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水氮互作对石榴幼苗光合荧光及生理特性的影响

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果树学报 2022年第12期39卷 2352-2364页

作者：柴亚倩关思慧崔洪鑫许静朱晓玲刁明孔秋生石河子大学农学院·新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832003

【目的】探究水氮互作对石榴幼苗光合荧光及生理特性的影响。【方法】采用盆栽控水法,设置3个灌水(W1:灌水上下限为田间持水量的35%~45%;W2:灌水上下限为田间持水量的55%~65%;W3:灌水上下限为田间持水量的75%~85%)与4个施氮耦合(N0,0 g... 详细信息

【目的】探究水氮互作对石榴幼苗光合荧光及生理特性的影响。【方法】采用盆栽控水法,设置3个灌水(W1:灌水上下限为田间持水量的35%~45%;W2:灌水上下限为田间持水量的55%~65%;W3:灌水上下限为田间持水量的75%~85%)与4个施氮耦合(N0,0 g·kg^(-1);N1,0.1 g·kg^(-1);N2,0.2 g·kg^(-1);N3,0.3 g·kg^(-1))处理,探索不同处理对叶片叶绿素含量、光合荧光特性、渗透调节物质含量与氮代谢酶活性的影响。【结果】叶绿素含量、光合特性(P_(n)、G_(s)、T_(r))、叶绿素荧光参数(除NPQ外)、氮代谢酶活性均在W2条件下最佳;且随灌水量降低,可溶性蛋白(SP)含量降低,可溶性糖(SS)与脯氨酸(Pro)含量升高。W3条件下,除G_(S)活性以N2处理最佳外,叶绿素含量、光合特性、荧光参数[F_(v)/F_(m)、ETR、Y(Ⅱ)]、渗透调节物质含量与其余氮代谢酶活性均随施氮量的增加而提高;W2条件下,叶绿素含量、光合特性、荧光(除NPQ外)、SP含量及氮代谢酶活性在整个处理过程中均以N2处理最高,SS和Pro含量随施氮量的增加而增加;W1条件下,叶绿素含量、光合特性(P_(n)、G_(s)、T_(r))、荧光(除NPQ外)、SP、SS含量和氮代谢酶活性随氮肥的增加而减少,Pro含量变化与之相反,且在各灌水条件下,NPQ变化与F_(v)/F_(m)相反,C_(i)与NPQ变化呈负相关。【结论】综合各项指标发现,通过合理施用氮肥可有效缓解干旱胁迫,W2N2为该试验条件下的最佳水氮组合。

关键词：石榴幼苗水氮光合渗透调节氮代谢

基于转录组测序筛选新疆野苹果组培苗应答冻害光合特性相关基因

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果树学报 2022年第9期39卷 1529-1539页

作者：马红喜刘俐君苏永峰张德恩袁引燕鲁晓燕石河子大学农学院园艺系·新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832000

【目的】探究新疆野苹果组培苗光合特性对冻害胁迫的响应,筛选光合特性相关应答基因。【方法】以单株系的新疆野苹果组培苗为材料,在-3℃模拟冻害条件下,观察及检测对照和0、3、6、12、24 h处理的新疆野苹果组培苗的形态、叶绿素含量、... 详细信息

【目的】探究新疆野苹果组培苗光合特性对冻害胁迫的响应,筛选光合特性相关应答基因。【方法】以单株系的新疆野苹果组培苗为材料,在-3℃模拟冻害条件下,观察及检测对照和0、3、6、12、24 h处理的新疆野苹果组培苗的形态、叶绿素含量、光系统Ⅱ的最大量子产量(F_(v)/F_(m))参数和以吸收光能为基础的光系统Ⅱ的性能指数(PIabs)的变化,并对前5个处理组培苗叶片进行转录组测序分析。【结果】-3℃模拟冻害胁迫下新疆野苹果组培苗叶片在12 h时开始卷缩,处理24 h时叶绿素含量显著下降,叶绿素a/b显著上升;不同处理时间点Fv/Fm与PIabs的值均显著低于对照,通过转录组测序筛选到58个参与光合调控的差异基因,其中响应光系统Ⅱ的基因有18个,响应光系统Ⅰ的基因有12个,光合电子传递链相关基因有13个,ATP合成酶相关基因有3个,细胞色素b6f相关基因有12个。同时得到PsbQ(Msi_13A005910)与PsbY(BGI_novel_G011171)基因并在冻害胁迫中极显著上调表达。根据富集结果选取7个光合相关差异表达基因,经qRT-PCR验证,基因表达趋势与转录组测序结果一致。【结论】新疆野苹果组培苗在-3℃模拟冻害条件下,F_(v)/F_(m)与PIabs均显著下降,通过转录组测序筛选到58个光合调控相关显著差异表达基因,其中PsbQ与PsbY发生极显著上调表达。PsbQ与PsbY可能会通过光氧化与光保护缓解冻害对组培苗叶绿体及光合作用产生影响。

关键词：新疆野苹果冻害胁迫光合特性转录组测序

外源Ca^(2+)对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响

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植物营养与肥料学报 2022年第10期28卷 1901-1913页

作者：陈静怡姜鑫吴佩崔辉梅崔金霞石河子大学农学院园艺系/新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832000

【目的】探讨外源钙对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响,揭示外源钙缓解蔬菜作物盐害的光合生理机制,为外源钙在蔬菜生产中的应用提供理论依据。【方法】水培试验以耐盐性强的加工番茄(Lycopersicon escul... 详细信息

【目的】探讨外源钙对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响,揭示外源钙缓解蔬菜作物盐害的光合生理机制,为外源钙在蔬菜生产中的应用提供理论依据。【方法】水培试验以耐盐性强的加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)自交品系‘KT-7’为试材,在Hoagland营养液中添加100 mmol/L NaCl进行盐分胁迫。将4叶1心的番茄植株移入盐分胁迫营养液中,同时叶面分别喷施0、5、10、15、20 mmol/L CaCl_(2)溶液。于处理第3、6、9天后利用M-PEA植物效率仪测定快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学,于处理后第9天测定各项生长指标。【结果】盐胁迫9天显著降低加工番茄幼苗的生长量,外源施加15 mmol/L CaCl_(2)处理下幼苗生长形态指标、地上部与地下部生物量高于其他钙浓度处理。随盐胁迫时间延长,叶片快速叶绿素荧光诱导曲线I、P相逐渐降低,K、J相逐渐上升,820 nm光反射动力学曲线振幅减小,原初光化学效率(F_(v)/F_(o))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光能吸收性能指数(PI_(abs))、PSⅡ向下游传递电子的能力(Ψo)、电子传递量子产额(φEo)、单位叶截面积电子传递的能量(ETo/CSm)、单位反应中心传递电子的能量(ETo/RC)、单位叶截面积表观量子通量(ABS/CSm、TRo/CSm、ETo/CSm)、单位叶截面积活性反应中心数量(RC/CSm)、PSI氧化还原性能(ΔMRfast/MRo、ΔMRslow/MRo、Vox、Vred)呈下降趋势,J点相对可变荧光(VJ)、热耗散的量子效率与能量通量(φDo、DIo/CSm、DIo/RC)呈增加趋势,与盐胁迫下未施加外源CaCl_(2)处理相比,施加外源CaCl_(2)后加工番茄幼苗各指标变幅均发生变化,其中15 mmol/L CaCl_(2)处理显著提高F_(v)/F_(o)、F_(v)/F_(m)、PI_(abs)、Ψo、φEo及PSI氧化还原性能,显著降低VJ和热耗散。对处理9天得到的19个参数进行主成分分析,提取特征值大于1的两个主成分,第一、第二主成分特征值分别为15.769、1.632,贡献率分别为82.996%、8.591%,累积贡献率达91.587%,表明这两个相互独立的主成分能够反映19个参数91.587%的信息,符合分析要求。依据主成分综合得分排序,外源CaCl_(2)对加工番茄盐胁迫缓解能力由高到低为15 mmol/L>10 mmol/L>5 mmol/L>20 mmol/L。【结论】盐胁迫显著抑制加工番茄幼苗生长,破坏光系统结构和功能,施加外源15 mmol/L Ca^(2+)能够改善盐胁迫下加工番茄生长,保护光合机构,提高光化学反应效率,优化PSⅡ反应中心能量利用,进而提高植物耐盐性。

关键词：加工番茄盐胁迫氯化钙叶绿素荧光 820 nm光反射

不同红蓝LED光照时间对冰菜生长和品质的影响

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新疆农业科学 2021年第1期58卷 80-91页

作者：赵明伟吕新张泽刘慧英牛宁儿崔金霞石河子大学农学院/新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832000 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832000

【目的】研究不同红蓝光照时间对冰菜生长发育的影响,分析其生长发育规律。【方法】以冰菜为研究对象,以红蓝光为人工光源,在植物工厂及水培条件下,采用可循环营养液(EC2.8 dS/m,pH6.5),待冰菜幼苗长至4片叶后移植到水培立体培养系统中... 详细信息

【目的】研究不同红蓝光照时间对冰菜生长发育的影响,分析其生长发育规律。【方法】以冰菜为研究对象,以红蓝光为人工光源,在植物工厂及水培条件下,采用可循环营养液(EC2.8 dS/m,pH6.5),待冰菜幼苗长至4片叶后移植到水培立体培养系统中,设置红光与蓝光比例为(3∶1),光强统一设定为300μmol/(m^2·s),补光时间设定为8 h/16 h(光/暗)为A处理,10 h/14 h(光/暗)为B处理,12 h/12 h(光/暗)为C处理,14 h/10 h(光/暗)为D处理,16 h/8 h(光/暗)为E处理。【结果】随着光照时间的增加冰菜叶片净光合速率也增大,冰菜在14 h光照处理下,生长形态最优,光合色素含量最高,在14 h光照下,净光合速率达到最大,但达到16 h时,净光合速率开始降低,且Fv/Fm值和Φ值最小;在14 h光照处理下抗氧化酶活性较高,在12 h光照处理下有利于可溶性糖以及VC的积累,随着光照时间的延长达到16 h时,冰菜叶片中硝酸盐含量最高。【结论】冰菜在红蓝光比例为3∶1时,光照时间为14 h能更有利于冰菜的生长以及改善其营养品质。

关键词：冰菜红蓝光光照时间生长

高温胁迫对不同葡萄品种光合作用和基因表达的影响

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果树学报 2021年第6期38卷 871-883页

作者：窦飞飞张利鹏王永康于坤刘怀锋特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室新疆石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室·石河子大学农学院新疆石河子832003

【目的】探讨高温胁迫对葡萄生理的影响,筛选出适于温室栽培的耐热型葡萄,为耐热品种的选育提供理论依据。【方法】以新郁、蜜光、夏黑、北红、弗雷5个葡萄品种为材料,在日光温室对盆栽葡萄分别进行白天(45±2)℃、夜间(22±2)℃高温胁... 详细信息

【目的】探讨高温胁迫对葡萄生理的影响,筛选出适于温室栽培的耐热型葡萄,为耐热品种的选育提供理论依据。【方法】以新郁、蜜光、夏黑、北红、弗雷5个葡萄品种为材料,在日光温室对盆栽葡萄分别进行白天(45±2)℃、夜间(22±2)℃高温胁迫处理,以及白天(42±2)℃、夜间(22±2)℃控温处理,对葡萄叶片的光合参数以及叶绿素荧光参数进行测定,并于高温胁迫1周后进行转录组测定。【结果】随着高温胁迫时间的增加,叶绿素(Chl)总含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)均呈先上升后下降趋势;初始荧光(F0)、非光化学猝灭系数(CNPQ)、光化学猝灭系数(Cq P)呈先下降后上升趋势;最大荧光产量(Fm)、最大能量转换效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、潜在光化学活性(Fv/F_(0))呈下降趋势;在高温胁迫的第4天,弗雷的Chl总含量比新郁、蜜光、夏黑、北红分别高1%、18%、18%、19%;新郁的Pn比夏黑、北红、弗雷高11%、29%、3%,低于蜜光,表明夏黑和北红的光合能力受高温胁迫的影响较大;高温胁迫条件下,弗雷的Fm、Fv/Fm、光下最大荧光(Fm’)、ΦPSⅡ、Fv/F0降幅最小,其次为新郁,北红的降幅最大;主成分分析结果表明,耐热力(F)由大到小为新郁>弗雷>夏黑>蜜光>北红。新郁、北红的Hsp相关基因分别为29、25个,Hsf相关基因分别为3、4个。【结论】长期高温处理使葡萄叶片PSⅡ活性遭到破坏,与蜜光、夏黑相比,新郁、弗雷的抗高温胁迫能力较强,更能适应高温环境,北红耐热性较差。葡萄高温胁迫处理后,热激蛋白大量上调表达,且耐热品种新郁的表达水平高于热敏品种北红。

关键词：葡萄叶片高温胁迫荧光特性光合特性转录组热激蛋白

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35份加工番茄遗传多样性分析及综合评价

分子植物育种 2022年

作者：马海翔庞胜群孔亚聪吉雪花石河子大学农学院新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室

加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是一种重要的经济作物，随着新疆加工番茄产业的不断发展，生产上推广应用的品种遗传背景日趋狭窄，给育种工作带来很大的困扰，新品种选育速度慢且难度加大，对现有的加工番茄种质资源进行深...

加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是一种重要的经济作物，随着新疆加工番茄产业的不断发展，生产上推广应用的品种遗传背景日趋狭窄，给育种工作带来很大的困扰，新品种选育速度慢且难度加大，对现有的加工番茄种质资源进行深入研究，充分挖掘资源的遗传多样性，才能实现种质资源地高效利用，选育出更多优良的品种。本研究对35份新疆加工番茄种质资源的遗传多样性进行分析，结果表明，27个表型性状的遗传多样性指数在0.13～2.0，其中，可溶性总糖含量的遗传多样性指数最高。13个数量性状的平均变异系数为26.21%，番茄红素含量变异系数最大(72.2%)。35份种质资源可分为4个类群。主成分分析结果显示，提取的10个主成分的累积贡献率达到了78.21%，选取14个关键指标构建回归方程。通过综合性评价，得到各种质的综合得分范围为0.183～0.661，其中DG-8、JY-3、DG-6、DG-1和GH-5综合得分较高，可作为优质种质资源加以利用。加工番茄种质资源的遗传多样性的研究，对加工番茄种质资源的采集、保存、鉴定、创新及育种具有重要意义。

关键词：

外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及光合特性的影响

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新疆农业科学 2023年第2期60卷 351-358页

作者：朱普生刘慧英曹泽刘凯歌李雪珍石河子大学农学院园艺系/特色果蔬栽培生理与种质资源利用新疆生产建设兵团重点实验室新疆石河子832000

【目的】研究NaCl胁迫下外源GSNO(NO供体)对番茄幼苗生长的调节作用。【方法】以中蔬4号番茄为材料,通过对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗分别喷施0.1 mmol/L GSNO(NO供体)(NG处理)、0.05 mmol/L cPTIO(NO清除剂)(NP处理)、0.1 mmol/L G... 详细信息

【目的】研究NaCl胁迫下外源GSNO(NO供体)对番茄幼苗生长的调节作用。【方法】以中蔬4号番茄为材料,通过对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗分别喷施0.1 mmol/L GSNO(NO供体)(NG处理)、0.05 mmol/L cPTIO(NO清除剂)(NP处理)、0.1 mmol/L GSNO+0.05 mmol/L cPTIO(NGP处理),研究外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及其盐适应性的调控作用。【结果】NaCl胁迫下施用GSNO的番茄幼苗生长情况明显好转,叶绿素含量和最大光化学效率(Fv/Fm)提高,Rubisco初始活性和总活性提高,卡尔文循环相关酶Rubisco活化酶(RCA)、磷酸甘油酸激酶(PGK)、磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)的活性提高。【结论】外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长不良和光合作用降低有缓解作用。

关键词：番茄 GSNO NaCl胁迫光合作用

水氮耦合对软籽石榴幼苗抗氧化生理特性的影响

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北方园艺 2023年第11期 29-37页

作者：柴亚倩关思慧崔洪鑫万文亮刁明石河子大学农学院新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832003

以‘突尼斯’软籽石榴幼苗为试材,设置3个灌水(W1:灌水上下限为田间持水量的35%~45%;W2:灌水上下限为田间持水量的55%~65%;W3:灌水上下限为田间持水量的75%~85%)与4个施氮(N0,0g·kg^(-1);N1,0.1g·kg^(-1);N2,0.2g·kg^(-1);N3,0.3g·kg^(-1))的耦合处理,采用盆栽种植方式,探究不同处理对叶片相对含水量(RWC)、光合色素含量(叶绿素与类胡萝卜素)、膜透性指标(相对电导率(REC)与丙二醛(MDA)含量)、过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(■)产生速率及抗氧化酶活性的影响,并对处理40d后各指标进行热图聚类与主成分分析,以期为软籽石榴生产栽培提供参考依据。结果表明:灌水量为田间持水量的35%~45%(W1)的灌水水平显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了叶绿素总量、类胡萝卜素含量,但适宜施氮会缓解其抑制效应,高氮反而会加剧石榴受到的干旱胁迫程度;灌水量为田间持水量的55%~65%(W2)的灌水水平下具有相对较高的SOD、APX、POD和CAT活性与光合色素含量,较低的REC、MDA含量、■产生速率及H2O2含量;灌水量为田间持水量的75%~85%(W3)的条件下各指标与W2相比略有降低,且在W2、W3条件下均以N2、N3处理下石榴具有较高的光合色素含量、抗氧化酶活性。综上,经聚类与主成分分析发现,W2N2为该试验条件下的最佳水氮运筹模式。

关键词：水氮石榴幼苗干旱胁迫抗氧化酶

加工番茄亲代与子代生长期内源激素含量与植株生长相关性分析

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新疆农业科学 2021年第1期58卷 40-48页

作者：王海琪庞胜群杜红艳吉雪花马海翔张小燕石河子大学农学院园艺系/特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003

【目的】研究加工番茄亲代与子代在不同生长时期叶片内源激素含量与植株生长指标的相关性,分析内源激素对植株生长发育的影响,为杂交育种中亲本的选择和选配、杂交后代的选育提供理论参考。【方法】以亲本T59、JW9、HZ38为参照,经系统... 详细信息

【目的】研究加工番茄亲代与子代在不同生长时期叶片内源激素含量与植株生长指标的相关性,分析内源激素对植株生长发育的影响,为杂交育种中亲本的选择和选配、杂交后代的选育提供理论参考。【方法】以亲本T59、JW9、HZ38为参照,经系统选育获得的高代自交系Dg46-1和Dg149-1为试材,测定加工番茄不同生育时期植株叶片生长素(IAA)、赤霉素(GA3)的含量,以及不同生育时期生长指标(株高、茎粗、叶面积),分析内源激素与生长指标的相关性。【结果】加工番茄杂交亲本及其后代随着生长发育叶片内赤霉素及生长素含量均呈下降趋势,苗期内源激素含量显著高于其他时期,且苗期叶片赤霉素和生长素含量与株高、茎粗、叶面积均呈正相关,其中与株高的相关性均达极显著水平。除了花期茎粗与赤霉素含量呈显著负相关,结果期株高与生长素含量呈显著负相关外,蕾期、花期、结果期叶片内源激素含量与植株生长指标的相关性均不显著。杂交育种中,不同父本与同一个母本杂交,经系统选育获得的子代其株高、茎粗、叶面积并不完全由父本决定,而和子代苗期叶片内源激素含量有关。【结论】苗期叶片的内源激素是影响加工番茄植株生长的关键因素,随着生殖生长的开始,赤霉素、生长素对株高、茎粗、叶面积的影响减弱。通过杂交育种途径进行株型尤其是株高改良时,应重点关注苗期植株的内源激素含量,以提高选择效率,苗期叶片的赤霉素、生长素含量可作为预测杂交后代植株高度的参考指标。

关键词：加工番茄种质资源生长素赤霉素生长发育相关性