【摘 要】
:
氮是土壤中重要的养分资源,高水平的氮能够促进外来生物入侵,但较少有研究考虑氮形态的作用。瘤突苍耳是辽宁等地危害严重的外来入侵植物,与铵态氮相比添加硝态氮更利于其生长,而其共存本地植物苍耳偏好铵态氮,但相关机制尚不清楚。在本研究中,我们比较了不同硝态氮水平下瘤突苍耳和苍耳生长和氮积累的差异,确定两种苍耳差异最大时的硝态氮浓度。随后测定在低(对照)和高(种间差异最大时的浓度)水平硝态氮水平下,两种苍耳
论文部分内容阅读
氮是土壤中重要的养分资源,高水平的氮能够促进外来生物入侵,但较少有研究考虑氮形态的作用。瘤突苍耳是辽宁等地危害严重的外来入侵植物,与铵态氮相比添加硝态氮更利于其生长,而其共存本地植物苍耳偏好铵态氮,但相关机制尚不清楚。在本研究中,我们比较了不同硝态氮水平下瘤突苍耳和苍耳生长和氮积累的差异,确定两种苍耳差异最大时的硝态氮浓度。随后测定在低(对照)和高(种间差异最大时的浓度)水平硝态氮水平下,两种苍耳叶片最大净光合速率、硝酸还原酶(NR)和谷胺酰胺合成酶(GS)的活性,从生理上解析两种苍耳对高水平硝态氮响应的差异。对高、低硝态氮水平下两种苍耳的根和地上部进行转录组测序,从分子水平上解析两种苍耳对高水平硝态氮响应的差异。主要结果如下:(1)随着硝态氮水平的提高,瘤突苍耳和苍耳生长(生物量、地径)加快、积累的氮增多,硝态氮浓度到50 mmol L-1时两种苍耳各参数均达最大值,之后随硝态氮浓度的升高而降低。不同硝态氮水平下,瘤突苍耳生长和氮积累量均显著高于苍耳;与苍耳相比,瘤突苍耳对添加硝态氮的可塑性响应更强烈。(2)与低水平硝氮处理相比,高水平硝态氮处理下瘤突苍耳叶片最大净光合速率、地上部谷胺酰胺合成酶酶活显著升高,根谷胺酰胺合成酶活性变化不大;而苍耳最大净光合速率、地上和地下部谷胺酰胺合成酶活性变化不大。高、低水平硝态氮处理下,瘤突苍耳叶绿素a含量均显著高于苍耳;高水平硝态氮处理下,苍耳地上部硝酸还原酶活性显著高于、而根硝酸还原酶活性显著低于瘤突苍耳。(3)转录组数据分析发现:瘤突苍耳硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族6的编码基因(NPF6)和硝酸还原酶的编码基因(NR)在根部受高水平硝态氮诱导,促进了对NO3-的吸收和还原。瘤突苍耳谷氨酰胺合成酶的编码基因(GS)在地上部受高水平硝态氮诱导,促进了氮素同化。瘤突苍耳叶绿素结合蛋白编码基因在地上部的表达受高水平硝态氮诱导,从而提高光能捕获能力。而在苍耳中未发现类似结果。瘤突苍耳许多生长素信号转导相关基因在地上部和地下部均受高水平硝态氮诱导表达,生长素信号可能参与瘤突苍耳对高水平硝态氮的利用。综上所述,与共存本地近缘植物苍耳相比,瘤突苍耳能更好地利用硝态氮,对添加硝态氮的可塑性响应更强烈,这与其硝态氮吸收和同化相关基因、叶绿素结合蛋白编码基因等的表达水平较高有关,而这些基因的表达可能受生长素信号转导相关基因的调控。本研究,从生理和分子水平上揭示了瘤突苍耳入侵高硝态氮生境的机理,也为其防治提供新的思路,具有重要的科学意义和应用潜力。
其他文献
脉冲放电等离子体是一种新型高级氧化技术,本课题组已在前期研究中证明该技术对壳聚糖具有显著降解作用。同时,壳聚糖分子链稳定性与其分子量直接相关,相关研究表明,壳聚糖原料分子量不同导致其降解过程呈现不同的趋势。因此,研究壳聚糖原料分子量对壳聚糖脉冲放电等离子体降解过程的影响具有一定的实际意义。基于以上原因,本论文以脉冲放电等离子体为处理技术,黏均分子量分别为727.4(LMWC)、2038.6(MMW
光合作用产生碳水化合物,这是植物生长发育的基础。例如,蔗糖、葡萄糖、果糖以及糖醇等,可以从“源”端运输至根、雌蕊、雄蕊、种子等“库”端异养组织中,供给能量和物质;同时也可以作为信号分子,参与调控植物的生长发育;或者在非生物胁迫下作为渗透调节物质缓解植株的伤害。这些可溶性糖在植物组织、器官和细胞间的转运是由不同类型的糖转运蛋白家族介导,其成员众多,演化机制复杂。玉米(Zea mays L.)是世界上
发芽是提高豌豆品质的最常见和最有效的方法之一。在一定条件下的发芽处理后,豌豆苗可增加维生素含量及其生物利用度,从而可以增强生物学效价和保健功能。同时,为了增强芽菜的功能成分,紫外辐照是常用的手段之一。但目前关于紫外辐照对豌豆苗功能成分的影响以及调控机制的研究还较少,因此本论文基于转录组和蛋白组学对紫外辐照处理提高豌豆苗抗坏血酸和黄酮含量的作用机制进行研究,结果如下:1.紫外辐照处理,可以显著提高豌
Patatin是一种马铃薯糖蛋白,因其优越的溶解性、起泡性、乳化性、抗氧化性和抗癌等蛋白特性以及不同于一般贮藏蛋白的酯酰基水解酶活性,具备广阔的应用潜能,且随着我国马铃薯主食化的快速发展,使其在食品领域备受关注。但它在天然马铃薯中含量较低,提取纯化方法复杂且制备成本高,使其酶学特性没有得到充分的研究,这也制约了其在食品、医药等行业的广泛应用,因此它的制备方法、酶学性质有待于进一步研究。目前通过真核
酿酒酵母,作为一个很常见的发酵工程菌,已确认其安全性,能生产的天然产品超过一百种,很好的应用于工业、化学、医疗等工业中,在生物科学技术发展和人类生产生活中发挥了重要功能,目前研究的谷胱甘肽生产菌主要为酿酒酵母。脉冲高光效诱变育种技术是一项新兴的诱变方法,该法起步相对较晚,但具备了高强度、瞬时性、操作简单、稳定性较好的优点。本文通过响应面设计方法确定了脉冲强光处理酿酒酵母中高产谷胱甘肽的最佳抗性诱变
玉米穗柄是茎叶产生的光合产物向穗部运输的唯一通道。穗柄长不但与玉米籽粒干物质含量及玉米产量相关,还与包裹果穗的苞叶松紧度相关联,在生长发育过程中,籽粒的脱水速率也会受到穗柄的影响。此外,在机械收获时,玉米穗柄长度会影响收获效率。因此,在遗传及分子水平上解析玉米穗柄长的调控机制,将有利于籽粒脱水和产量积累,也有利于提升机械收获的质量和数量。本试验以由508份来源广泛自交系构成的关联群体为试验材料,对
黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国广为栽培的主要蔬菜作物。白粉病(powdery mildew,PM)是危害黄瓜生产的主要病害之一,严重影响黄瓜的产量和品质。本实验室前期研究表明,利用AZD8055抑制雷帕霉素靶蛋白(Target of Rapamycin,TOR)激酶活性后,黄瓜抗白粉病的能力明显提高,幼苗生长发育受到一定程度抑制。TOR是真核生物中进化保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激
调和油是弥补食用单一油脂营养过量或不足、符合人体脂肪酸需求比例的新型食用油,市场缺口很大,但符合脂肪酸平衡的调和油寥寥无几。为满足消费者摄入营养健康油脂的需求,必须达到脂肪酸平衡,本研究以11种常见植物油和分提牛油为原料,建立基于脂肪酸的原料油数据库,设立调和油参数,满足脂肪酸平衡和营养成分含量,以价格为指标,使用Matlab软件建模编程制备脂肪酸平衡调和油,通过调配工艺优化,分析脂肪酸平衡调和油
铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)是植物可以吸收利用的两种无机氮素形态,在植物生长发育中起到重要的作用。从能量消耗的角度考虑,植物以NH4+为主要氮源更有利。然而,大多数植物偏好吸收利用NO3-,而对NH4+较为敏感,当环境中NH4+作为主要氮源时,其浓度过高会对植物造成高铵胁迫,甚至产生毒害作用。实验室前期研究表明,外来入侵植物瘤突苍耳(Xanthium strumaricum)偏好利用硝态
植物次生代谢产物通常是为植物提供防御病虫害的功能物质,但病原真菌在侵染宿主植物的过程中对植物化学防御系统的适应却是造成严重病害的原因之一,而目前这种适应机制的研究报道较少。苹果腐烂病菌(Valsa mali var.mali,Vmm)主要以苹果属植物为宿主,该病原真菌的侵染能够造成苹果树树枝的溃烂和果实的腐烂,严重时甚至能使得果树死亡。为了探究苹果腐烂病菌的毒性物质,揭示苹果腐烂病菌对苹果属植物化