荒漠植物红砂愈伤组织诱导与增殖研究

以红砂的叶和嫩茎为外植体,进行愈伤组织诱导与增殖研究。结果表明: 红砂的嫩茎是诱导愈伤组织最快的外植体; 其愈伤组织诱导的最适培养基为: MS+6-BA（0.2 mg·L^-1+2,4-D（2.0 mg·L^-1）,pH值5.8,诱导率可达100%; 而叶片的诱导相对要慢。愈伤组织的增殖在MS+6-BA（0.1 mg·L^-1）+2,4-D（1.0 mg·L^-1） 的培养基中最为理想,并维持其良好的组织结构, 其最适继代周期为30～40 d。愈伤组织在含50 mM NaCl的培养基上生长速度最快,但NaCl含量大于300 mM的培养基上致死,不再生长。     

沙生濒危物种霸王的高频植株再生研究

实验选用霸王无菌苗的茎尖、子叶、下胚轴和胚根作为材料,研究霸王不同外植体的离体培养技术。结果表明,霸王茎尖是诱导丛生芽的良好外植体,而子叶、下胚轴和胚根是诱导愈伤组织的良好外植体;霸王茎尖的最适增殖培养基是:MS+6-BA 5.0 mg·L-1+NAA 1.0 mg·L-1;最适生根培养基是:MS+IAA 1.5 mg·L-1;最适愈伤组织诱导培养基是:MS+6-BA 1.0 mg·L-1或MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1。沙质基质为霸王组培苗过渡的最佳基质。     

氯吡苯脲对红砂愈伤组织诱导和增殖的影响及响应面法优化

以红砂的一年生苗嫩茎为外植体,添加不同浓度的氯吡苯脲（CPPU）、6-BA和NAA,进行愈伤组织诱导试验,得出红砂愈伤组织诱导的最佳培养基为1/2MS+CPPU 0.1 mg·L-1+NAA1 mg·L-1。利用响应面分析法,设计CCD中心组合试验,对CPPU和NAA两个因素进行优化,得出愈伤组织最佳继代培养基为1/2MS+CPPU 0.1195 mg·L-1+NAA1.1 mg·L-1,在此条件下,实际增殖率可达到4.7414,为理论预测值的99.15%,愈伤组织的最适继代周期为30 d左右。利用响应面分析法可优化红砂愈伤组织继代培养基,得到理论最佳配方,验证结果表明该方法科学、高效。     

根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的马铃薯高效遗传转化体系筛选及优化

马铃薯是重要的块茎类作物,根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化方法是马铃薯基因工程育种的重要技术,研究其遗传转化体系和转化效率有助于提高分子育种效率。针对利用根癌农杆菌介导的2种外植体遗传转化马铃薯普通栽培品种,通过筛选获得最佳转化体系和转化率。以4种马铃薯普通栽培品种(Favorita、Shepody、Atlantic、甘农薯2号)的茎段和试管薯薄片为受体材料,对根癌农杆菌介导的不同遗传转化体系的分化率和转化率进行分析。结果表明:Favorita、甘农薯2号和Atlantic茎段经S2(MS;6-BA 2.5mg·L~(-1),2,4-D0.6mg·L~(-1),Carb 400mg·L~(-1),Kan 50mg·L~(-1))和M2(MS;6-BA 2.5mg·L~(-1),IAA 0.25 mg·L~(-1),2,4-D0.25mg·L~(~(-1)),Carb 400mg·L~(-1),Kan 50mg·L~(-1))培养后获得的转化率显著高于其他培养基。Favorita茎段最大转化率显著高于试管薯薄片转化率;甘农薯2号和Shepody试管薯薄片转化率显著高于茎段转化率。茎段转化体系的最佳诱导愈伤培养基为S2,最佳分化培养为基为M2。Favorita适合采用茎段转化体系,甘农薯2号和Shepody适合采用试管薯薄片转化体系。不同品种的愈伤组织诱导培养基和分化培养基的差别主要是由基因型差异引起的,在提高遗传转化效率中应该针对品种进行转化体系的筛选。     

电晕电场将大豆Gy3基因导入花棒愈伤组织及植株再生

以花棒幼胚诱导的愈伤组织为受体材料,利用针-板电晕电场将pBI121质粒(含GUS基因和卡那霉素抗性基因)导入花棒愈伤组织,利用组织化学定位实验检测到GUS基因在受体组织中的瞬时表达。用80 mg\5L-1卡那霉素筛选转基因花棒愈伤组织中含有的大豆Gy3基因,获得了38株再生植株,含大豆Gy3基因3株,再生植株经PCR、RT-PCR检测初步证实大豆Gy3基因已转入花棒植物基因组DNA中并发生转录。     

盐分对胡杨幼苗生长及光合特性的影响

基于控制试验研究了盐分对胡杨实生幼苗生长及光合特性的影响。结果表明:①随着盐浓度增大,盐分对胡杨幼苗株高、基径及生物量影响明显,其程度大小为叶＞根＞茎。当土壤含盐量小于18.32 g·kg-1(50 mmol NaCl)时,该处理幼苗生物量比无盐处理Ⅰ(0 mmol NaCl)的减小了30%左右;当土壤含盐量达到27.95 g·kg-1 (200 mmol NaCl)时,该处理幼苗的生物量比无盐处理Ⅰ的减小了80%左右,幼苗难以正常生长。②盐分对胡杨幼苗的光合速率和水分利用效率影响显著。随着盐浓度增大,胡杨幼苗的净光合速率下降。当土壤含盐量小于18.32 g·kg-1时,胡杨幼苗可以通过降低蒸腾速率,提高自身的水分利用效率和耐盐性;当土壤含盐量大于18.32 g·kg-1时,胡杨幼苗的水分利用效率降低,幼苗生长表现出盐害症状。③随着盐浓度增大,盐分对胡杨幼苗的荧光特性影响明显,最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效光化学量子效率（Fv′/Fm′）、光化学淬灭系数（qP）、电子传递速率（ETR）显著减小,非光化学淬灭系数（NPQ）呈增大趋势。     

强抗旱胡麻新品种陇亚11号组织培养技术优化研究

针对胡麻组织培养中胚状体诱导率低、植株再生和生根困难等问题,以强抗旱胡麻优良新品种陇亚11号为实验材料,从培养基配置、外植体筛选、生根培养等方面开展系统研究,并进行相关技术优化,为胡麻组织培养技术提供一套更加适用的优化方案。结果表明,NAA与6-BA互作,诱导的愈伤组织深绿、致密、团状性好,玻璃化和疏松透明现象较少,二者浓度的变化对胚状体的诱导率平均值和最大值以及成苗率平均值等均高于优化前,其中MS+NAA（1.0 mg·L-1）+6-BA（0.5 mg·L-1)的培养基胚状体诱导率、成苗率均为所有处理中最高;NAA与PP333互作,生根率、平均生根数、平均根长均有明显的提高,其中1/2MS+AC(0.05%)+NAA(0.5 mg·L-1) +PP333（0.001 mg·L-1）的培养基生根效果最好,该培养基上培养的试管苗,根上发生较多的侧根和不定根,有利于幼苗吸收土壤中的水分和无机盐,提高移栽成活率。虽然优化后的培养基使胚状体的诱导率和成苗率均有明显增加,但通过胚状体分化的植株比率仍然偏低,与实际生产中的要求还有一定差距,不利于大量的繁殖移栽,仍需进一步探索研究。     

多效唑对多年生黑麦草扩展性和根系特性的影响

在盆栽条件下研究了多效唑对多年生黑麦草(Lolium perenne.L)单株扩展性和根系特性的影响,以期为多效唑在多年生黑麦草草坪的养护管理中提供依据。结果表明,在100～1 900 mg·L-1质量浓度范围内,多效唑能有效抑制多年生黑麦草植株的生长、地上枝叶的水平扩展、地上植物量的积累和根系的垂直生长,促进分蘖。质量浓度大于400 mg·L-1时对地上植物量积累的抑制趋缓,大于700 mg·L-1时对最大扩展距离和根系生长的抑制作用减缓,大于1 000 mg·L-1时对株高的抑制趋缓,大于1 300 mg·L-1时覆盖面积的减小趋缓。分蘖数、根系表面积和体积、地下植物量随多效唑质量浓度的增加呈先增加后减小的趋势,1 300 mg·L-1质量浓度处理均达最大值。从扩展性评价结果看,地上枝叶扩展性随多效唑质量浓度的增加而减弱,但质量浓度大于700 mg·L-1时减弱趋缓;地下根系扩展性随多效唑质量浓度的增加呈先增强后减弱的趋势,1 300 mg·L-1质量浓度对地下扩展最为有利;综合扩展性总体呈随多效唑质量浓度的增加而减弱的趋势。     

碱胁迫下NO和Ca~(2+)对裸燕麦(Avenanuda)幼苗生理特性的影响

为了探讨NO对碱胁迫下裸燕麦(Avena nuda)生理响应的调节作用,采用营养液培养,研究Ca~(2+)对外源NO供体硝普钠(SNP)所诱导的NaHCO_3胁迫下裸燕麦品种"定莜6号"幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明:25μmol·L-1SNP或6.5mmol·L-1 CaCl_2能够缓解75mmol·L-1 NaHCO_3胁迫对幼苗生长的抑制作用,叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和质膜H+-ATP酶活性较单独NaHCO3胁迫处理明显增强,O·-2、H_2O_2、丙二醛含量显著下降,抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量和K+/Na+显著提高;添加SNP的同时增添Ca~(2+)通道抑制剂~La(3+)或Ca~(2+)螯合剂EGTA抑制了SNP的这些作用。Ca~(2+)在NO诱导的碱胁迫下裸燕麦活性氧清除能力和渗透溶质含量提高、维持离子平衡中起重要作用,NO的作用可能依赖于胞浆Ca~(2+)的浓度。     

盐胁迫下沙米(Agriophyllum squarrosum)矿质离子吸收与分配特征

沙米(Agriophyllum squarrosum)是生长在流动沙地上的植物,主要分布在中亚干旱、半干旱地区。以室内生长3个月的沙米幼苗为材料,经0~400mmol·L~(-1) NaCl溶液胁迫处理7d,检测植株的含水量及主要矿质离子在根茎叶的分布、积累和运输特征。结果表明:随着盐浓度的增加,沙米幼苗的含水量持续降低;体内Na~+、Cl~-的含量不断升高,K~+在根茎中先升高后降低,Ca~(2+)在各组织均呈下降趋势;此外,茎与叶的盐离子选择吸收系数SK,Na先升高后降低,根与茎SK,Na先降低后升高,并且均在200mmol·L~(-1)时达到临界值。盐浓度在0~200mmol·L~(-1)时,沙米根部的Na~+吸收持续增加,能够有效地抑制Na~+向地上部分的运输和积累;在盐浓度大于300mmol·L~(-1)时,Na+主要通过区隔化作用积累在茎部,即在高盐胁迫下茎部是沙米截留盐分避免其向上运输的主要部位。     

盐角草(Salicornia europaea)对NaCl处理的生理响应

用含有NaCl的Hoagland培养液处理盐角草(Salicornia europaea)11d。检测其鲜重,干重,离子含量,电导率,溶解性总固体(TDS)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)浓度。结果表明:随着NaCl浓度的增加,盐角草干重和鲜重呈现先上升后下降的趋势,相对电导率、TDS、SOD、POD、CAT及MDA均呈现先下降后上升的趋势,在NaCl溶液浓度为200mmol·L-1左右时,干重和鲜重的值达到最大,电导率、TDS、SOD、POD、CAT、MDA含量达到最小值;500mmol·L-1和800mmol·L-1时,SOD和CAT活性下降,电导率、TDS、POD、MDA含量则急剧上升。由此说明,一定浓度的NaCl溶液促进了盐角草的生长,200mmol·L-1左右是其生长的最适浓度,500mmol·L-1和800mmol·L-1高盐浓度会对盐角草的膜结构、酶系统等造成不同程度的损伤。盐角草主要将Na+、K+积累在地上部,且随着NaCl处理浓度的增大,Na+含量逐渐增加、K+含量逐渐降低,这可能是盐角草调节细胞内离子平衡对抗盐胁迫的一种适应策略。     

骆驼刺叶片再生体系的建立

以骆驼刺(Alhagi pseudalhagi Desv.)叶片为试验材料,研究了基本培养基、不同叶位、放置方式及植物生长调节剂配比等对不定芽再生的影响。结果表明:骆驼刺叶片再生的最佳取材位置是试管苗中部;不同放置方式对不定芽的再生无明显影响;叶片不定芽再生的最佳培养基为:MS+6-BA 0.5 mg\5L-1+IBA 0.1 mg\5L-1,其不定芽分化率为100%,分化系数达11.28。低浓度IAA有利于叶片再生茎段的生根,在1/2MS+IAA 0.15 mg\5L-1的培养基上生根率为100%,平均根数达10.2条。     

PFS混凝-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF组合工艺深度处理垃圾渗滤液

采用混凝沉淀-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF法工艺对经SBR处理的垃圾渗滤液进行深度处理。在进水污染物平均浓度为:CODcr=800mg·L-1,BOD5=50mg·L-1,NH3-N=10mg·L-1,NO3-N=550mg·L-1,TN=630mg·L-1,色度=600倍的情况下,组合工艺的最佳条件为:PFS加药量为0.5g·L-1;H2O2(30%)投加量为0.6m·lL-1,Fe2+投加量为0.005mo·lL-1,反应时间为4小时;反硝化以甲醇为外加碳源,碳氮比为3.2。最终出水水质CODcr≤80mg·L-1,BOD5≤10mg·L-1,NH3-N≤1.0mg·L-1,NO3-N≤10mg·L-1,TN≤10mg·L-1,色度≤15倍,SS≤10mg·L-1,达到生活垃圾填埋场污染排放标准(GB16889-2008)。组合工艺的药剂总成本低于6.85元/吨。     

甜瓜种子萌发和幼苗生长对NaCl胁迫的响应

在盆栽条件下研究了NaCl胁迫对黄河蜜和白沙蜜甜瓜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:NaCl胁迫对甜瓜种子吸水和累计发芽率影响较小,但明显延缓后期吸水和发芽进程。50 mmol·L-1以上NaCl浓度下,甜瓜种子相对发芽指数、相对活力指数和胚根生长量均下降。NaCl胁迫抑制甜瓜幼苗高度、株叶面积增长和干物质积累,抑制作用具有浓度和时间依赖性。NaCl胁迫对甜瓜幼苗形态生长的抑制作用强于对物质积累的抑制作用,对根系干物质积累的抑制作用高于对地上部干物质积累的抑制作用,对白沙蜜的抑制作用强于对黄河蜜的抑制作用。甜瓜种子和幼苗能适应的临界NaCl浓度在100~150 mmol·L-1之间,厚皮甜瓜可能更适合作为咸水灌溉和盐碱地生产的经济作物。     

不同深度淹水下南荻幼苗生长和生理特性室内模拟研究

以南荻(Triarrhena lularioriparia)幼苗为实验材料,设置了淹水深度为0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、淹没植株(南荻植株全部没于水下)的实验组以及对照组(常规浇水,土壤水分含量为45%),从2017年5月3日～6月1日,在室内进行30 d实验,研究淹水对南荻幼苗生长和生理特征的影响。研究结果表明,随着淹水深度的增加,南荻的生长减缓甚至停滞,叶片数减少,水下叶片变黄、变薄,并生出不定根;南荻叶片的抗氧化酶活性和丙二醛含量都呈现单峰型变化;当淹水深度为20～30 cm时,实验结束时,南荻叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性最大,分别为153.52 U/(g·min)、1 139.17 U/(g·min)和63.61 U/(g·min);当淹水深度为10 cm时,实验结束时,南荻叶片的丙二醛含量最大,为113.77 nmol/g;当淹水深度为30 cm时,南荻叶片的可溶性蛋白含量最小,为1.00 mg/g;与淹水前相比,淹水后的南荻根系活力减弱,并随着淹水深度的增加不断减弱,在淹没条件下,南荻根系活力最弱。     

燕麦种子萌发和幼苗抗逆生理特性对不同浓度碱性盐处理的响应

为探讨燕麦新品种‘定莜6号’种子萌发和幼苗生理特性对不同浓度碱性盐处理的响应特征,采用培养皿试验研究了不同浓度Na HCO3(0、50、100、150、200、250 mmol·L~(-1))对种子萌发的影响;采用盆栽砂培法研究不同浓度Na HCO3(0、50、100、150、200 mmol·L~(-1))处理对3叶1心期幼苗生物量、植株含水量、叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明:随着Na HCO3浓度增大,燕麦种子发芽率、发芽指数和活力指数显著降低(P0.05),降幅分别为26.6%~91.0%、40.0%~95.5%和66.8%~98.6%。Na HCO3处理燕麦幼苗14 d后幼苗干重随处理浓度提高显著下降(P0.05),下降幅度为5.0%~69.4%,而植株含水量却变化不大;处理7 d后幼苗叶片超氧阴离子(O2-)产生速率、H2O2和丙二醛含量及质膜相对透性随处理浓度提高不断增大,增幅分别为74.0%~290.0%、2.6%~107.9%、22.2%~102.9%和46.9%~287.4%;过氧化氢酶活性和游离氨基酸含量呈升高趋势,200 mmol·L~(-1)Na HCO3时分别比对照提高40.4%和129.5%;过氧化物酶活性先降后升,有机酸含量保持稳定后在200 mmol·L~(-1)处理时显著升高(P0.05);抗坏血酸和谷胱甘肽含量呈下降趋势,超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性、总可溶性蛋白、热稳定性蛋白、热不稳定性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量均呈先升后降变化,200 mmol·L~(-1)浓度处理时均低于对照。表明碱性盐对燕麦种子萌发和幼苗生长具有显著抑制作用,活性氧代谢失调和积累有机渗透溶质时耗能增加可能是造成碱性盐抑制幼苗生长的重要因素。     

NaCl胁迫下红砂愈伤组织中主要离子累积特征的研究

盐胁迫下植物对Na+、K+、Ca2+、Cl-的选择性吸收代表了植物对盐胁迫的适应性。以荒漠植物红砂为材料,研究不同浓度NaCl胁迫对红砂愈伤组织Na+、K+、Ca2+、Cl-含量的影响。结果表明,NaCl胁迫下红砂组织相对生长率随着盐浓度的增加先增加后下降, 100 mM处理时达到最大;K+、Ca2+含量下降,Na+和Cl-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的增加而增大。红砂愈伤组织具有很强的耐盐能力,低浓度NaCl处理可促进愈伤组织的生长,对Na+、K+、Ca2+、Cl-的吸收选择性提高,有利于避免离子代谢紊乱,减轻NaCl胁迫的伤害;在较高浓度下盐胁迫会对植物的生长造成一定的抑制。可见,离子平衡是红砂组织耐盐性的重要机理之一。     

利用响应面法优化野生白刺(Nitraria sibirica)茎段增殖培养基

为了提高野生白刺(Nitraria sibirica)组培过程中的增殖系数,以野生白刺的无菌苗幼嫩茎段为外植体,利用响应面法对白刺茎段增殖诱导试验进行优化。在添加不同激素浓度NAA、IBA、IAA与6-BA组合的单因素增殖诱导试验基础上,根据CCD中心组合试验设计原理,采用2因素5水平的响应面法,对挑选出的6-BA和IBA两个因素浓度进行优化,得出增殖诱导最佳培养基为MS+6-BA(0.22mg·L-1)+IBA(0.55mg·L-1)。在此条件下,实际增殖系数可达到3.90。优化后的培养基使得增殖系数从之前单因素实验所得最高增殖系数3.63提高到了3.90。为野生白刺组培方面稳定增殖以及后续在组培环境下与锁阳接种研究提供了保障。     

雾冰藜(Bassia dasyphylla)种子萌发和幼苗生长对盐碱胁迫的响应

一年生植物是干旱半干旱地区植被的重要组成部分,是许多植物生态学关键问题研究的良好试验材料。为研究荒漠区一年生植物雾冰藜(Bassia dasyphylla)对盐碱生境的适应能力,采用2种中性盐NaCl、Na_2SO_4及2种碱性盐Na_2CO_3、NaHCO_3按不同比例混合成30种溶液对雾冰藜种子进行胁迫处理。结果表明:在所模拟的均匀覆盖了总盐度50~250mmol·L^-1、pH 7.10~10.19范围内的30种盐碱条件下,雾冰藜的各项萌发参数和生长指标在对照组(CK)下最高,且均随盐浓度及pH的升高而下降,各处理组与对照组间存在显著差异(P<0.05);盐度、pH及二者之间的交互作用对萌发和生长指标均有显著抑制作用(P<0.05);不同盐碱组分对雾冰藜种子萌发和幼苗生长的抑制作用表现为Na2CO3>NaHCO_3>NaCl>Na_2SO_4。雾冰藜种子在萌发阶段比幼苗生长阶段对盐碱胁迫更敏感,盐度是种子萌发的主要胁迫因素,pH值则是幼苗建植的主要胁迫因素。盐碱条件下盐度和pH之间交互作用对雾冰藜种子萌发阶段和幼苗建植的抑制影响比单一的盐或碱胁迫的影响大。     

坏囿矿化度地下水灌溉对民勤土壤环境的影响

通过野外试验和室内分析相结合的方法,研究了民勤绿洲农田不同矿化度(0.8g·L-1、2.0g·L-1和5.0g· L-1)地下水灌溉对土壤环境的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,生长季水分消耗量逐渐降低,土壤总孔隙度和土壤有机质含量逐渐下降,而土壤有效水含量和土壤电导率则逐渐增加.当灌溉水矿化度为0.8g·L-1时,收获后土壤中上层(0～60 cm)电导率比播种前明显降低,而底层(60～90 cm)电导率略有增加,即淡水灌溉的淋溶作用明显;当灌溉水矿化度为2.0g,L-1时,生长季中的灌水依然对土壤盐分有淋溶作用,但明显弱于淡水的淋溶效果,收获后土壤盐分有明显的表聚现象;当灌溉水矿化度为5.0g·L-1时,收获后在0～60 cm深度电导率明显增加,在60～90 cm深度没有明显变化.