2017年, 第31卷, 第8期 刊出日期：2017-08-10
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核农学报. 2017, 31(8): 1453-1462. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1453为探究山核桃miR169(cca-miR169)序列特征及功能,本研究利用生物信息学及分子生物学方法对山核桃中miR169进行分析。通过构建miR169系统进化树发现,双子叶植物和单子叶植物明显的分布在2个支上,且cca-miR169聚类在双子叶分支上;序列分析表明,miR169在双子叶植物上的保守性大于单子叶植物。通过在线预测网站在拟南芥数据库和山核桃转录组数据库中对cca-miR169进行靶基因预测,在2物种中分别获得4个和3个靶基因,且AT2G41820与 Unigene17062为同源基因;表达分析表明,AT2G41820与Unigene17062在花发育时期表达量均呈下降趋势。在拟南芥中过表达cca-miR169发现,转基因植株开花较野生型提前4 d。对转基因植株及野生型植株中开花相关基因进行qRT-PCR分析,结果表明,开花促进因子LFY基因在转基因植株中表达量明显上调。cca-miR169具有较强的序列保守性,在拟南芥中过表达cca-miR169能够促进拟南芥提前开花,表明cca-miR169在山核桃中通过作用下游基因可以调节植物花发育。本研究结果为进一阐明山核桃成花调控机制提供了试验依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1463-1468. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1463为了促进杏鲍菇的产品研发,利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理杏鲍菇PL7菌株原生质体,筛选菌丝多糖含量显著增加的原生质体诱变菌株。结果表明,EMS诱变原生质体的适宜浓度和处理时间分别为0.20%和15 min;从160个原生质体再生菌株中筛选出与亲本菌株拮抗作用明显的22株诱变株;通过菌丝多糖浓度测定,获得菌丝多糖浓度显著增加的7株诱变菌株;通过菌落生长速度测定、Rep-PCR分析和出菇试验,最终获得高产菌丝多糖的新型菌株D3-12。本研究结果为杏鲍菇种质资源创新和新品种选育提供了新途径。
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核农学报. 2017, 31(8): 1469-1474. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1469
为探索60Co-γ射线辐照对德国鸢尾杂交种子的影响,用0(对照)、20、40、60、80 Gy剂量的60Co-γ射线辐照德国鸢尾杂交种子,研究不同辐照剂量对其萌发率、成苗率的影响及其M1部分表型变异的诱变效应。结果表明,20和40 Gy 60Co-γ射线辐照后,种子萌发率分别为68.33%和87.91%,显著高于对照(41.25%);60和80 Gy 60Co-γ射线辐照后,种子萌发后的成苗率分别为70.72%和68.37%,显著低于对照(96.29%),且存在显著的致死效应;60 和80 Gy辐照剂量可显著缩短M1的叶长和叶宽,其中60 Gy还可显著降低M1旗瓣宽度,提高旗瓣长宽比。综上,20~40 Gy辐照剂量可以改善德国鸢尾种子萌发率,60~80 Gy可以作为德国鸢尾杂交种子的诱变剂量。本研究结果为利用60Co-γ射线改善德国鸢尾杂交种子萌发率和开展辐照诱变育种提供了一定参考。
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核农学报. 2017, 31(8): 1475-1485. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1475为了对栽培9年后转AhDREB1基因毛白杨的耐盐性进行评价,并探究田间种植与组培继代2种不同生长条件对转基因毛白杨耐盐性的影响,以从大田种植9年的转AhDREB1基因杂种毛白杨[(Populus tomentosa × Populus bolleana)×P. tomentosa]中获得的株系(T46-F)和组培继代9年的2个转基因杂种毛白杨株系(T46、T12),以及非转基因杂种毛白杨株系(CK)为试材,通过对外源基因进行PCR检测,发现9年后AhDREB1基因仍然稳定整合在转基因植株中。通过不同浓度的NaCl胁迫试验,对各株系的相对电导率进行分析,进一步选择测定0.6%浓度NaCl处理水平下各株系的株高、地径生长量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和叶绿素相对含量,对不同转AhDREB1基因毛白杨株系的耐盐性进行分析和比较。结果表明,所有株系的相对电导率、MDA含量均随NaCl浓度增加而增大,但高盐浓度下转基因株系T46-F、T46、T12的相对电导率、MDA含量均显著低于CK。无论是在非盐条件,还是0.6% NaCl胁迫下,AhDREB1基因的导入均能显著提高毛白杨植株的SOD、POD活性,脯氨酸含量。其中0.6%浓度NaCl胁迫下,T46-F、T46、T12的SOD活性分别是CK的2.51倍、3.20倍、2.55倍;POD活性分别是CK的1.23倍、1.63倍、1.10倍;脯氨酸含量分别是CK的1.51倍、1.69倍、1.62倍。此外,转AhDREB1基因毛白杨叶绿素含量下降显著低于CK,同时株高、地径生长量显著高于CK。组培继代9年的转基因株系的脯氨酸含量、株高生长量显著高于在大田种植9年的转基因毛白杨,而相对电导率显著低于大田种植转基因株系,说明组培继代培养更有利于保持转基因毛白杨的耐盐性。综上可知,转AhDREB1基因显著提高了毛白杨的抗氧化酶活性,调控渗透调节物质的积累,从而减轻细胞膜的氧化损伤,降低了相对电导率,提高了毛白杨的耐盐性,综合考虑各个指标,各株系耐盐性的大小顺序为T46>T12>T46-F>CK。本研究为通过转AhDREB1基因提高植物耐盐性提供了理论参考。
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核农学报. 2017, 31(8): 1486-1493. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1486HSP60对动物的睾丸发育、精子发生起着重要的调控作用。支持细胞是睾丸内唯一与生精细胞直接发生联系的体细胞,对精子发生、成熟等过程有直接影响。为研究HSP60对白牦牛睾丸支持细胞增殖的调控作用,本试验通过组合酶消化法分离培养白牦牛原代支持细胞,通过差速贴壁法和Tris-HCL低渗缓冲液进行纯化处理,运用免疫荧光染色和Feulgen染色鉴定细胞,经流式细胞仪检测得到96.2%高纯度支持细胞。构建HSP60过表达载体pIRES2-EGFP-HSP60,合成靶向siRNA沉默HSP60,瞬时转染支持细胞后,经qPCR检测发现过表达组HSP60 mRNA在24、48、72 h 等时间点均上调,沉默组HSP60 mRNA在24、48、72 h等时间点均下调。MTS试验检测细胞的增殖情况,过表达HSP60组中的支持细胞增殖效率各时间点均显著高于空白对照组和空质粒组;沉默HSP60组中支持细胞的增值率各时间点均低于空白对照组和阴性对照组,但差异不显著。qPCR检测细胞增殖标志基因细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和增殖细胞核抗原(PCNA),结果表明,过表达HSP60组的cyclin D1 基因在48 h时的表达显著高于空白对照组和空质粒组,PCNA基因的表达在24、48、72 h时均显著高于空白对照组和空质粒组;沉默HSP60组cyclin D1 基因和PCNA基因的表达在24、48、72 h时均低于空白对照组和阴性对照组,但差异不显著。综上,HSP60在白牦牛睾丸支持细胞增殖调控中的作用是正向调控。本试验结果为进一步研究HSP60对白牦牛睾丸发育和精子发生的影响奠定了理论基础。
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核农学报. 2017, 31(8): 1494-1499. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1494CIDEC(也称FSP27)高表达于脂肪组织,可以促进细胞内脂肪积累等。为探究CIDEC促进脂滴融合的机制,本研究利用脂肪酸处理HepG2细胞,测定细胞内脂滴直径和数目的变化,发现处理后脂滴的直径和数量无显著性差异。将含有CIDEC的重组载体转染细胞,脂肪酸处理24 h后测定脂滴直径和数量变化,进一步利用共聚焦显微镜分析其亚细胞定位,并检测与脂滴生成、生长等相关基因表达量的变化。结果表明,过表达CIDEC后脂滴的直径显著增加,脂滴的数量极显著减少;亚细胞定位发现,CIDEC位于脂滴周围。此外,PLIN1、CREB1、CREB8的表达量有所下降,CIDEA、CFD表达量有所上升,推测CIDEC可能与这些蛋白互作引起脂滴融合。本研究结果为探究CIDEC促进脂滴融合的分子机制奠定了基础。
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核农学报. 2017, 31(8): 1500-1508. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1500本文综述了21世纪以来,浙江省通过辐射诱变获得的水稻穗型、株高、叶形、叶色、花器等性状突变体种质资源的概况,开展相关突变性状的分子定位、克隆、遗传机理的研究进展,以及这些研究对于水稻新品种培育的促进作用。对浙江省通过直接或间接利用辐射选育而成的245个水稻新品种的分析发现,其中89.9%的品种源自辐农709和浙辐802;甬优系列籼粳杂交水稻不育系的81.8%源自辐农709。浙江省辐射育种的理论和实践成果揭示,继续深入开展水稻辐射诱变创制突变体及其分子生物学研究,有利于丰富水稻种质资源,提高育种效率。
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核农学报. 2017, 31(8): 1509-1514. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1509
为探究雅安藏茶茶多糖对60Co-γ射线辐射损伤小鼠抗辐射作用的影响,从雅安藏茶中提取茶多糖,用不同浓度(50、100、200 mg·kg-1·d-1)的茶多糖连续15 d灌胃小鼠,在第6天采用5Gy的60Co-γ 射线一次性全身辐照各组小鼠,灌胃第16天测定各组小鼠外周血细胞、肝脏组织总抗氧化能力(T-AOC)、总超强氧化物歧化酶(T-SOD)活性和总蛋白(TP)含量等指标。结果表明,与单纯辐照组相比,雅安藏茶茶多糖能显著提高辐照损伤小鼠的外周血细胞数量,极显著提高肝脏组织T-AOC、T-SOD活性和股骨骨髓DNA含量,极显著降低肝脏MDA含量,缓解了免疫器官胸腺的萎缩;且随着茶多糖浓度的增加,其抗辐射作用效果增强。综上,雅安藏茶茶多糖对60Co-γ射线辐照损伤小鼠抗氧化功能和造血功能具有较强的防护作用,且具有一定的剂量效应。本研究结果为进一步深入探究茶多糖防辐射作用机理提供了新参考,也为雅安藏茶辐照保健功效研究提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1515-1520. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1515目前尚无适用于中药辐照合理剂量设定的标准,为了规范中药辐照剂量的设定,本试验参考ISO 11137的标准抗性分布(SDR),计算中药辐照的理论剂量,并与9种中药粉和1种丸剂的实际系列辐照剂量进行比对。结果表明,丸剂和个别中药粉理论剂量比实际剂量偏小,达到-88%~-50%;有7种中药粉的理论剂量与实际剂量基本一致,偏差约为1kGy。推断大部分中药粉可以通过SDR计算出合理的理论剂量,但对丸剂不建议按照SDR直接进行辐照剂量设定。本研究结果有效地提高了中药合理剂量筛选的效率,降低辐照风险,为中药辐照灭菌剂量的合理设定提供了方法参考。
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核农学报. 2017, 31(8): 1521-1527. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1521为确定三文鱼电子束辐照的最佳剂量,以生鲜三文鱼为研究对象,采用0(未辐照)、0.5、1.0、2.0 kGy 4种不同剂量的电子束进行辐照处理,贮藏于0℃下,通过检测贮藏过程中鱼体的挥发性盐基氮、菌落总数、酸价、失重率、色差及质构等指标,研究电子束辐照剂量对三文鱼品质及其货架期的影响。结果表明,电子束辐照可以抑制三文鱼挥发性盐基氮的产生和菌落总数的增长,且辐照剂量越大,效果越明显;辐照剂量越大,贮藏初期的酸价越高,但在贮藏期间较未辐照组稳定,无明显的增大趋势;1.0 kGy和2.0 kGy剂量使三文鱼颜色变暗,0.5 kGy较未辐照组差异不显著;贮藏末期,经过辐照的三文鱼的黏附性相对未辐照组小,硬度、弹性以及咀嚼性与未辐照组无显著差异,各剂量之间也无显著差异。综合各指标, 0.5 kGy剂量的电子束可以更好地保持三文鱼的品质。本研究结果为三文鱼的保鲜提供了有效的技术手段和一定的参考依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1528-1536. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1528为延长冰藏海鲈鱼肉的保鲜期,以新鲜海鲈鱼为材料,研究冰藏条件下竹叶抗氧化物(AOB)、茶多酚(TP)、乳酸链球菌素(Nisin)对海鲈鱼肉的保鲜效果;通过单因素和正交试验,以感官评分结合海鲈鱼肉的挥发性盐基氮(TVB-N)值、pH值和菌落总数(TBC)等指标表征其新鲜度,确定复合保鲜剂的最佳配比。结果表明,单一竹叶抗氧化物、茶多酚和Nisin的最佳保鲜浓度分别为0.3、0.4、0.7 g·L-1;海鲈鱼复合生物保鲜剂的最佳复配比为竹叶抗氧化物0.3 g·L-1、茶多酚0.4 g·L-1、Nisin 0.7 g·L-1,经此复合生物保鲜剂处理,海鲈鱼肉分别在冰藏第13、第19和第23天超出TVB-N一级、二级和三级鲜度范围,比未进行保鲜处理的空白组分别延长了6、4和6 d。该复合生物保鲜剂对海鲈鱼肉有较好的保鲜效果,为海鲈鱼肉的生物保鲜提供了一定的科学依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1537-1545. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1537为改善酱鸭的质地、色泽和风味,本试验在传统酱鸭加工工艺的基础上,引入低温风干工艺制备酱鸭,并研究其加工过程中理化特性(水分含量、色泽、剪切力值、质构特性)和挥发性风味成分的变化。结果表明,在加工过程中,酱鸭水分含量从76.55%降至58.27%(P <0.05);与原料肉相比,L*值在风干6 h显著降低,a*值在腌制和风干结束下降,b*值和咀嚼性在酱制阶段增加,杀菌阶段下降,硬度在酱制阶段升高,而弹性和内聚性均在杀菌阶段降低;与风干24 h相比,胶着性在杀菌阶段降低(P <0.05),剪切力值先升高后下降。酱鸭挥发性风味成分分析显示,酱鸭成品有70种挥发性风味成分,主要为萜烯类、醛类、呋喃类、酮类、烃类和醇类;其中,莰烯、己醛和2-戊基呋喃是酱鸭成品主要的特征风味成分,分别占总相对含量的16.51%、10.44%和11.88%。本试验结果为低温风干工艺下酱鸭品质变化特征的研究提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1546-1555. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1546为防止青麦仁在加工储藏过程中的酶促褐变,采用真空充氮烫漂技术对青麦仁进行处理,以多酚氧化酶活性和色泽差为考察指标,进行综合评分,利用单因素试验考察烫漂温度、烫漂时间、真空度对护色效果的影响,并通过响应面优化法建立护色效果综合评分和真空充氮烫漂处理条件之间的响应模型。结果表明,3个因素对青麦仁的护色效果均有显著影响,最优的工艺参数为:烫漂温度99.6 ℃、烫漂时间5.7 min、真空度0.08 MPa,此条件处理后的青麦仁PPO活性为80.04 U,ΔE值为0.57,所得到的真空充氮烫漂工艺回归模型显著(R2=0.9851),拟合性好,可用于预测青麦仁的护色效果。本研究得到的真空充氮烫漂工艺参数为青麦仁原料的预处理和后续产品的开发提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1556-1566. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1556为了实现竹节虾加工副产物的高值化利用,以竹节虾加工废弃物中的虾头副产物为原料,以水解度和DPPH清除率作为评价指标,采用中性蛋白酶酶解,通过响应面法优化超声辅助酶解工艺,并依次通过超滤、凝胶层析色谱和反相高效液相色谱等分离方法,从竹节虾虾头酶解产物中分离制备抗氧化肽,采用超高压液相色谱串联质谱联用技术对肽的结构进行表征。结果表明,在中性蛋白酶添加量为 3 000 U·g-1、pH值7.0条件下,最佳超声辅助酶解工艺参数为超声时间41 min,超声温度55 ℃,超声频率22 kHz,料液比1:9(w/v),在此条件下获得的酶解产物DPPH清除率达69.50%。当水解时间为0.5~2.5 h时,超声辅助酶解的酶解产物水解度和DPPH清除率比非超声辅助酶解工艺分别高17.95%和18.83%,该工艺缩短了酶解时间,节约了能耗。酶解产物经超滤初步分离发现,相对分子质量在<3 kDa(SHP4)的组分具有显著的抗氧化活性。用凝胶层析法进一步分离纯化SHP4组分后得到4个峰,其中SHP4-II的DPPH清除率最高;SHP4-II通过反相高效液相纯化后也得到4个主要肽峰,在多肽含量为1.5 mg·mL-1时,SHP4-II-4的DPPH清除率最高,达到85.69%,并且具有较好的分离度,质谱分析发现,该抗氧化肽的结构为Gly-Asn-Gly-Leu-Pro (455.99 Da)。本研究结果为虾肽抗氧化保健食品的研发提供了一定的科学依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1567-1575. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1567为研究不同耕作方式和氮肥水平对旱地冬小麦籽粒品质的影响,选择常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式和75(N1)、150(N2)、225(N3)、300 kg·hm-2(N4)4个氮肥水平,在典型的西北旱作雨养农业区甘肃省农业科学院小麦研究所清水试验站设计大田试验。结果表明,耕作方式和氮肥水平对小麦蛋白质及其组分含量、湿面筋、面团稳定时间、籽粒产量均有显著或极显著影响。与CT相比,PM显著提高了谷蛋白含量和谷醇比,延长了面团稳定时间,有利于加工品质的改善;而NTS的蛋白质总量、湿面筋、球蛋白、麦谷蛋白、谷醇比均显著低于CT。施氮显著提高了籽粒蛋白质、湿面筋、蛋白质各组分含量,增加了面团延伸性和吸水率。与N1相比,N4冬小麦的醇溶蛋白、麦谷蛋白、球蛋白、清蛋白分别增加了56.38%、27.60%、20.87%、17.03%;在4种蛋白组分中,施氮更有利于醇溶蛋白的累积,因此过量的氮肥应用显著降低了谷醇比、缩短了面团稳定时间和最大拉伸比值。同一氮肥水平下,不同耕作方式处理的小麦籽粒平均产量依次为PM>CTI>CT>NTS,PM下的平均产量为6 259.63 kg·hm-2,比CTI、CT、NTS分别高6.24%、10.54%和20.95%。同一耕作方式下,不同氮肥水平处理的小麦籽粒平均产量依次为N2>N3>N4>N1,其中N2下小麦籽粒平均产量达到6 184.64 kg·hm-2,比N3、N4、N1分别高5.78%、7.31%、19.06%。综上可知,在甘肃半干旱雨养农业区实施全膜覆土穴播栽培模式,并增施150 kg·hm-2氮肥,既能大幅度增加小麦籽粒产量,也有利于加工品质的改善,是该地区小麦生产实现高产和优产的最佳耕作和供氮模式。本研究结果为甘肃旱作雨养农业区冬小麦的高产、优质栽培提供了理论参考。
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核农学报. 2017, 31(8): 1576-1584. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1576
为探究紫云英还田对单季稻田氨挥发损失的影响,以我国南方单季稻-紫云英种植模式为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮(CK)、尿素单施(N)、尿素与紫云英配施(NM)3个处理,研究紫云英还田对南方单季稻田NH3挥发动态特征的影响。结果表明,N和NM的氨挥发通量在氮肥施用后第3天达到峰值(分别为10.8 kg·hm-2·d-1和9.27 kg·hm-2·d-1),之后迅速下降。在整个监测期间,氨挥发累积量分别为93.4 kg·hm-2和79.8 kg·hm-2,分别占氮素施用量的25.7%和21.9%。田面水中铵态氮含量和pH值以及分蘖期土壤中羟胺还原酶活性与氨挥发速率或累积量呈显著线性正相关关系。与N相比,NM显著降低表面水中铵态氮含量以及水稻分蘖期土壤中羟胺还原酶活性(37.8%),最终显著降低外源氮素NH3挥发累积量和挥发系数(14.6%和14.8%)。综上,NM可有效减少单季稻田外源氮素NH3挥发损失,从而提高氮素养分利用率,降低氮素养分的环境风险。本研究结果为紫云英在缓解模式内氮肥气态损失,提高氮素当季利用率提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1585-1593. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1585为探明双季早稻氮素亏缺补偿效应的形成及其生理机制,采用桶栽方式,以超级杂交早稻品种淦鑫203为试验材料,于氮素亏缺敏感期分蘖期,设置5个氮肥处理:T0(各生育阶段均不施用氮肥,即空白对照)、T1(各生育阶段氮肥按常量分配)、T2(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期不恢复供氮)、T3(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期常量恢复供氮)和T4(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期倍量补偿供氮),比较各氮肥处理稻株产量及其构成因素、单株分蘖数、成穗率和净光合速率、SPAD值、氮代谢酶(硝酸还原酶NR和谷氨酰胺合成酶GS)活性、内源激素含量、根系伤流量等有关生理指标的差异性。结果表明,T4单株产量与T1十分接近,补偿指数CI=0.99,无显著差异,呈现出等量补偿效应。与T1相比,T4叶片净光合速率、SPAD值、NR和GS活性均能维持在较高水平,而且随着生育推进,至补偿后期,T4该4项生理指标仍维持在较高水平,表现出较为明显的氮素亏缺补偿效应。至补偿后期,氮素补偿处理的T4和T3稻株叶片脱落酸(ABA)含量显著低于T0、T1和T2,以T4最低,生长促进类激素之和(GA3+IAA+ZR)与生长抑制类激素(ABA)比值则显著高于T0、T1和T2。氮素亏缺补偿后第10天根系伤流量以T0最低,T4、T3均高于T1,且T4与T1间差异达显著水平。至补偿后期,T4单株分蘖数及成穗率高于T1、T3。本研究结果进一步明确了双季超级杂交早稻分蘖期氮素亏缺补偿效应的形成,有助于诠释水稻氮素亏缺补偿效应形成的生理机制,为水稻氮肥施用不当时进行追补及双季早稻高产稳产栽培提供了科学依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1594-1603. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1594为探讨对除草剂敏感的稗草和产生多抗性的稗草对水稻生长发育的影响,以南粳9108为试验材料,自水稻移栽至成熟分别与对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均敏感的稗草(敏感稗草,T1)和对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均产生抗性的稗草(多抗性稗草,T2)共生,以无稗草水稻处理为对照(CK)。结果表明,与T1相比,T2的分蘖数、干物质积累量和每穗粒数显著降低、生育期缩短,但千粒重显著增加。与稗草共生后,与CK相比,T1和T2的水稻产量分别显著减产32.5%~33.4%和24.8%~26.7%,T2的减产率略低于T1,但二者差异不显著。与CK相比,T1和T2还显著降低了水稻抽穗期水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量,T1与T2间差异不显著。水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量的显著降低是T1和T2致使水稻产量降低的重要原因。本研究结果为杂草综合治理和水稻高产栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1604-1611. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1604为探讨不同灌溉方式与施氮量处理大穗型杂交粳稻穗粒数形成和籽粒充实的差异,以大穗型杂交粳稻甬优1538为材料,设置灌溉方式(W0:浅水层灌溉;W1:轻干湿交替灌溉)和施氮量(N1:施纯氮225 kg·hm-2;N2:施纯氮300 kg·hm-2;N3:施纯氮375 kg·hm-2)二因素试验,研究其对大穗型杂交粳稻稻穗颖花形成及籽粒结实性状的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量对大穗型杂交粳稻稻穗总枝梗与颖花形成均有显著影响。与W0相比,W1显著增加了总枝梗与颖花分化数、退化数和现存数;3 种氮肥水平下,N2的总枝梗数、颖花分化数和现存数最高,而退化数率最低。灌溉方式与施氮量对大穗型杂交粳稻枝梗与颖花形成的影响因着生部位不同而异。灌溉方式与施氮量对一次枝梗和颖花以及上部二次枝梗与颖花的影响均不显著,但在W1和N2条件下显著增加了中、下部二次颖花的分化数并减少退化数,促进了中、下部枝梗与颖花形成。灌溉方式和施氮量对强势粒千粒重和充实度的影响不显著,而对中势粒和弱势粒的千粒重和充实度的影响达显著水平,其中W1显著高于W0,N2显著高于N1和N3。在轻干湿交替灌溉条件下,N2有利于二次枝梗和颖花的形成,提高穗粒数的同时增加了籽粒粒重和充实度,从而提高了产量。本研究结果为大穗型杂交粳超高产栽培的养分水分管理提供了理论依据和实践指导。
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核农学报. 2017, 31(8): 1612-1617. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1612为探讨不同土壤全氮含量水平下棉花的氮肥施用效应,采用盆栽试验,研究不同土壤全氮含量(0.58、0.64、0.74、0.83、1.29 g·kg-1)和施氮水平(每盆施加量分别为0、1.75、3.50 g)对棉花籽棉产量、氮素吸收、氮肥利用率的影响。结果表明,棉花单株籽棉产量和干物重随施氮量增加而显著增加,土壤全氮含量与施氮水平对棉株根、茎、铃壳部位的干物质积累具有显著的互作效应。同一土壤条件下,棉花单株氮素积累量随施氮水平增加而显著增加。氮肥表观回收率随土壤全氮含量上升呈先降后升的变化趋势,且在土壤全氮含量0.74 g·kg-1时较低,但土壤全氮含量在0.58~0.83 g·kg-1内,不同施氮处理间氮肥表观回收率差异不显著。氮肥农学利用率随土壤全氮含量增加呈下降趋势。土壤全氮含量0.74 g·kg-1时的氮肥生理利用率高于土壤全氮含量0.58、0.64 和0.83 g·kg-1。土壤全氮含量1.29 g·kg-1条件下,低氮水平氮肥利用效率(表观回收率、农学利用率、生理利用率)显著优于高氮水平;土壤全氮含量0.58~0.74 g·kg-1时,高氮可实现增产增效;土壤全氮含量0.83~1.29 g·kg-1时,低氮能维持较高的产量和氮肥利用率。本研究结果为不同土壤全氮条件下棉花氮肥投入提供了参考。
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核农学报. 2017, 31(8): 1618-1625. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1618为揭示广元植烟区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等研究方法,结合地理信息系统(GIS)技术对研究区土壤有效铁、锰、铜、锌钼及硼等6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明,研究区土壤有效铁、锰及铜含量丰富,总体处于中等以上水平;有效钼含量适中;有效锌和硼缺乏,总体处于缺乏或极度缺乏水平。半方差分析表明,6种土壤有效态微量元素块金系数均在29.72%~67.59%之间,具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效铁、锰、铜及钼含量表现出北高南低的空间分布趋势,土壤有效锌和硼含量呈现出西高东低的空间分布格局。影响因素分析表明,6种土壤有效态微量元素与土壤有机质呈正相关,与pH值呈负相关,相关性总体高于地形因子。土壤有机质对有效铁、铜、锌及硼有极显著影响,其空间变异性为5.5%~27.2%。除有效锌外,土壤pH值对其余5种土壤有效态微量元素含量空间变异均有极显著影响,其空间变异性为5.0%~30.4%。土类对土壤有效铁、锰及铜有极显著影响,其空间变异性8.4%~12.3%。熟制和种植制度对6种土壤有效态微量元素含量空间变异的影响较弱,进一步说明研究区土壤有效态微量元素含量空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响,但结构性因素的作用强于随机性因素。本研究结果为广元植烟区土壤微肥施肥管理及优质烤烟栽培提供了可靠的参考依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1626-1632. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1626为了探究内源激素在花椰菜温敏雄性不育系GS-19育性调控中的作用,以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为材料,采用高效液相色谱法,对花椰菜温敏雄性不育系的不育株和可育株花蕾不同发育时期及叶片中赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及玉米素核苷(ZR)的动态变化进行比较分析。结果表明,花椰菜温敏雄性不育系花蕾和叶片发育过程中,不育株和可育株内源激素GA、IAA、ABA和 ZR的变化均存在明显差异。不育株花蕾中的GA和ABA含量总体呈上升趋势,GA含量在造孢时期、四分体时期及花粉成熟期的含量均显著高于可育株,分别为281.54、355.37和350.13 μg·g-1,比可育株花蕾高45.1%、210.4%和54.5%,而ABA含量只在四分体时期和花粉成熟期显著高于可育株,分别为2.22 μg·g-1和2.88 μg·g-1,比可育株花蕾高82%和35.2%;不育株花蕾中的IAA含量先降后升,在造孢时期和花粉成熟期显著高于可育株,分别为1.97 μg·g-1和2.55 μg·g-1,比可育株花蕾高52.7%和82.1%,但不育株花蕾的ZR含量先升后降,在四分体和花粉成熟期显著高于可育株,分别为320 μg·g-1和170 μg·g-1,比可育株花蕾高580.9%和243.9%。不育株的IAA/ABA呈 “V”字型变化,在四分体时期比值最低,而GA/ABA和ZR/ABA呈倒 “V”字型的变化,在四分体时期比值最高。叶片中ABA和ZR未检出,GA和IAA含量不育株显著高于可育株。说明内源激素含量升高和多种激素间的平衡关系被打破,比例失调,阻碍了小孢子的正常发育,导致花椰菜温敏雄性不育系GS-19花粉败育。本研究结果对揭示内源激素在雄性败育过程中可能存在的作用机制具有重要意义,为进一步揭示花椰菜温敏雄性不育的遗传机制积累了资料。
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核农学报. 2017, 31(8): 1633-1639. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1633为了探讨锑污染对经济作物玉米的生长及光合生理的影响,以高产多抗玉米品种滑玉14为材料,通过盆栽试验的方法研究了不同浓度[0(CK)、50、250、500和1 000 mg·kg-1]重金属锑(Sb)胁迫对玉米生物量、气体交换参数、叶绿素荧光参数以及锑积累特征的影响。结果表明,随着生长介质中Sb浓度的增加,玉米生物量、叶绿素含量、气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)和PSⅡ最大光能交换效率(Fv/Fm)均呈下降趋势,瞬时水分利用效率(iWUE)和丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势。高浓度Sb(1 000 mg·kg-1)胁迫下,玉米的生物量,叶绿素含量、净光合速率和Fv/Fm显著减少(P < 0.05),分别比CK下降了47.90%、34.22%、52.70%和7.84%;iWUE和MDA显著升高(P < 0.05),分别比CK升高66.71%和34.02%。随着生长介质中Sb浓度的增加,玉米地下及地上部分锑含量均呈现增加的趋势,各处理之间的差异均达到显著水平(P < 0.05),转运系数也呈现逐渐增加的趋势,然而其值(在0.52~0.82之间)均小于1,表明高产多抗玉米品种滑玉14向地上部位转运锑相对较少,这可能有利于保护该玉米品种叶片的光合机构,增强植株对锑的耐受能力。本研究结果为经济作物玉米应用于重金属污染土壤修复提供了一定的参考依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1640-1646. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1640
为揭示镉(Cd)胁迫下黄麻的光合耐性及其对Cd的富集特征,通过土壤盆栽试验分析了Cd胁迫下黄麻的生长、光合色素、气体交换参数及对Cd富集能力的变化。结果表明,当Cd浓度≤10 mg?kg-1时,黄麻根长、株高和各器官生物量降幅较小;而当Cd浓度≥20 mg?kg-1时,根长、株高和各器官生物量降幅进一步增大。随着Cd浓度的升高,黄麻叶片光合色素含量显著降低,但却能维持较高的Chla/b值,这可能有助于黄麻对Cd的耐性。Cd胁迫使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随Cd浓度的升高而逐渐增大,表明黄麻光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的。随着Cd浓度的升高,黄麻各器官Cd含量和累积量逐渐增大,在浓为100 mg?kg-1 Cd处理下,地上部和地下部Cd含量均达到最大值,分别为232.46 mg?kg-1和186.98 mg?kg-1。Cd胁迫下,黄麻地上部和地下部富集系数均大于1,各处理迁移系数在0.85~1.65之间,表明黄麻对Cd有较强的富集和转运能力。Cd浓度为5~10 mg?kg-1时,Cd提取率超过1.9%。因此,黄麻是一种潜在的修复轻、中度土壤Cd污染的植物材料。本研究结果为挖掘新的植物修复材料提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(8): 1647-1655. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1647褐土是中国小麦与玉米产区的重要土壤类型之一。为了探明我国褐土养分和肥力的演变特征,科学合理地指导褐土施肥,本研究分析了1988-2013年间褐土中的有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP) 和速效钾(AK) 含量以及土壤pH 值演变特征,并运用主成分分析法(PCA)分析了6个肥力指标对褐土综合肥力的作用和影响。结果表明,褐土有效磷含量从8.8 mg·kg-1上升到30.9 mg·kg-1,显著上升(P<0.05)。土壤速效钾含量从监测初期70.75 mg·kg-1上升到162.20 mg·kg-1,显著增加(P<0.05)。土壤pH值下降了0.35 个单位 (P<0.05),土壤有机质和全氮含量也显著增加(P<0.05)。褐土肥力主要贡献因子为有机质、全氮和碱解氮。褐土区土壤养分含量基本呈上升趋势,说明土壤肥力总体上得到了改善。土壤有机质和全氮含量是褐土区农业生产和可持续发展的重要影响因素,加大有机肥的投入,对提高褐土的综合肥力具有重要意义。
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核农学报. 2017, 31(8): 1656-1663. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1656土壤有机碳是地球表层最大的碳库,其微小的变化将影响大气CO2浓度,而使土壤成为CO2的源或汇。在大气CO2浓度升高的大背景下,土壤碳库的转化与更新过程在时间和空间上发生改变。由于土壤本身及环境条件的差异性,土壤碳转化过程对CO2浓度上升的响应差异较大,要阐明这些差异,理清土壤“碳汇(源)”功能,必须全面深入了解土壤碳转化对CO2的响应机理。然而,长期以来,关于CO2升高对土壤地上部碳输入的影响研究较多,而针对土壤有机碳对CO2升高的响应,尤其是响应的内在机制研究不足。本文主要依据近10年相关研究报道,在论述CO2浓度升高对土壤有机碳含量影响的基础上,从微生物学、土壤酶活性及与其他影响因素的耦合效应揭示CO2浓度升高对土壤有机碳转化内在机制的研究进展,并展望了未来相关研究的主要方向,旨在为将来农田土壤管理决策提供科学的理论依据。
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