少根紫萍转录因子及其营养胁迫下的表达

少根紫萍(Landoltia punctata)是一种浮水生、多功能、高环境适应能力的能源植物,为了解其生理特性的分子机制,利用少根紫萍转录因子预测数据与拟南芥、水稻、玉米数据库数据进行宏观比较,并结合转录组测序技术对少根紫萍营养胁迫后转录因子表达分析.结果显示,少根紫萍有1 076个转录因子,分属于66个家族,其中在b ZIP、WRKY、AP2/ERFERF、MYB、NAC、MADS-box等家族基因数明显减少,一定程度上解释了浮萍高黄铜低木质素、难开花的生理特性;少根紫萍在营养胁迫下偏向上调AP2/ERF-ERF、MYB、bHLH家族特定基因和下调AP2/ERF-ERF、WRKY家族特定基因来响应营养胁迫,尤其是AP2/ERF-ERF、WRKY两个家族中特定基因表达下调在响应水体营养胁迫中有非常重要的作用.本研究在转录因子层面对浮萍的生理特性,特别针对营养胁迫下转录因子的表达进行了探究,可为建立浮萍水生模式植物系统、深入探讨少根紫萍响应营养胁迫机制以及改造成耐受胁迫的高效淀粉积累能源植物提供理论指导.     

Hg2+胁迫下玉米生理生态变化的研究

通过砂培实验,研究汞胁迫下玉米的生理生态指标包括叶绿素含量、根系活力、游离脯氨酸含量的变化.结果表明,汞对玉米的胁迫是浓度和时间双重因子的作用在低汞浓度、短时间内,叶绿素含量、根系活力及游离脯氨酸含量均有上升的趋势;在高汞浓度、长时间内,各生理指标均严重下降.各生理指标对汞的敏感度略有差异游离脯氨酸含量>根系活力>叶绿素含量;其中脯氨酸含量可以作为汞污染的一个监测指标.     

不同水稻品种对镉的吸收转运及其非蛋白巯基含量的变化

镉(Cd)被列为环境污染物中最危险的5种物质之一。镉极易被作物吸收并通过食物链在人体内积累导致人体健康受到威胁.镉污染地区稻米镉积累是亟待解决的重要农业问题。分析镉污染土壤上种植的不同水稻品种对镉的耐受性具有重要意义。采用盆栽试验方法,研究了种植于镉污染土壤(Cd全量2.36 mg·kg~(-1))上的不同水稻(Oryza sativa)品种(两种粳稻和两种籼稻)镉积累情况及根、茎、叶中非蛋白巯基物质含量。研究结果表明,在镉污染土壤条件下,4种水稻籽粒镉含量明显高于国家二级标准(水稻籽粒镉含量0.2 mg·kg~(-1)),且表现为根部茎叶籽粒。籼稻籽粒镉含量大于粳稻籽粒镉含量;4种水稻的镉转移系数不同,不同水稻品种对镉的吸收和运转具有显著差异,籽粒镉含量高的水稻品种镉的转移系数高于籽粒镉含量低的水稻品种。水稻非蛋白巯基(NPT)含量不仅与Cd胁迫程度密切相关,也在一定程度上制约着Cd从根部向地上部的转运,从而对水稻籽粒Cd含量产生影响。粳稻籽粒镉含量高的秀水09根茎中NPT含量较徐稻5号高,但秀水09叶中NPT含量低于徐稻5号,籼稻籽粒镉含量高的丰两优1号根茎中NPT含量也较高,但叶中NPT含量低于两优6206。粳稻与籼稻籽粒镉含量高的水稻品种根茎叶中GSH含量高于籽粒含量低的水稻品种;粳稻籽粒镉含量高的秀水09根中PC含量明显高于籽粒含量低的徐稻5号,籼稻籽粒镉含量不同的两种水稻根中PC含量无明显差异。研究表明,不同水稻品种在镉胁迫下的解毒过程不同,巯基物质含量对水稻镉污染较敏感。     

苏打盐碱胁迫下水稻体内的Na＋、K＋响应

土地盐碱化是限制农业发展的主要因素之一.实践证明,盐碱地种植水稻(Oryza sativa L.)是土壤盐碱化治理、改良、利用的有效途径.土壤盐碱对水稻的影响表现为生长抑制、产量降低和生理异常等.深刻认识盐碱胁迫下水稻生理响应机制对耐盐碱水稻种质资源筛选、耐盐碱性鉴定和培育耐盐碱水稻品种具有重要意义.以不同比例的苏打盐碱土和非盐碱旱田土充分混合配制不同盐碱梯度的实验土壤.根据苏打盐碱土的特殊性,采用土壤ESP作为胁迫指标因子,观察不同生育期水稻植株对Na 、K 的吸收、运输和分配,分析植株体内的离子响应及植物与盐碱作用关系.结果表明:在分蘖期,Na 在根、叶和叶鞘中浓度的次序从高到低依次为根>叶鞘>叶.随着盐碱胁迫的增强,叶和叶鞘的Na /K 升高更加显著.水稻分蘖期叶片Na /K 与土壤ESP相关性更好,可以采用分蘖期叶片Na /K 来指示水稻对盐碱胁迫的离子响应.水稻生殖生长阶段,Na 的累积以根为主.Na 、K 在穗部、籽粒和颖壳中的浓度,在不同盐碱胁迫强度间差异不明显.     

Si对盐胁迫下水稻根系活力、丙二醛和营养元素含量的影响(Effects of Si on the Index of Root Activity, MDA Content and Nutritional Elements Uptake of Rice under Salt Stress)

为深入了解盐胁迫下外源硅(Si)对水稻生长的作用,采用溶液培养法研究了外源Si对盐(NaCl)胁迫下野生型水稻和硅突变体水稻(不能正常吸收Si)营养元素和生理指标的影响.结果表明:1)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的生物量.当NaCl的浓度为100mmol·L-1时,添加1.0mmol·L-1的Si可使野生型水稻茎叶和根系干重提高12.81%和15.25%,硅突变体水稻茎叶干重提高12.31%.2)外源Si可提高盐胁迫下两种水稻茎叶和根系中营养元素含量,降低Na的含量.3)外源Si可显著降低盐胁迫下野生型水稻叶片MDA含量,但对突变体水稻叶片MDA含量影响不大.4)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的根系活力.盐胁迫下,与不加Si的对照相比,添加1.0mmol·L-1的Si可分别使野生型和突变体水稻根系活力指数提高60.47%和42.42%.     

盐碱地对水稻的胁迫效应及其改良与高效利用的研究进展

在盐碱地种植水稻,其离子胁迫、渗透胁迫、氧化胁迫和高pH胁迫等会对水稻生长发育及生理特性产生不利影响.本文从生长发育、产量与品质形成、养分吸收、保护活性酶和抗逆基因表达等方面综述了水稻对盐碱胁迫的响应机制,提出了利用水稻种植高效利用盐碱地的方法,如培养耐盐碱品种、农艺措施消减盐碱胁迫和外源物质调控等,并对水稻耐盐碱的研究方向进行了展望.     

低磷胁迫下不同品种水稻秧苗生长的分子生理特性

以国际上公认的化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont(均引自美国)为材料,采用水培方法研究了不同水稻品种响应低磷(0.5 mg/L,以P计)胁迫的分子生理特性.结果表明,低磷胁迫促进PI312777根的生长,对株高和干重具有微弱的抑制作用.而Lemont相应形态指标均受到较大的抑制,与PI312777相比,均达到极显著差异.低磷胁迫对PI312777相应生理生化指标的影响均低于Lemont,且达极显著水平.此外,低磷胁迫下,PI312777植株氮(N)、磷(P)、钾(K)含量均不同程度高于Lemont,具体表现为两种水稻植株N含量差异不显著,而P、K含量差异达极显著水平.N、P、K吸收利用相关的12个关键酶的基因差异表达进一步证明了前述结论.研究显示,低磷胁迫下,PI312777比Lemont具有更强的适应性能力.     

基于生态质量指数的湖北省县级尺度生态质量时空动态变化研究

生态质量是区域生态建设的重要组成部分,科学准确地评价生态质量对于保护环境、促进人类可持续发展至关重要。本研究根据《区域生态质量评价办法(试行)》,基于土地利用、遥感影像和环境统计数据等,以县区为评价单元,研究了2016—2020年湖北省生态质量的时空动态变化。结果表明：1)在整体尺度上,湖北省生态质量状况良好,均为“一类”;其中,2017年生态质量指数值为5年来最高值,2019年最低,整体上呈“N”形变化趋势。2)在县区尺度上,103个县区的生态质量等级主要为“一类”和“二类”,生态质量呈“中心低、四周高”的空间分布格局。3)生态格局指数和生态胁迫指数是影响湖北省生态质量的主要因素,两者均与生态质量指数呈显著强相关(p<0.05),相关性系数分别为0.859 8和-0.898 1。4)水源涵养功能区内生态质量指数和人为胁迫指数间相关系数为-0.252 3,两者无显著相关性(p<0.05);城市区内生态质量指数与生态宜居指数间相关系数为0.370 5,呈较弱的正相关(p<0.05);其他区域内生态质量指数与生态活力指数间关系极弱,相关系数为-0.176 0。研究结果可为...     

水稻对UV-B辐射响应的敏感性差异

综述了UV-B辐射对水稻（Oryza sativa L.）的影响和水稻对UV-B辐射的抗性机制。UV-B辐射对水稻生长、叶片形态、生物量、产量、光合系统、病害等产生一定的影响。水稻对UV-B辐射的敏感性因子主要有CPD光解酶、UV-B吸收物质、抗氧化酶等。UV-B辐射使水稻叶片中产生了ROS,导致Rubisco酶降解,光合色素含量变化,抑制了光合作用,最终影响水稻籽粒形成和产量。水稻对UV-B辐射响应存在着品种差异,CPD光解酶编码基因的自然突变会引起水稻UV-B敏感性的差异,CPD光解酶活性是水稻对UV-B敏感性的关键因素。通过建立响应指数公式,对水稻UV-B响应敏感性的品种差异进行评估,存在品种差异的原因主要是基因、生长、生理、生育期和环境背景的差异。最后对UV-B辐射对水稻的影响、水稻对UV-B响应的差异及机理有待深入研究的方向进行了展望。     

镉胁迫对水稻生长发育的影响及伤流液与稻米镉含量的相关性研究

立足于我国水稻受镉污染的实际情况,研究镉胁迫对水稻生长发育的影响,并探讨伤流液镉含量与稻米镉含量之间的关系,为镉污染地区稻米安全生产提供数据支持和科学指导。采用营养液培育试验方法,选择中嘉早17和泰优390两个水稻品种,设置CK(0μg·L~(-1))、Cd10(10μg·L~(-1))、Cd50(50μg·L~(-1))、Cd200(200μg·L~(-1))、Cd500(500μg·L~(-1))和Cd1000(1 000μg·L~(-1)) 6个Cd浓度处理,分析不同浓度镉胁迫对水稻生长发育的影响以及各部位镉含量与糙米镉含量的相关性。结果表明,与CK相比,ρ(Cd)≤10μg·L~(-1)处理对水稻生长有促进作用,但未达显著水平(P0. 05),当ρ(Cd)10μg·L~(-1)时有抑制作用,Cd浓度越高,抑制作用越明显。水稻各部位镉含量随着镉胁迫浓度的增大而增大,伤流液中镉含量增加幅度与各部位变化趋于一致。伤流液镉含量与糙米镉含量之间存在极显著正相关(P0. 01),且在分蘖期伤流液镉含量能较好地用于预测水稻镉毒害程度。