．１％和２７．０％。随着盐浓度的升高和盐胁迫时间的延长，丙二醛的含量呈现出逐渐增加的趋势。叶．．．

【目的】探讨盐胁迫对苜蓿幼苗不同器官生长及抗氧化酶系统的影响,为苜蓿植被恢复技术的研发提供理论参考。【方法】以新牧一号(盐忍耐品种)和北极星(盐敏感品种)2个苜蓿品种为材料,以0mmol/L NaCl处理为对照,用200mmol/L NaCl胁迫处理,测定萌发7d苜蓿幼苗芽、根生长及其H2O2、丙二醛(MDA)含量,相对质膜透性、抗氧化保护酶活性及其同功酶的变化。【结果】200mmol/L NaCl胁迫抑制了苜蓿幼苗的生长,并导致芽、根H2O2、MDA含量及相对质膜透性升高,但新牧一号芽、根器官均表现出比北极星较低程度的生长抑制或质膜损伤。盐胁迫后超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(...

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。

矿产资源的不合理开采、农药化肥的大量使用、汽车尾气的排放等，使重金属大量进入土壤环境中，造成土壤污染，这已成为深受全球关注的环境问题之一［１］。过量积累在生物体中的重金属能够通过食物链传递给人或者动物，严重威胁着人类的健康［２］；其中，铅（Ｐｂ）作为一种广泛存在的潜在环境污染物已经得到广泛关注。短期暴露于高浓度铅环

通过对不同盐碱胁迫下菊芋(Helianthus tuberosus)块茎发芽率、幼苗株高、叶片数量、叶面积等相关指标测定,探讨盐碱胁迫对块茎萌发及幼苗生长的影响,为菊芋在盐碱化土地上的栽培管理提供参考。结果表明,菊芋块茎随着盐浓度的增加发芽率降低,萌发速度指数先升高后降低,盐浓度100 mmol·L-1条件下,获得最大值152.06;300mmol·L-1条件下,获得最小值45.06;菊芋株高、叶片数量、叶片重、叶面积、叶柄重、茎秆重、茎秆直径、主根直径、须根直径、主根重、须根重、主根长度、一级须根、二级须根均随着盐浓度的增加而降低。菊芋块茎随着pH的增加发芽率先升再降后升,萌发速度指数升高。pH 7～10时,萌发速度指数范围为90.56～113.44;随着pH的增加,株高、叶片数量、叶面积、茎秆直径、主根直径、一级须根直径、主根长、一级须根长和二级须根长逐渐升高,而叶片、叶柄、茎秆、主根及须根重量值逐渐降低。

为探究盐碱胁迫下藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗对外源NO的生理响应,以‘陇藜4号’为试验材料,用NO释放剂硝普纳(SNP,150μmol·L~(-1))和5种不同p H (7.00、7.62、8.98、9.18、9.75、10.53)的混合盐碱溶液(200 mmol·L~(-1))对八叶一心期的藜麦幼苗进行处理,从藜麦幼苗生长、氮代谢相关酶活性及含氮化合物3个方面研究外源NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗生长及氮代谢的影响。结果表明:藜麦幼苗在盐碱胁迫下株高、生物量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均呈下降趋势,且随着盐碱胁迫的加剧,下降幅度增大;但根长、根冠比及可溶性蛋白含量和游离氨基酸总含量均呈升高趋势,其含量随盐碱胁迫的加剧而增加;外施NO后,可促进藜麦的地上及地下部分生长,提高氮代谢相关酶活性及含氮化合物含量(除可溶性糖含量呈下降趋势外)。其中,碱性盐处理中p H 9.75的处理效果最明显,其根长、生物量、NR和GS活性分别增加了110%、340%、51.52%和83.08%。综上所述,NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗的生长与氮代谢有明显的缓解作用,且对多组分的碱性盐的缓解效果优于中性盐。

向日葵资源材料幼苗耐盐性机制的研究和阐述对向日葵耐盐新品种选育意义重大。采用盆栽试验模拟0.35%,0.50%土壤含盐量水平,研究了盐分胁迫对5个自育向日葵不育系出苗率、苗期株高、叶面积、地上和地下部生物学产量、丙二醛含量、氧自由基产生速率和SOD活性、POD活性、CAT活性等幼苗生长和生理特性的影响,结果表明:轻度盐分胁迫(0.35%)对幼苗萌发有促进作用;中度盐分胁迫(0.50%)下,幼苗萌发及生长均受到抑制,叶片相对电导率增加,SOD、POD、CAT活性显著增加,O2.-产生速率、MDA含量与对照差异不大。较强的活性氧清除能力是向日葵耐盐碱特性的生理机制之一。5个自选不育系间耐盐性存在差...