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盐胁迫对白羊草幼苗线粒体抗氧化性能的影响

草地学报 2024年第8期32卷 2498-2504页

作者：李尹琳陈奕霖夏方山钟华岑慧芳山西农业大学草业学院山西太谷030801

为探讨盐胁迫对白羊草(Bothriochloa ischaemum)幼苗线粒体抗氧化性能的影响,以期为培育耐盐白羊草新品种提供理论依据。试验以白羊草种子为材料,在Na^(+)浓度为0(CK),10,30,90 mmol·L^(-1)的盐胁迫下进行萌发试验,分析其幼苗线粒体抗... 详细信息

为探讨盐胁迫对白羊草(Bothriochloa ischaemum)幼苗线粒体抗氧化性能的影响,以期为培育耐盐白羊草新品种提供理论依据。试验以白羊草种子为材料,在Na^(+)浓度为0(CK),10,30,90 mmol·L^(-1)的盐胁迫下进行萌发试验,分析其幼苗线粒体抗氧化酶活性及脂质过氧化含量的变化规律。结果表明:随着Na^(+)浓度的增加,白羊草幼苗胚根和胚芽线粒体超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD),过氧化氢酶(Catalase,CAT),谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)活性均高于CK,谷胱甘肽巯基转移酶,谷胱甘肽还原酶活性逐渐降低,胚根线粒体抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性显著降低(P<0.05),而胚芽线粒体APX活性先升高后降低,H_(2)O_(2)和丙二醛含量逐渐升高。盐胁迫对白羊草幼苗不同部位线粒体抗氧化性能的影响存在差异,胚根线粒体比胚芽更敏感,SOD,CAT,GPX是维持盐胁迫下白羊草幼苗线粒体ROS动态平衡的关键酶。

关键词：白羊草盐胁迫幼苗线粒体抗氧化性能

褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响

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草地学报 2024年第8期32卷 2575-2583页

作者：黄洁琼翟佳兴王颖岑慧芳朱慧森许涛夏方山山西农业大学草业学院山西太谷030801

为探究褪黑素预处理对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗抗旱性的影响,本试验以‘中苜一号’紫花苜蓿为材料,设置4个聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)浓度和5个褪黑素浓度进行发芽试验,分别筛选出最佳的PEG和褪黑素浓度来处理紫花苜... 详细信息

为探究褪黑素预处理对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗抗旱性的影响,本试验以‘中苜一号’紫花苜蓿为材料,设置4个聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)浓度和5个褪黑素浓度进行发芽试验,分别筛选出最佳的PEG和褪黑素浓度来处理紫花苜蓿幼苗,观测处理前后紫花苜蓿幼苗的表型及生理指标。结果表明,50μmol·L^(-1)和100μmol·L^(-1)褪黑素预处理能有效提高10%PEG模拟干旱胁迫下紫花苜蓿种子的发芽率、幼苗鲜重及根长;50μmol·L^(-1)褪黑素预处理显著提高了干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗的叶片含水量、可溶性糖含量和脯氨酸含量,另外,电解质渗透率和丙二醛含量均显著降低,抗氧化酶合成相关基因的表达水平显著上调,抗氧化酶活性增强。本研究验证了适宜浓度的褪黑素处理能有效缓解干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗造成的损伤,增强紫花苜蓿幼苗的抗旱性,为褪黑素在紫花苜蓿耐旱栽培中的合理使用提供了一定的参考。

关键词：褪黑素干旱胁迫紫花苜蓿生理响应

紫花苜蓿NAC基因家族鉴定及在非生物胁迫下的表达模式分析

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草地学报 2024年第8期32卷 2440-2458页

作者：邹苇鹏翟佳兴李迪娜黄洁琼郭康杰岑慧芳朱慧森许涛山西农业大学草业学院山西太谷030801

NAC是植物特有转录因子,在调控植物生长发育及响应非生物胁迫等方面发挥作用。为挖掘紫花苜蓿(Medicago sativa)响应干旱等非生物胁迫的NAC转录因子,本研究利用生物信息学方法在‘中苜4号’紫花苜蓿基因组中鉴定出143个NAC家族转录因子... 详细信息

NAC是植物特有转录因子,在调控植物生长发育及响应非生物胁迫等方面发挥作用。为挖掘紫花苜蓿(Medicago sativa)响应干旱等非生物胁迫的NAC转录因子,本研究利用生物信息学方法在‘中苜4号’紫花苜蓿基因组中鉴定出143个NAC家族转录因子。研究表明,紫花苜蓿MsNAC基因在染色体上不均匀分布,MsNAC基因存在片段重复,并与大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)存在共线性关系,基因保守基序及基因结构分析表明MsNAC基因多数含有Motif1,Motif3保守基序及3~6个外显子。大多数MsNAC蛋白定位于细胞核中。系统进化树分析结果表明MsNACs聚类为8个亚家族。顺式作用元件分析表明MsNAC基因含有响应干旱及脱落酸、生长素等顺式作用元件。荧光定量分析结果显示部分MsNAC基因响应干旱、盐胁迫及脱落酸处理,大部分MsNAC候选基因在干旱、盐及ABA处理后上调表达。本研究结果可为紫花苜蓿抗旱、耐盐分子育种提供候选基因。

关键词：紫花苜蓿 NAC 转录因子生物信息学非生物胁迫表达模式

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冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展

作物杂志 2021年第6期 9-14页

作者：宋璟岑慧芳刘华玥王慧张蕴薇中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 山西农业大学草业学院山西晋中030801

冷等离子体处理作为一种环境友好、操作简单、安全性高的现代农业物理技术,具有较大的研究潜力和应用前景。本文总结了不同压强和放电方式组合下冷等离子体的性质、冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展及展望。归纳发现冷等离子体... 详细信息

冷等离子体处理作为一种环境友好、操作简单、安全性高的现代农业物理技术,具有较大的研究潜力和应用前景。本文总结了不同压强和放电方式组合下冷等离子体的性质、冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展及展望。归纳发现冷等离子体处理能够改变作物种皮结构,提高种子代谢水平,改善作物的表型、产量等生产性能,并在一定程度上提高植株的抗逆能力。目前对冷等离子体处理效应的报道多集中在作物表型和生理层面,对机理的研究仍有待深入。常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)是一种近年开始应用的新型冷等离子体源,操作条件更为温和可控,处理效应更加稳定高效。相信今后常规冷等离子体及ARTP处理技术会在改善作物农艺性状、提高作物综合品质等方面得到更加广泛的应用。

关键词：冷等离子体常压室温等离子体种子处理

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农杆菌介导的柳枝稷遗传转化体系的优化

中国农业科学 2016年第1期49卷 80-89页

作者：刘燕蓉岑慧芳严建萍张万军中国农业大学动物科技学院草业科学系/草业科学北京市重点实验室国家能源非粮生物质原料研发中心

【目的】为建立农杆菌介导的柳枝稷高效再生及遗传转化体系。【方法】试验以柳枝稷品种Alamo、Performer及Blackwell的成熟种子为外植体诱导愈伤组织。愈伤诱导6周后,借助解剖镜观察愈伤形态,去除愈伤组织外层含水量大、海绵状愈伤组织... 详细信息

【目的】为建立农杆菌介导的柳枝稷高效再生及遗传转化体系。【方法】试验以柳枝稷品种Alamo、Performer及Blackwell的成熟种子为外植体诱导愈伤组织。愈伤诱导6周后,借助解剖镜观察愈伤形态,去除愈伤组织外层含水量大、海绵状愈伤组织,挑选位于愈伤组织中心位置的核状、紧实型愈伤置于继代培养基培养。暗培养3周后,在解剖镜下挑选结构松脆、生长旺盛的愈伤组织按细胞系继代增殖培养。该类愈伤组织易于分化,属单子叶植物愈伤组织分类中的第Ⅱ型。经两次继代增殖培养后,可以获得足够的愈伤组织进行再生和遗传转化研究。为优化柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的农杆菌侵染流程,试验比较了3种农杆菌侵染流程下的转基因效率。真空和干燥处理(VD):将装有愈伤组织及菌液的50 m L离心管置于真空泵中抽真空10 min(压力-0.8 MPa),28℃,80r/min慢摇20 min后弃菌液,将愈伤组织堆放于3层滤纸上干燥处理2 h,随后将愈伤组织转入含有500μL无菌水的2层滤纸上进行共培养;冷处理加真空和干燥处理(CVD):侵染前将愈伤组织置于3%麦芽糖、300μmol·L-1谷氨酰胺(Gln)溶液中冰浴20 min,然后依VD流程侵染,共培养阶段用MP培养基代替无菌水;渗透冷处理加真空和干燥处理(PVD):用6%的麦芽糖溶液替代CVD中3%麦芽糖溶液。通过比较Gus染色及PCR阳性率来评价三种方法的转化效率。【结果】愈伤挑选方法不仅从柳枝稷低地型品种中挑选得到再生率达95%以上的Ⅱ型愈伤细胞系,也首次获得高地型品种Blackwell的Ⅱ型愈伤组织,分化率达50%。不同转化方法评价过程中发现,低地型品种AlamoⅡ型愈伤组织采用CVD农杆菌侵染流程转化效率最高,达72%,显著高于侵染流程VD(53%)和PVD(44%)。应用CVD转化法,Performer转化率达96%;首次成功进行了高地型品种Blackwell的遗传转化,转化效率为5.6%。【结论】本研究建立了借助解剖镜挑选柳枝稷易于再生的Ⅱ型愈伤组织的方法,该方法适用于柳枝稷不同生态型品种;农杆菌转化过程中采用CVD侵染流程可显著提高转基因效率。本研究首次报道了柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的挑选流程,建立了适合不同生态型柳枝稷的高效再生及遗传转化体系,首次获得高地型品种Blackwell的转基因植株,为柳枝稷遗传改良及其功能基因研究奠定基础。该方法也适用与其他难于再生的单子叶植物再生及遗传转化体系的建立。

关键词：柳枝稷高地型品种 Ⅱ型愈伤组织遗传转化农业杆菌介导

香豆素对草地早熟禾等6种补播材料种子萌发特性的影响

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草地学报 2022年第10期30卷 2685-2691页

作者：程映杰李敏朱慧森岑慧芳郭鹏山西农业大学草业学院山西太谷030801

香豆素是草地早熟禾(Poa pratensis)产生的主要化感物质,为筛选适宜补播草地早熟禾草地的种子材料,本试验采用不同浓度(0,20,40,60,80,100μg·mL^(-1))的香豆素处理‘晋农1号’达乌里胡枝子(Lespedeza davurica‘Jinnong No.1’)、‘... 详细信息

香豆素是草地早熟禾(Poa pratensis)产生的主要化感物质,为筛选适宜补播草地早熟禾草地的种子材料,本试验采用不同浓度(0,20,40,60,80,100μg·mL^(-1))的香豆素处理‘晋农1号’达乌里胡枝子(Lespedeza davurica‘Jinnong No.1’)、‘太行’白羊草(Bothriochloa ischaemum‘Taihang’)、二月兰(Orychophragmus violaceus)和3个品种的草地早熟禾:‘幸运星’(Poa pratensis‘Luckystar’)、‘珠峰’(Poa pratensis‘Everest’)、‘新歌莱德’(Poa pratensis‘Nuglade’)进行发芽试验,测定种子萌发、幼苗生长指标,计算综合化感效应指数。结果表明,达乌里胡枝子、白羊草分别在20μg·mL^(-1)和40μg·mL^(-1)香豆素处理下,种子萌发与幼苗生长受到化感促进作用最显著;随处理浓度升高,白羊草受化感抑制程度最轻,其次是达乌里胡枝子。结合天然草地中的共生情况,推测‘晋农1号’达乌里胡枝子和‘太行’白羊草适宜与草地早熟禾组合,在草地补播中发挥重要作用。本研究结果可为后续补播试验奠定基础。

关键词：香豆素草地早熟禾萌发化感作用补播

紫花苜蓿R2R3-MYB亚家族鉴定与干旱胁迫下的表达分析

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草地学报 2023年第4期31卷 972-983页

作者：任明辉张雨蓬许涛朱慧森岑慧芳山西农业大学草业学院山西太谷030801

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族是最大的转录因子家族之一,R2R3-MYB亚家族在植物胁迫响应、次级代谢、生长和发育等过程发挥重要作用。本研究利用紫花苜蓿(Medicago sativa‘Zhongmu No.1’)基因组和转录... 详细信息

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族是最大的转录因子家族之一,R2R3-MYB亚家族在植物胁迫响应、次级代谢、生长和发育等过程发挥重要作用。本研究利用紫花苜蓿(Medicago sativa‘Zhongmu No.1’)基因组和转录组数据,通过生物信息学方法鉴定了R2R3-MYB转录因子,并对其序列特征、系统进化、染色体分布、基因结构、顺式作用元件及干旱胁迫下的表达模式进行分析。结果显示,紫花苜蓿中有121个R2R3-MYB亚家族成员,各成员均具有两个典型的MYB结构域,理化性质变化较大。系统进化分析将121个成员分为33个组,各成员无规律地定位在8条染色体上。基因结构和顺式作用元件分析发现,同一分组具有相同或相似的外显子数和顺式作用元件。响应干旱胁迫表达模式分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明干旱胁迫下MsMYB12,MsMYB45,MsMYB52,MsMYB73,MsMYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189,MsMYB268基因的表达量显著上调,可作为后期紫花苜蓿响应干旱胁迫机制研究的潜在靶点。

关键词：紫花苜蓿 R2R3-MYB 生物信息学分析干旱胁迫表达模式

外源油菜素内酯引发对劣变燕麦种子抗氧化特性的影响

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草地学报 2023年第5期31卷 1461-1468页

作者：王勃夏方山董秋丽岑慧芳李尹琳张杰敏山西农业大学草业学院山西太谷030801

为探讨外源油菜素内酯引发对劣变种子抗氧化能力的影响,试验采用燕麦(Avena sativa)种子为材料,人工老化后经不同浓度(0,0.01,0.10,0.50,1.00,10.00μmol·L^(-1))的油菜素内酯(Brassinosteroids,BR)溶液引发0(CK),1,6,12,18和24 h,分析了其发芽率、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性及丙二醛(Maloddialdehyde,MDA)含量的变化规律。结果表明:低浓度(0.01~0.50μmol·L^(-1))的BR可提高燕麦种子的发芽率,增加其SOD,CAT,APX和GR活性,降低其MDA含量;而BR浓度为10.00μmol·L^(-1)时(除引发18 h外),其发芽率、CAT、APX和GR活性均低于CK,增加MDA含量。浓度为0.01μmol·L^(-1)的油菜素内酯引发24 h可能是缓解燕麦种子老化的最佳处理。

关键词：油菜素内酯燕麦种子老化种子引发抗氧化性能

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硒引发对紫花苜蓿幼苗抗氧化特性的影响

草地学报 2023年第9期31卷 2875-2881页

作者：夏方山王勃阴禹舟李尹琳岑慧芳朱慧森山西农业大学草业学院山西太谷030801

为探讨外源硒引发对紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗抗氧化能力的影响,采用不同浓度(0,0.5,1.0,2.0,4.0和8.0 mmol·L-1)的亚硒酸钠溶液在20℃黑暗条件下引发紫花苜蓿种子0(CK),3,6,9和12 h后进行标准发芽试验,并分析其幼苗超氧化物歧化... 详细信息

为探讨外源硒引发对紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗抗氧化能力的影响,采用不同浓度(0,0.5,1.0,2.0,4.0和8.0 mmol·L-1)的亚硒酸钠溶液在20℃黑暗条件下引发紫花苜蓿种子0(CK),3,6,9和12 h后进行标准发芽试验,并分析其幼苗超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)、谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase, GR)活性及丙二醛(Maloddialdehyde, MDA)含量的变化。结果表明:外源硒浓度和引发时间与紫花苜蓿幼苗的抗氧化能力具有密切关系;低浓度(≤1.0 mmol·L-1)硒引发提高了其幼苗SOD,CAT,APX和GR的活性,均显著高于CK(P<0.05),0.5 mmol·L-1硒引发时显著降低了其MDA含量(P<0.05);高浓度(≥4.0 mmol·L-1)硒引发12 h时,其幼苗SOD,CAT,APX和GR活性均显著低于CK(P<0.05),其幼苗MDA含量则显著高于CK(P<0.05),说明外源硒引发对紫花苜蓿幼苗抗氧化能力的影响具有双重效应。硒浓度为0.5 mmol·L-1引发12 h时,紫花苜蓿幼苗的抗氧化酶活性最高,MDA含量最低,这可能是进行紫花苜蓿富硒生产的最佳引发处理。

关键词：紫花苜蓿硒种子引发幼苗抗氧化性能