2015年, 第29卷, 第2期 刊出日期：2015-02-11
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核农学报. 2015, 29(2): 209-214. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0209
为了改良水稻品种的品质性状,利用 60Coγ-射线为诱变源,对粳稻品种Koshihikari种子进行了辐照处理,通过改良的单粒种子法对种子蛋白质的含量和组成进行了SDS-PAGE和Western Blotting分析,筛选到了72个种子蛋白突变体,结果表明经诱变后种子蛋白的含量和组成成分发生了很大变异。本研究为揭示水稻贮藏蛋白积累机制及开发新型稻米种质提供了理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 215-220. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0215
通过对搭载实践8号育种卫星的6个甘蓝型油菜品种(系)种子及其后代连续多年种植选择,对其SP3农艺性状及品质性状进行诱变效应分析,对SP4产量和农艺性状等进行鉴定与结果分析。结果表明,6个搭载品种的植株性状、生育期和抗逆性在SP1与对照相比均没有明显变化。对SP2进行田间观测,发现有多个主花序、主茎萎缩和小花瓣等变异株。对SP3室内考种和品质测试,发现了矮杆、大粒等有利变异株,还有一些芥酸、硫苷和含油率发生改变的变异群体。对SP4田间产量鉴定,得到了1份高产材料TK407,产量为3 048.35 kg·hm-2,产量构成三要素合理,分别为单株有效角果数365角、每角粒数23.43粒、千粒重4.61g。研究表明,航天诱变后代能产生变异植株,通过育种目标性状多代选择,能选育出高产、优质的新品种。
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核农学报. 2015, 29(2): 221-228. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0221
为探究小麦雌蕊化现象的分子遗传机制,本文从CSTP和HTS-1 2个小麦品系的幼穗中克隆得到了2个B类MADS-box基因WPI 1 和WPI 2。WPI 1 基因cDNA序列长816 bp,ORF长627 bp,编码208个氨基酸残基;WPI 2 基因cDNA序列长983 bp,ORF长630 bp,编码209个氨基酸残基。WPI 1 和WPI 2 基因均含有典型的MADS-MEF2-like和K-box结构域,C端均具有PI 结构基序。系统进化树分析表明WPI 1 和WPI 2 基因属于PI/GLO亚家族成员。Real-time PCR分析表明WPI 1 和WPI 2 基因在CSTP和HTS-1小穗中的表达模式明显不同。雌雄蕊原基形成期,WPI 1 和WPI 2 基因在HTS-1中的表达量较高,而在CSTP中表达量较低,接近为0;药隔期,WPI 1 和WPI 2 基因在HTS-1中的表达水平明显低于CSTP中的表达。WPI 1 和WPI 2 基因表达模式的改变与HTS-1雌蕊化表型有关。本研究结果为进一步探讨B类基因WPI 1 和WPI 2 在HTS-1雌蕊化中的作用奠定了基础。
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核农学报. 2015, 29(2): 229-234. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0229
为探索新疆强筋小麦的主效亚基,本文采用SDS-PAGE方法对新疆主栽的21种中筋小麦和17种强筋小麦的高分子量麦谷蛋白亚基进行了分析。结果表明:供试材料中共出现12种类型的亚基和12种亚基组合。中筋小麦Glu-A1位点亚基主要为N,Glu-B1位点亚基主要为7+8,Glu-D1位点亚基主要为2+12。强筋小麦Glu-A1位点亚基主要为1和N,Glu-B1位点亚基主要为7+8和7+9,Glu-D1位点亚基主要为5+10。聚类分析结果显示:在相似系数为0.43 时可将供试小麦分为2类:第1类包括28个品种,均含有2+12亚基,其中既有强筋小麦也有中筋小麦;第2类包括12个品种,均含有5+10亚基,全部为强筋小麦。5+10 亚基对小麦品质贡献明显大于其他亚基,是新疆强筋小麦的主效亚基。本研究可为提高新疆小麦面筋强度的分子育种提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 235-243. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0235
为了检测盐胁迫下水稻苗高和分蘖数的发育动态QTL,以粳稻品种东农425和长白10为亲本衍生的F2:3群体为试验材料,构建了包含123个SSR标记,全长为1 616.53 cM,平均图距为13.14 cM的遗传连锁图谱。以浓度为6 ds ·m-1的NaCl水溶液进行大田生育期灌溉,正常水灌溉为对照,对盐胁迫下水稻的苗高和分蘖数进行发育动态QTL分析。分别利用完备区间作图法和混合线性模型的QTL定位方法,联合盐胁迫与正常条件下6个发育时期苗高和分蘖数的表型数据,共检测到6个控制盐胁迫下水稻苗高和3个控制分蘖数的加性QTL、4个控制正常条件下苗高和5个控制分蘖数的加性QTL、盐胁迫和正常条件联合下的6个控制苗高和4个控制分蘖数的加性QTL,以及3对控制苗高和1对控制分蘖数的上位性QTL。加性QTL qSH1在t3、t4和t2/t1时期分别用非条件和条件方法检测到,加性QTL qTN8-2在t2、t3、t4和t5时期被连续用非条件方法检测到,在t3/t2时期用条件方法被检测到。分别检测到4个控制苗高和2个控制分蘖数的加性QTL与盐胁迫环境存在互作效应,控制苗高的3对上位性QTL和控制分蘖数的1对上位性QTL均与盐胁迫环境发生互作。本研究旨在检测不同发育时期控制盐胁迫下水稻苗高和分蘖数的QTL,并分析与盐环境的互作效应,为解析苗高和分蘖数在盐胁迫下的发育遗传特点和水稻耐盐QTL分子标记辅助育种提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 244-251. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0244
为了明确RVA谱特征值在评价稻米品质中的作用,本文选用不同穗型水稻为材料,按照穗部位置分为27个粒位,研究了不同粒位上淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系。结果表明碾米品质中的整精米率和粒长与峰值黏度、热浆黏度和崩解值3个特征值有极显著正相关关系。外观品质中的垩白率、垩白度和营养品质中的总蛋白质含量、清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量、脂肪酸含量都与峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈极显著负相关,与消减值极显著正相关;球蛋白含量则表现相反规律。蒸煮食味品质中的食味值、直链淀粉含量和胶稠度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值3个特征参数呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关,尤其是与峰值黏度和崩解值2个参数的相关系数较大。淀粉RVA谱特征值能密切反映稻米品质的好坏,穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和崩解值的大小可以作为优质粳稻辅助选择的首选指标。
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核农学报. 2015, 29(2): 252-259. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0252
为建立有效的红曲霉分类鉴定方法,进一步发掘和保护红曲霉菌株生物资源,以福建省内各类红曲霉生产菌株为主要材料,采用MEGA 5.10软件对其ITS序列进行分析,构建系统发育树,结合在麦芽汁琼脂培养基、察氏酵母提取物琼脂培养基和甘油硝酸盐琼脂培养基上的菌落形态特征以及生理生化试验对41株红曲霉进行分类鉴定。试验结果显示41个红曲霉菌株的ITS序列长度为520bp左右,嘌呤嘧啶(GC)含量比例在56.2%~58.0%,41个不同序列间的平均遗传距离为0.0052。经分子生物学手段分析,辅以菌落形态观察和生理生化试验,最终将41株红曲霉鉴定为紫色红曲霉、丛毛红曲霉、橙色红曲霉、红色红曲霉、烟灰色红曲霉和白色红曲霉6大类。
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核农学报. 2015, 29(2): 260-269. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0260
为了解藜麦种质资源的多样性,本研究利用SSR引物对所搜集的41个藜麦种质的多态性及其亲缘关系进行了分析。结果表明,从54对SSR引物中筛选出了16对能明显扩增出稳定的多态性条带的引物,共检测出139个等位基因条带,每一对引物的等位基因个数为3~13,平均为8.7;16对引物的多态信息含量(PIC)变幅为0.208~0.432,平均为0.366。UPGMA聚类分析显示,41份材料的遗传相似系数(GS)在0.374~0.906之间,平均相似系数为0.626。在阀值(GS)约为0.665时,41份材料可分为4大类。其中614929与B.B.Quinoa 浙Ⅰ间的遗传相似系数最小,为0.374,表明来源于不同地区的遗传距离较远,遗传基础较广泛。藜麦品种资源间的亲缘关系的揭示为藜麦资源保存和新品种选育提供了理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 270-277. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0270
本研究以草地早熟禾新歌莱德、午夜、纳苏3个品种的成熟种子为材料,研究了浸泡、研磨和接种方式等因素对愈伤组织诱导率和出愈时间的影响以及不同浓度的柠檬酸对其愈伤组织褐化的抑制效果。结果显示,浸泡48h处理有利于种子愈伤组织诱导,随着浸泡时间延长愈伤组织平均诱导率逐渐下降,且3个品种的出愈时间均推迟;在浸泡48h处理下,无论采取机械接种或随机接种方式接种,研磨处理与未经研磨处理所得到的3个品种种子愈伤组织诱导率均无明显差异;在种子浸泡48h,未经研磨处理条件下,分别采用随机接种与机械接种方式所得到的3个品种种子愈伤组织诱导率差异极显著。此外,研究表明在愈伤组织的继代培养中对愈伤组织褐化抑制效果较好的浓度是2mg ·L-1,培养2周未见有褐化现象,而随柠檬酸浓度升高褐化率逐渐增加,且对照的褐化率达到25%~37.5%。经试验观察发现2 mg ·L-1柠檬酸浓度对愈伤组织的增殖和分化再生无明显影响,新歌莱德、午夜、纳苏的胚性愈伤组织分化率分别为75%、50%、70%,生根率分别为85%、70%、80%。本研究初步探讨了影响草地早熟禾愈伤组织诱导的因素,解决了草地早熟禾愈伤组织继代培养中的褐化现象,完善了草地早熟禾愈伤组织诱导和再生体系建立,为利用愈伤组织再生体系进行基因工程改造研究奠定了重要的技术基础。
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核农学报. 2015, 29(2): 278-289. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0278
为探究9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因家族进化特性,本文利用生物信息学方法,对菊分支类群已完成测序的植物(包括番茄、马铃薯、烟草、甜菜、猴面花)基于全基因组进行NCED基因家族鉴定,并对其蛋白序列特征,保守基序,次级结构以及系统发育关系进行分析。结果表明,NCED酶是由小基因家族编码的酶,其成员为2~4个。蛋白质氨基酸大小在505~652aa之间, 分子质量为56.23~71.42 kDa,除SlNCED6外,其余各蛋白的等电点均表现为酸性,保守基序分析发现各成员均包含10个保守基序,其长度在29~50之间。此外,NCEDs蛋白结构分析显示,一级结构氨基酸序列N端保守性较低,而次级结构均表现为高度保守。系统发育关系发现,来自番茄的SlNCED5、SlNCED6与来自马铃薯的StNCED5、StNCED6分别为直系同源蛋白,这与生物学上的亲缘关系一致。
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核农学报. 2015, 29(2): 290-295. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0290
本研究利用 60Co-γ辐射源对树干毕赤酵母CICC1960进行辐照诱变,获取木糖乙醇发酵优良菌株和差异性突变菌株群体,为进一步利用比较基因组学方法深入研究木糖乙醇代谢机制提供菌种材料。经筛选获得7株木糖乙醇转化差异性突变菌株,以乙醇木糖比为指标,可将各突变菌株的发酵能力由高到低排列为: a1、X4、i11、K2、X21、CICC1960、a11、c10,乙醇木糖比均值分别为0.3143、0.3037;0.2911、0.2678、0.2578、0.2311、0.2230、0.1220。其中菌株a1、X4、i11为优良菌株,菌株a1在发酵72h时乙醇产量达到顶峰15.6 g ·L-1,高出出发菌株140%,乙醇木糖比高出出发菌株37.9%;菌株X4在发酵60h时乙醇产量达到顶峰15.4 g ·L-1,高出出发菌株234.8%,乙醇木糖比高出出发菌株33.1%;菌株i11在发酵60h时乙醇产量达到顶峰14.8 g ·L-1,高出出发菌株221.7%,乙醇木糖比高出出发菌株29%。
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核农学报. 2015, 29(2): 296-303. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0296
为探明各试验区的判别力、评价不同品种稻米品质的生态适应性,利用AMMI模型(主效可加互作可乘模型)对黑龙江省6个生态区种植的7个水稻品种的稻米品质进行稳定性和试点判别力分析。结果表明,对整精米率总变异起作用的顺序为基因型与环境互作 >基因型 >环境,碾磨品质以龙粳23、东农425和中龙稻1号在不同生态区的稳定性较好且整精米率较高;试验中对蛋白质和食味总变异起作用的顺序为环境 >基因型与环境互作 >基因型,食味品质以龙粳21和松粳12在不同生态区的稳定性好、龙粳23稳定性中等,且食味评分较高;龙粳23碾磨和食味品质均较高且稳定性较好,是适应性好的优良品种。牡丹江和查哈阳试点易于对品种的整精米率做出判断:牡丹江和创业对食味品质的判别力强;查哈阳和五常对食味品质的判别力较弱。牡丹江种植品种的食味评分最高,创业种植品种的食味评分较低,结果表明,牡丹江更适于优质品种的筛选和栽培。东农425在牡丹江、龙稻5在查哈阳、龙粳21在五常、松粳12在创业的整精米率方面表现出最佳适应性;中龙稻1号在牡丹江、龙粳23在创业、龙粳24在桦川、东农425在查哈阳的食味评分方面均表现出最佳的适应性。本研究结果可为水稻品质改良的亲本选择提供依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 304-312. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0304
黑色素具有抗氧化、清除自由基、刺激免疫等一系列的生物活性。本文以深层发酵法制备木耳黑色素,并对木耳黑色素进行体外抗氧化作用研究,考察了碳、氮源、金属离子对木耳菌产黑色素的影响,用Box-Behnken设计结合响应面分析法优化了发酵培养基组成。 结果表明,最佳发酵培养基为:酪蛋白0.747%、可溶性淀粉1.726%、CaCO3 0.140%,在此条件下木耳黑色素的产量可达170.37 mg ·L-1。在一定范围内,发酵制备的木耳黑色素具有较强的清除超氧阴离子自由基和ABTS阳离子自由基能力。木耳黑色素是一个天然和有效的抗氧化剂,深层发酵是生产这一活性物质的有效方法。本研究为木耳黑色素的工业发酵生产奠定了基础。
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核农学报. 2015, 29(2): 313-320. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0313
为了对毛竹资源进行更深入的开发利用,试验以毛竹为研究材料,用同时水蒸气蒸馏萃取法提取不同季节毛竹叶片的挥发油,采用气相色谱-质谱联用仪分析其化学组分。同时,选取植物病原菌玉米大斑病菌、小麦赤霉病菌和油菜菌核病菌为供试菌,用菌丝生长速率法比较各季节挥发油的抑菌活性。结果表明,毛竹竹叶挥发油的提取率春季时最高,为0.418%,秋季时最低,为0.190%,夏冬季分别为0.392%、0.306%;挥发油的成分主要以醇类、酸类、烷烃类、酚类、酮类等为主,不同季节竹叶挥发油中相同化合物数约占总化合物的1/3,但具体含量存在一定差异;冬季竹叶挥发油对3种植物病原菌的抑菌效果相对较好,夏季的相对较差。本研究为毛竹叶的进一步开发利用提供一定的科学依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 321-326. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0321
为了开发倍花深加工产品,本文以倍花为原料,用浓硫酸催化水解制备没食子酸。在单因素试验基础上,采用响应面优化试验考察了水解温度、水解时间和硫酸用量对没食子酸得率的影响。结果表明,在50mL倍花提取液中,用2.47mL 98%浓硫酸催化,97℃ 温度下水解315min,没食子酸得率为36.01%,试验结果与试验模型预测值相吻合。分离产物用高效液相色谱结合没食子酸标样进行定性分析,结果与标准品一致。本研究能为倍花的开发利用提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 327-336. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0327
淀粉是人类从饮食中获取能量的主要来源,对维持人体正常生命活动有着重要意义。抗性淀粉是指在小肠中不能被消化吸收,但2h后可到达结肠并被结肠中的微生物菌群发酵,继而发挥有益的生理作用的淀粉。因此,抗性淀粉被看作是膳食纤维的组成成分之一。长期以来研究学者将抗性淀粉分为4种,即RS1-4,现在认为还存在第5种类型,即RS5。当淀粉与脂类之间发生相互作用时,直链淀粉和支链淀粉的长链部分与脂肪醇或脂肪酸结合形成的复合物称为RS5。抗性淀粉已广泛地应用在面条、面包及油炸食品中。抗性淀粉具有预防结肠癌、降低血液胆固醇含量、减少肥胖和结石的发病率、增加矿物质吸收、控制糖尿病等生理功能。本文主要对抗性淀粉的5种类型、抗性淀粉在食品中的应用以及对人体健康的影响进行综述,旨在为富含抗性淀粉产品的开发及其对人体健康状况的改善提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 337-343. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0337
研究证实营养素在疾病预防中发挥着重要作用,摄入不足将影响人体健康,所以营养素的补充强化已成为各领域的研究热点。随着转基因技术的日益成熟,营养改良型转基因植物的研究也逐渐增多。本文围绕转基因技术在植物营养改良方面的应用,综述了转基因技术在提高植物中维生素含量、必需氨基酸含量、矿质元素含量和降低植物中有害因子、改善脂肪酸组成等方面最新研究成果,对其未来的发展方向及应用前景进行了展望,同时对转基因食品的安全性评价及商业化进程提出了建议。以期使读者能全面正确地认识和了解转基因技术在改良植物营养价值方面的研究进展和未来发展方向。
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核农学报. 2015, 29(2): 344-350. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0344
为了探讨典型旱地区施肥制度对土壤微生物多样性的影响,本研究通过27年长期定位试验,采用454测序技术,分析了黄土旱地区小麦连作、苜蓿连作、粮豆轮作中不同化肥及有机肥施肥措施下土壤细菌、真菌多样性的变化情况。结果表明:除施氮肥和有机肥(NM)处理外,施肥后连作小麦土壤细菌Chao指数提高7.5%(施磷肥和有机肥,PM)~ 60.6%(单施有机肥,M), Shannon指数增加0.04(PM)~0.40(M),肥料单施优于配施;施肥后连作苜蓿土壤细菌Chao指数提高92.0%(单施磷肥,P)~ 102.4%(施氮肥、磷肥和有机肥,NPM),Shannon指数增加0.30(NPM)~ 0.32(P);施肥对粮豆轮作土壤细菌多样性影响较小。除小麦连作NP处理外,施肥后各种植系统土壤真菌Chao指数提高19.1%~55.0%,但真菌Shannon指数变化不大或明显下降。黄土旱地区作物连作时施与适当化肥或有机肥,可提高土壤细菌多样性。本研究对优化旱地作物施肥制度、发挥土壤潜力肥力、实现土壤资源可持续利用有着重要的意义。
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核农学报. 2015, 29(2): 351-358. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0351
为了研究N、P、K配合施用对板栗产量的影响,以13年生盛果期的板栗主栽品种燕山早丰(Castanea mollissima'Yanshanzaofeng')为研究对象,采用N、P、K三因素二次饱和D-最优设计,在河北省迁西县典型板栗密植园连续两年进行田间试验。通过建立以N、P、K施肥量编码值为变量因子,产量为目标函数的三元二次数学模型,优化施肥量及N、P、K配比。结果表明N、P2O5、K2O对板栗产量有显著影响,并且两两之间存在显著交互效应。三因素对板栗产量影响的次序依次为N> P2O5> K2O。通过效应函数的频率分析寻优可知,单株目标产量超过4.50 kg,置信区间为95% 时,N、P2O5、K2O单株优化施肥方案为:N 0.85~1.04 kg,P2O5 0.68~0.83 kg,K2O 0.45~0.51 kg。N、P2O5、K2O最佳施肥比例为1:0.65~0.98:0.43~0.60。该研究可为迁西板栗密植园的合理施肥提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 359-364. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0359
植物对阴离子和阴离子的吸引是植物括盐性调控的重要内容。为了阐明拟南芥对中性盐中阳离子和阴离子抗性机制,本试验以拟南芥nos 1 (nitric oxide synthase1)突变体为材料,用Na2SO4、NaCl、K2SO4、KCl作为盐胁迫因子,研究了突变体的根弯曲百分率、根长、株高、鲜重、存活率以及渗透调节物质脯氨酸和丙二醛含量的变化。拟南芥nos 1 突变体在4种不同盐胁迫下,呈现出不同的抗性,Na2SO4和NaCl中突变体的根长显著高于K2SO4和KCl处理的材料,KCl中突变体的株高和鲜重显著高于Na2SO4和NaCl中。随着盐浓度升高,突变体存活率显著低于对照,KCl中突变体的存活率显著高于Na2SO4和NaCl中。另外突变体在Na2SO4和NaCl中脯氨酸含量和丙二醛含量显著高于K2SO4和KCl处理的样品。这些结果表明突变体对盐胁迫下的阳离子和阴离子抗性机制存在显著差异,阳离子相同时,突变体对SO42-盐胁迫更敏感,阴离子相同时,突变体对Na+盐胁迫更敏感。本试验为提高作物抗盐性和生物技术改良提供理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 365-374. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0365
为了研究半冬性中筋小麦在减氮条件下籽粒产量、氮效率(NUE)及氮代谢关键酶活性的差异与调控效应,于2012年-2013年以半冬性中筋小麦徐麦30、保麦1号为供试品种进行池栽试验。研究表明,施用氮肥增加了穗数和粒数,扩大了小麦库容(公顷粒数),而粒重却有所下降,但穗数和粒数的增加幅度大于粒重的降低幅度,从而提高了单位面积籽粒产量。施氮量从270 kg ·hm-2降至225 kg ·hm-2,籽粒谷丙转氨酶(GPT)活性略有提升,而单株氮素积累量、花后剑叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)、籽粒GS活性均呈下降趋势,籽粒产量有所降低,但差异未达显著水平。减氮影响了植株对氮素的吸收,对氮肥表观利用率(RE)有降低效应,但增强了氮肥偏生产力(PFP)和氮素生理效率(PE),对NHI影响较小。在兼顾生产成本、生态和效益的条件下,将氮肥用量从270 kg ·hm-2减少至225 kg ·hm-2,更有利于半冬性中筋小麦的可持续高效生产。本研究为小麦合理施氮及提高氮肥利用效率提供科学依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 375-382. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0375
为了评估低温对小麦生长的影响,探索缓解低温伤害的有效措施,本试验以春性品种扬麦16为材料,研究分蘖期和拔节期低温胁迫对产量形成的影响以及冻害的减灾防御调控措施。结果表明,分蘖期和拔节期低温胁迫均对扬麦16植株产生伤害,分蘖期(-10℃ )、拔节期(-5℃ )分别胁迫72 h,扬麦16茎蘖冻死率均为100%。处理间表现为随着温度的降低、胁迫时间的延长,产量下降幅度增大。分蘖期喷施抗寒剂均不同程度地缓解低温的危害,以喷施1.05 kg ·hm-2 PP333处理抗寒效果最好,0.1% (NH4)6Mo7O24次之,10 mmol ·L-1 CaCl2效果略差。低温前土壤水分为田间最大持水量的70%~90%时有缓解低温冻害的效果,低于60%小麦受冻减产严重。拔节期冻灾后施用三元复合肥有挽回产量损失的作用,以施250 kg ·hm-2三元复合肥缓解效果最好,肥料农学利用率高,研究结果为低温冻害后小麦实现稳产提供了科学依据与技术支撑。
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核农学报. 2015, 29(2): 383-390. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0383
玉米连作现象在黑龙江省农田生态系统中较为普遍,秸秆焚烧既浪费资源又污染环境,研究玉米秸秆还田后的化感效应尤显重要,但秸秆还田后的效应尚不清楚。本研究以玉米(郑单958)为受体,采用盆栽试验,分析不同腐解时间(0.25、60、120、180d)、不同腐解浓度(0、0.125、0.25、0.5 g ·mL-1DW)玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响,试图从土壤酶学和根系活力变化的角度初步阐明连作状态下秸秆还田对苗期玉米生长的影响,以期为大田生产中应用秸秆还田技术提供相关科学依据。结果表明:玉米幼苗四叶、五叶、六叶期,土壤蔗糖酶、脲酶活性均在60d腐解天数,0.5 g ·mL-1DW浓度处理下达到最高。土壤酸性磷酸酶活性均在120d腐解腐解天数,0.5 g ·mL-1DW处理下达到最高。土壤过氧化物酶活性在幼苗四叶、五叶期,腐解60d,0.5 g ·mL-1DW浓度处理下达到最高,六叶期酶活与对照相比差异均不显著。玉米幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶的活性随腐解液浓度的增加而增加;随着玉米秸秆腐解天数的增加,呈现先升高后降低的趋势;随叶龄增加,腐解液对根际土壤酶活性的影响逐渐减弱。玉米幼苗根系活力随着秸秆腐解液浓度的增大先升高后降低;低(0.125 g ·mL-1DW)、中(0.25 g ·mL-1DW)浓度下对根系活力的促进作用也随叶龄增加逐渐减弱。
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核农学报. 2015, 29(2): 391-396. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0391
为了提高氮肥增产效益,减少环境污染,通过2年田间试验研究了不同施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg ·hm-2)对春玉米功能叶片生理特性及产量的影响。结果表明:春玉米功能叶片SPAD值、硝态氮(NO3--N)含量、硝酸还原酶活性(NRA)、谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和籽粒产量均随着施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg ·hm-2时,各指标均有降低趋势。氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均随着施氮量增加先增加后降低,在施氮量为180 kg ·hm-2时达到最大,分别为30.0%和9.3 kg ·kg-1N,这与氮肥农学利用率的变化趋势正好相反。春玉米功能叶片SPAD值、NO3--N含量、NRA和GSA随着生育期推进分别呈现"快速上升-缓慢上升-下降"、"双峰"、"波浪型"和"波浪型"的变化趋势,其峰值均出现在拔节期至孕穗期。综合考虑籽粒产量和功能叶片生理特征,179 ~ 209 kg ·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。
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核农学报. 2015, 29(2): 397-404. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0397
利用KWS0143和ACERO为试验材料,比较盐碱(碳酸钠)胁迫对2个甜菜品种氮代谢关键酶活性及产量和含糖率的影响,旨在进一步明确甜菜对盐碱胁迫的适应性。通过桶栽试验,设5个处理,分别是碳酸钠占土壤质量百分比0、0.5%、1%、1.5%和2%,对应的土壤溶液pH值分别为7.14、8.92、9.45、10.19、10.56。研究盐碱胁迫对甜菜叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性及产量和含糖率的影响。结果表明,盐碱胁迫使甜菜叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合酶(GOGAT)活性均下降,且随着盐碱胁迫程度的增大,下降幅度增大。两品种比较,ACERO的酶活性高于KWS0143,且ACREO的块根产量和含糖率下降的幅度低于KWS0143,ACREO比KWS0143具有较强的耐盐碱能力。该研究为进一步提高盐碱胁迫下甜菜对氮素的吸收利用效率理论依据。
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核农学报. 2015, 29(2): 405-411. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0405
为了研究外源钙对锶胁迫下麻疯树生理生化的影响,本试验以麻疯树为研究材料,施加88Sr2+ (200mg ·kg-1)与不同浓度Ca2+ (0、100和200mg ·kg-1),处理30、70和120 d后取样,测定生长指标及生理生化等指标,以此研究Ca2+ 对麻疯树所受Sr2+ 胁迫的调节作用。结果表明:施加Ca2+ 促进了株高和叶面积增加,并在前期大量促进叶绿素的合成;最大荧光Fm和最大光化学效率Fv/Fm等荧光参数随着处理时间逐渐升高并在120 d时显著高于对照组,表明Ca2+ 降低了胁迫对PSII反应中心的损害;施加Ca2+ 后幼苗SOD、POD和CAT活性明显降低,说明88Sr2+ 胁迫对抗氧化防御系统的刺激有所降低;丙二醛与脯氨酸含量的降低也表明施加Ca2+ 缓解了幼苗所受88Sr2+ 胁迫。通过对比,低浓度Ca2+ 能够更好地缓解胁迫,对株高、株茎和叶面积的促进作用明显高于高浓度Ca2+ 处理。在处理30 d时,低浓度Ca2+ 对叶绿素含量、Fv/Fm和电子传递速率ETR的调节效果更明显。因此,Ca2+ 可以在一定程度上缓解88Sr2+ 对麻疯树幼苗的胁迫,并且低浓度Ca2+ 的缓解效果更明显。研究结果为木本植物修复放射性核素污染土壤提供了一定的科学依据。
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