2017年, 第31卷, 第9期 刊出日期:2017-09-10
  

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    植物诱变育种·农业生物技术
  • 蒋云, 张洁, 郭元林, 尹春蓉, 宣朴
    核农学报. 2017, 31(9): 1665-1671. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1665
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    为探讨空间环境诱变对小麦农艺性状和分子水平变异的影响,本试验对实践八号返回式育种卫星搭载的3份普通小麦品种(系)干种子的 SP1农艺性状变异和SP4、SP5选系的ISSR分子标记多态性进行研究。结果表明,空间环境诱变后小麦SP1农艺性状与野生型差异明显,不同小麦基因型对空间环境诱变的敏感性不同。突变系与野生型的遗传相似系数介于0.8226~0.8777之间,与野生型相比,突变系在多个位点发生了DNA水平上的改变。突变系与野生型之间的Nei's遗传距离和各品种对空间环境诱变的敏感性结果不一致,其可能原因是人工选择增大了突变后代中有利变异的频率。综上,空间环境诱变引起了小麦分子水平的变异,这为我国小麦的空间育种提供了一批优异的育种材料。
  • 宋幼良, 吴殿星
    核农学报. 2017, 31(9): 1672-1677. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1672
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    为创新高营养糯稻品种,采用250 Gy 60Co-γ射线诱变处理宁粳3号种子,结合组织培养技术,选育出留胚率高达80%以上的优质高产抗病糯稻突变体原胚糯;同时,对原胚糯留胚米、宁粳3号糙米和精米进行蛋白质、矿物质、氨基酸等营养成分的测定,并对三者进行比较分析。结果表明,原胚糯留胚米蛋白质含量达8.25%,主要矿物质K、Ca、Mg、Na、Gu、Zn、Fe含量分别为898.41、107.55、95.13、21.39、1.11、12.12、10.51 mg·kg-1,17种氨基酸总含量达117.2 g·kg-1,人体必需氨基酸含量达39.6 g·kg-1,均显著高于宁粳3号精米,具有与宁粳3号糙米相当的营养价值。本研究结果为进一步开发和利用原胚糯奠定了基础。
  • 姜德锋, 王维华, 乔利仙, 隋炯明, 赵林姝, 王晶珊, 刘录祥
    核农学报. 2017, 31(9): 1678-1683. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1678
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    为丰富花生遗传基础,克服栽培遗传多样性差、高产优质专用新品种培育难以获得突破性进展的困难,本试验以花生品种鲁花11号干种子为诱变材料,采用60Co-γ射线辐照处理,研究突变体后代性状表现。结果表明,突变体Y-21的M2明显变异和分离,部分单株荚果明显变大,内种皮突变为金黄色。后代跟踪观察发现大果和金黄色内种皮能够遗传。对M7产量和品质的鉴定结果表明,从Y-21后代中选出的2个品系(大果和金黄色内种皮)Y-21-2-4和Y-21-3-2,其荚果形状、大小,籽仁形状,种皮和内种皮颜色等均符合传统出口型大花生的要求,且产量较高,其中Y-21-2-4比鲁花11号增产13.79%,比山东省区对照品种花育25号增产6.19%~7.70%,粗脂肪含量比鲁花11号高1.8个百分点,比花育25号高5.1个百分点。本研究获得的突变品系为花生育种及遗传研究提供了材料。

  • 孙晓雪, 孙健, 王敬国, 刘化龙, 赵宏伟, 梁银培, 邹德堂
    核农学报. 2017, 31(9): 1684-1692. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1684
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    为挖掘多环境下稳定存在的水稻赖氨酸和总黄酮含量相关QTL,以粳稻东农425和长白10号及其衍生的180个株系的F6:7重组自交系(RIL)作为供试群体,采用完备区间作图法(ICIM)和基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM),对2014年和2015年水稻的赖氨酸含量和总黄酮含量进行加性QTL定位及环境互作分析。结果检测到10个影响赖氨酸含量的加性效应QTL和12个影响黄酮含量的加性效应QTL,分布在除第9、第10和第12染色体以外的9条染色体上,其中在第5染色体的RM538~RM1271标记区间内连续2年检测到总黄酮含量QTL。检测到6个存在环境互作效应的赖氨酸含量QTL、4个存在环境互作效应的总黄酮含量QTL,互作贡献率为0.15%~6.73%;一对影响总黄酮含量的上位互作效应的QTL,贡献率为0.99%。本研究结果为水稻赖氨酸和总黄酮含量QTL分子标记辅助育种提供了一定的理论依据。
  • 周亚倩, 姚娜, 魏莉, 李潞滨, 刘蕾
    核农学报. 2017, 31(9): 1693-1699. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1693
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    为探讨辐照处理对树兰种子的生物学效应,以树兰蒴果为研究对象,60Co-γ射线为辐照源,设置不同剂量(0~200 Gy)进行辐照处理, 在组织培养条件下研究其生物学效应。结果表明,当辐照剂量为20 Gy时可提高种子萌发率,并缩短种子萌发时间,而当辐照剂量为200 Gy时,种子不再萌发;树兰种子的半致死剂量为78.08 Gy。辐照处理对树兰再生植株的影响明显,与辐照剂量呈正相关,对株高、叶长影响最大,叶片数量次之,叶宽最小。本研究结果为树兰属植物离体诱变育种提供了一定的科学依据。
  • 马璐琳, 崔光芬, 王祥宁, 贾文杰, 段青, 杜文文, 王继华
    核农学报. 2017, 31(9): 1700-1707. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1700
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    过氧化氢酶(CAT)参与植物的多种胁迫反应。为探究百合中的CAT基因与百合抗镰刀菌病害的关系,根据百合尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)诱导的泸定百合(Lilium sargentiae Wilson)SSH文库中筛选到的CAT基因中间序列片段,通过RACE结合RT-PCR技术从泸定百合中克隆到1个CAT基因全长cDNA序列,该基因全长1 743 bp,包含1个1 479 bp的开放阅读框,编码492个氨基酸,命名为Ls-Cat1(GenBank登录号:KU355272)。序列比对分析表明,Ls-Cat1编码的氨基酸序列中包含已确定的CAT保守基序。系统进化树分析显示,Ls-Cat1与其它物种CAT基因编码的氨基酸序列具有较高的相似性。qPCR结果显示,Ls-Cat1经百合镰刀菌诱导后明显上调表达,推测该基因可能与百合抗镰刀菌病害相关。本研究结果为揭示百合对镰刀菌枯萎病的抗病分子机制提供了一定的理论依据。
  • 马广莹, 史小华, 朱开元, 金亮, 邹清成, 刘慧春, 张加强, 田丹青
    核农学报. 2017, 31(9): 1708-1716. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1708
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    MYB类转录因子在植物观赏器官色彩形成中发挥关键作用。为了研究红掌中该类转录因子的种类、表达、作用机理等,本研究从红掌中获得了一个MYB转录因子的基因序列,通过反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)、生物信息学软件分析、荧光定量PCR检测、构建超表达载体并异源转化烟草等手段,对该转录因子进行了初步研究。结果表明,该转录因子编码基因包含完整编码区,共计912 bp,编码303个氨基酸残基,序列组成与其他物种同源体具有高度相似性;荧光定量分析显示,AaMYB1在红掌不同组织部位都有表达,但在苞片中表达量最高;获得了12株阳性转化株,形态观察发现转化株营养器官花色素累积程度随基因表达不同而异,但可使所有转化株花器官颜色显著加深。本研究结果为进一步探究MYB转录因子在红掌中调控花色素合成等信息提供了有益参考。
  • 李书明, 陈雅婷, 王奇志
    核农学报. 2017, 31(9): 1717-1722. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1717
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    假臭草和胜红蓟是我国南方常见的入侵植物,为了防治和利用其开发植物源抑菌剂,本试验采用牛津杯法检测了不同溶剂(70%乙醇、95%乙醇、石油醚和乙酸乙酯)提取物对28种病原微生物的抑菌活性,并评估了不同器官部位提取物的抑菌活性。结果表明,不同溶剂提取物抑菌活性有差异,假臭草70%乙醇提取物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑制活性最强,抑菌圈直径为26.28±0.75 mm;胜红蓟95%乙醇提取物对腐生葡萄球菌(Staphylococcus epidermidi)抑制活性最好,抑菌圈直径为17.31±0.46 mm。此外,假臭草和胜红蓟70%乙醇不同部位提取物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌作用表现为叶部提取物(22.31±0.34 mm和19.52±0.28 mm)>茎部提取物(22.25±0.65 mm和12.75±0.45 mm)>根部提取物(11.78±0.69 mm和9.05±0.53 mm)。假臭草提取物对12种细菌和1种真菌黑曲霉菌(Aspergillus niger)具有抑制效果;胜红蓟提取物对9种细菌具有抑制效果。本研究结果为进一步研发具有潜力的植物源抑菌剂奠定了理论基础。
  • 刘梦葭, 杨粟, 程凯莹, 王梁燕, 华跃进
    核农学报. 2017, 31(9): 1723-1729. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1723
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    奇球菌属(Deinococcus)是迄今为止发现的最具抗辐射能力的一类细菌,在环境治理上具有巨大的应用前景,其中的耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)还是研究DNA损伤修复和极端抗性应激机制的模式生物。本文介绍了奇球菌属最新的研究进展,对奇球菌属生理结构特点和抗性机制进行了讨论,并对其在生物技术上的应用前景进行了展望,以期为后续研究者们快速了解该属细菌及其在生产上的应用提供支撑。
  • 农产品辐照研究·食品科学
  • 余斌, 南运有, 孔娜娜, 党仁美, 拜占玲, 刘娟
    核农学报. 2017, 31(9): 1730-1736. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1730
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    为探讨不同辐照剂量的短波紫外线(UV-C)处理对马铃薯干腐病的抑制作用及相关酶活性的影响,以贮藏期间的马铃薯块茎为材料,经剂量为 0、5、15、25、35、45 kJ·m-2的UV-C辐照,研究分析经损伤接菌后马铃薯块茎干腐病病斑及相关防御性酶[过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)]的变化情况。结果表明,损伤接菌后的马铃薯块茎,经剂量5~45 kJ·m-2的UV-C辐照处理,块茎中MDA、PAL活性均显著降低,POD活性显著升高;剂量5 kJ·m-2的辐照处理可显著提高损伤接菌后的马铃薯块茎中CAT活性;剂量5~45 kJ·m-2的辐照处理均可有效抑制马铃薯块茎病斑直径的扩散,其中以35 kJ·m-2处理效果最佳。本研究证实UV-C辐照有助于提高贮藏期间马铃薯块茎对于干腐病的抗性,为利用UV-C这种新型环保的马铃薯贮藏方法提供了理论参考。
  • 黄文娟, 张进杰, 李晓晖, 王江峰, 杨文鸽, 徐大伦
    核农学报. 2017, 31(9): 1737-1745. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1737
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    为分析电子束辐照处理对真空包装章鱼制品冷藏过程中生物胺形成的抑制作用,以真空包装的新鲜章鱼腕足段为研究对象,分别进行0、0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 kGy剂量的电子束辐照处理,于4℃下冷藏63 d,每隔7 d进行感官品评和生物胺含量检测。结果表明,冷藏期间真空包装的章鱼中共检测出精胺、亚精胺、腐胺、尸胺、组胺和酪胺6种生物胺。电子束辐照处理能抑制章鱼冷藏过程中腐胺、尸胺、组胺和酪胺的生成,且抑制作用与辐照剂量成正比,其中对组胺生成的抑制效果最佳,仅在少数样品中被检出。此外,电子束辐照也抑制了章鱼中亚精胺和精胺在冷藏后期的分解。冷藏过程中的腐胺、尸胺和酪胺含量变化与样品感官品质表现出较好的一致性,高感官品质章鱼样品中的腐胺、尸胺和酪胺含量均≤10 mg·kg-1。综合电子束不同剂量辐照对章鱼感官品质和生物胺的抑制作用,1.0 kGy的电子束辐照剂量是真空包装章鱼4℃冷藏保鲜的最适前处理,其能延长高品质新鲜章鱼货架期至35 d。本研究结果为章鱼加工企业生产高品质章鱼产品提供了理论依据。
  • 曹宏, 蒋云升, 赖宏刚, 刘溪, 易敏, 马俊, 翟建青, 肖欢, 陈秀兰
    核农学报. 2017, 31(9): 1746-1752. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1746
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    为延长冷鲜鸡的货架期,以淋洗、快速降温的真空包装冷鲜鸡为材料,利用300 mg·L-1茶多酚+200 mg·L-1 D-异抗坏血酸钠复合液浸泡和2.5 kGy剂量γ射线辐照进行综合处理,研究了辐照综合保鲜技术对冷鲜鸡细菌总数和菌相、理化指标、质构等指标的影响。结果表明,辐照使冷鲜鸡的起始菌数量降低,保鲜期从小于14 d延长至28 d。试验组在保鲜期末假单胞菌和肠杆菌构成优势菌,细菌数由3.26 lg(CFU·g-1)增至5.57 lg(CFU·g-1),过氧化值由3.6 meq·kg-1增至7.8 meq·kg-1,TVB-N值由8.24 mg·100g-1增至14.3 mg·100g-1,质构、色度的变化仍符合国家食品安全标准规定,辐照综合保鲜有效延长了冷鲜鸡货架期。本研究结果为冷鲜鸡拓展市场提供了一定的技术支持。

  • 李淑荣, 王丽, 高美须, 王振铃, 马智宏, 汪慧华, 李文虎
    核农学报. 2017, 31(9): 1753-1758. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1753
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    为明确辐照对樱桃番茄杀菌效果及其品质特性的影响,以樱桃番茄为材料,分析了樱桃番茄中大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特氏菌3种致病菌D10值,并对辐照样品在室温下贮藏0、2、4、6、8、10 d后的色泽和可溶性固形物含量进行了分析。结果表明,樱桃番茄中接种的大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特氏菌的D10值分别为0.088、0.243和0.264 kGy;辐照剂量低于2.0 kGy时对樱桃番茄在室温条件下色泽L*值、a*值、b*值及可溶性固形物含量无显著影响(P>0.05)。因此,2.0 kGy可以作为樱桃番茄辐照的适宜剂量。本研究结果为降低樱桃番茄的致病微生物含量及辐照技术在保障生鲜果蔬受致病菌污染的应用提供了一定的技术支持。
  • 朱亚珠, 翁佩芳, 刘娜, 苗英杰
    核农学报. 2017, 31(9): 1759-1766. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1759
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    为了揭示常温条件下虾皮在不同贮藏时期细菌种群分布及优势菌变化规律,进一步确定微生物类型与虾皮贮藏期质量品质之间的相关性,采用传统分离与Illumina MiSeq测序相结合的方法,对25℃和37℃ 2种贮藏温度下虾皮的微生物多样性、优势种群及其变化规律进行分析。结果表明,采用传统培养法共鉴定出虾皮中2个属(StaphylococcusBacillus)的4种细菌,菌相相对单一,而通过Illumina MiSeq测序技术,共鉴定出12个属的细菌。贮藏过程中,虾皮细菌菌群的丰度均呈降低趋势,多样性由丰富到单一。在25℃和37℃贮藏条件下虾皮优势腐败菌均是碱杆菌(Alkalibacillus)、葡萄球菌(Staphylococcus)及芽孢杆菌(Bacillus),而不同贮藏时期细菌菌群结构有所差异。25℃贮藏9 d后以及37℃贮藏6 d后虾皮细菌群落结构发生显著变化,37℃下贮藏虾皮菌群结构变化较快。相对传统培养法,Illumina MiSeq测序方法可获得关于细菌群落变化更丰富和准确的数据,提供了更加完整和真实的微生物多样性和群落结构信息。本研究结果为揭示虾皮贮藏过程中品质影响的微生物作用机制和虾皮多样化产品开发及质量控制提供了理论依据。
  • 陈镠, 余婷, 王允祥, 石玉刚, 范丽, 王贺
    核农学报. 2017, 31(9): 1767-1774. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1767
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    为研究壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜对甜樱桃贮藏期生理及品质的影响,以新鲜大连甜樱桃为材料,研究4℃条件下3种壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜处理(0.1%纳米氧化锌+0.2%壳聚糖、0.1%纳米氧化锌+0.5%壳聚糖、0.1%纳米氧化锌+0.8%壳聚糖)对甜樱桃的腐烂率、失重率、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C(Vc)含量、呼吸强度、过氧化物酶(POD)活性、 过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量变化的影响。结果表明,0.1%纳米氧化锌+0.8%壳聚糖复配的壳聚糖-纳米氧化锌涂膜处理对甜樱桃果实的保鲜效果优于壳聚糖单膜处理(1.0%壳聚糖)。壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜处理能够使可溶性固形物、可滴定酸、Vc含量维持在较高水平,降低果实的腐烂率、失重率,有效延缓呼吸强度、MDA含量的上升及CAT活性的下降,抑制POD和SOD活性。在维持甜樱桃贮藏品质和延缓衰老方面,以0.1%纳米氧化锌+0.8%壳聚糖复配的壳聚糖-纳米氧化锌复合膜处理的保鲜效果最好。本研究结果为改性壳聚糖涂膜在甜樱桃贮藏保鲜中的应用提供了理论依据。
  • 许乐, 逄晓阳, 芦晶, 张书文, 张瑞华, 刘鹭, 吕加平
    核农学报. 2017, 31(9): 1775-1781. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1775
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    为建立方便、可靠、重复性好的胰岛素抵抗细胞模型,研究胰岛素受体底物-2(IRS-2)蛋白磷酸化与胰岛素抵抗的关系以及不同铬制剂对细胞葡萄糖代谢的作用。试验采用高胰岛素、高糖联合诱导HepG2细胞建立胰岛素抵抗模型,通过葡萄糖氧化酶法及噻唑蓝比色法(MTT)分析受试物对细胞葡萄糖代谢及活性的影响,优化最佳造模条件;同时,利用蛋白免疫印迹法(WB)分析IRS-2的蛋白表达及其蛋白磷酸化,验证模型的胰岛素抵抗性。在此基础上,将模型应用于分析葡萄糖耐量因子(GTF)及其它铬制剂的降糖效果。结果表明,高胰岛素(10-6mol·L-1)和高糖培养基(25 mmol·L-1)处理细胞48 h,细胞存活率达96%,与对照组相比,葡萄糖消耗量降低了5.7%,IRS-2含量减少31.02%,胰岛素抵抗效果显著,且该胰岛素抵抗模型可稳定维持48 h。相比于吡啶酸铬和三氯化铬,GTF对细胞葡萄糖代谢有显著的改善作用,其最佳作用浓度为1.0 μg·mL-1。利用HepG2细胞建立体外胰岛素抵抗模型,方法简单可靠、重复性好,可广泛应用于天然活性物质的降糖功能研究。
  • 程克文, 潘道东, 腾军, 陈伟
    核农学报. 2017, 31(9): 1782-1787. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1782
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    为了快速的检测癌胚抗原(CEA),将胶体金与适配体室温孵育后加入CEA以及氯化钠溶液,随着CEA浓度的增加,分析胶体金溶液颜色的变化情况。结果表明,试验中含有2种不同核酸适配体(18个碱基和19个碱基)的胶体金溶液,其颜色都是随着CEA浓度增加均呈梯度变化,颜色梯度为从酒红色到深蓝色。实际样品的检测结果也呈现出良好的颜色梯度变化,CEA检测限为2 ng·mL-1,检测范围为0~200 ng·mL-1,且检测方法特异性良好。本研究结果为疾病的前期诊断提供了简便快速廉价的检测方案。
  • 李倩倩, 王艳, 罗旭, 许腾, 方芳, 王凤忠
    核农学报. 2017, 31(9): 1788-1793. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1788
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    大豆低聚糖是一种新型低聚糖,属于纯天然保健食品。大豆低聚糖很难被人体消化吸收,供能低,但能通过促进人体肠道益生菌快速增值等方式有效降低血脂水平,因此摄入大豆低聚糖可有效改善脂质代谢,降低体内血脂和胆固醇含量。本文综述了近年来大豆低聚糖的研究进展,概述了大豆低聚糖降血脂作用机理,并对大豆低聚糖发展前景进行展望,以期为大豆低聚糖的进一步研究及应用奠定理论基础。
  • 同位素示踪·资源环境·动植物生理
  • 于美芳, 王新鹏, 段云轩, 田雪飞, 贾琰, 赵宏伟
    核农学报. 2017, 31(9): 1794-1802. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1794
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    为了探讨分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理及其耐旱机制,以东农425(耐旱型)和松粳6号(干旱敏感型)为试验材料,通过盆栽方式于分蘖期控制土壤水势至0 kPa(对照)、-10 kPa(轻度干旱)、-25 kPa(中度干旱)、-40 kPa(重度干旱),依次记为A0、A1、A2、A3。处理21 d后复水,研究分蘖期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻叶面积、光合特性、叶绿素总含量、产量及产量构成因素的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫导致叶面积减小、功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随土壤水势降低而下降。同时,干旱处理期间寒地粳稻功能叶片叶绿素总含量、叶绿素a/b值均随干旱胁迫程度增加而下降,但类胡萝卜素含量的变化却与其相反。干旱胁迫下寒地粳稻产量显著下降,且下降幅度随土壤水势降低而逐渐增大。有效穗数和穗粒数大量降低造成产量显著下降,说明分蘖期干旱胁迫造成减产的主要原因是低土壤水势造成了寒地粳稻库容量或单位面积颖花量的大量降低。与A0(对照)相比,A1、A2和A3下松粳6号产量降幅分别为13.87%、20.87%和32.51%;而东农425分别为10.58%、15.21%和25.52%,均显著低于松粳6号,且耐旱型品种东农425始终保持较高光合生长能力。本研究结果为寒地粳稻抗旱节水栽培技术措施的制定提供了理论依据。
  • 王仪明, 雷艳芳, 魏臻武, 韩正晟
    核农学报. 2017, 31(9): 1803-1810. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1803
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    为了探明苜蓿-青贮玉米(A-C)、大麦-青贮玉米(B-C)、小麦-青贮玉米(W-C)、燕麦-青贮玉米(O-C)、黑麦草-青贮玉米(L-C)5种不同轮作模式对青贮玉米产量、品质和土壤肥力的影响,以玉米-玉米(C-C)连作为对照,在2014年和2015年进行了田间随机区组试验。结果表明,不同轮作模式下青贮玉米产量、粗蛋白、淀粉、粗脂肪、pH值、有机质、速效养分和土壤酶活性指标均显著优于连作模式(P<0.05)。A-C处理中青贮玉米产量、裹包青贮玉米的粗蛋白、淀粉、粗脂肪含量均高于其他处理,并分别高出对照(C-C)39.29%、27.90%、39.46%和28.30%。随着种植年限的延长土壤酶活性呈下降趋势,其中A-C和O-C处理中,蔗糖酶随着种植年限的延长明显下降;W-C处理中,碱性磷酸酶活性随着种植年限的延长明显下降。因子分析结果表明,不同轮作处理土壤肥力得分依次为A-C>O-C>B-C>W-C>L-C,说明苜蓿与青贮玉米轮作不仅有利于提高玉米产量和改善青贮饲料品质,还有助于改良土壤。本研究结果为长三角地区优质饲草轮作制度的建立提供了理论依据。
  • 杨小环, 赵维峰, 孙娜娜, 孙亮亮, 马金虎
    核农学报. 2017, 31(9): 1811-1817. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1811
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    为探讨低温胁迫下外源水杨酸(SA)对植物种子萌发和早期幼苗生长影响的生理机制,本研究以先玉335 玉米品种为试验材料,用0.05 mmol·L-1的SA水溶液和去离子水(对照,记作CK)对种子进行浸种处理,研究外源SA对低温胁迫下种子发芽、种胚淀粉酶、氧化损伤水平、抗氧化酶、抗氧化物质和渗透调节物质等的影响。结果表明,与CK相比,SA处理玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗干重和鲜重分别显著提高了5.57%、7.20%、23.76%、15.49%和28.52%。SA处理的玉米种胚淀粉酶活性显著提高,在种子萌发第2、第6、第8、第10天比CK提高了28.6%、15.1%、9.6%和16.9%;而超氧阴离子(O2-·)和丙二醛(MDA)含量经SA处理后显著下降。SA处理提高了种胚抗氧化酶的活性,在种子萌发第2、第4、第6和第8天时,超氧化物歧化酶(SOD)活性比CK分别提高了36.6%、25.9%、43.6%和46.3%;过氧化物酶(POD)活性在种子萌发12 d时比CK提高了9.0%;和过氧化氢酶(CAT)活性在第4、第6、第8天时比CK分别提高了13.0%、5.7%和17.0%。此外,SA处理还提高了种胚抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)和渗透调节物质脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖的含量。综上所述,SA可以通过改善渗透调节能力和加速淀粉转化来缓解低温胁迫诱导的氧化损伤。本研究结果为探究SA调控低温胁迫下种子萌发和早期幼苗生长的机制开拓了新视野。
  • 沈浦, 王才斌, 于天一, 吴正锋, 郑永美, 孙学武, 郑亚萍, 孙秀山, 罗盛
    核农学报. 2017, 31(9): 1818-1826. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1818
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    为了阐明免耕和常规翻耕20 cm下花生不同器官铁累积利用差异,在鲁东花生主产区3个典型棕壤试验点(望城、夏甸和齐山)系统研究了免耕和常规翻耕下花生铁营养特性变化。结果表明,相比免耕处理,常规翻耕20 cm增加了花生籽仁铁的累积,在望城点、夏甸点和齐山点分别增加了38.4%、20.2%和51.2%,且籽仁铁的累积与籽仁氮的累积及花生产量呈极显著正相关(P<0.01)。免耕处理促进了花生茎、叶、果针和果壳等器官中铁的奢侈累积,在望城点、夏甸点和齐山点,这4个器官铁的累积量比常规翻耕处理分别提高了6.0%、32.1%和14.7%,同时花生累积带走的总铁量高于常规翻耕处理,从而造成土壤有效铁含量及土壤铁活化系数均比常规翻耕处理下降了15.1%~32.9%。综上,土壤翻耕措施能够有效增加花生籽仁铁的累积分配,降低茎、叶、果针和果壳等器官中铁的无效累积,从而提高花生铁的利用效率,该研究结果为花生田铁营养合理管理提供了理论依据。
  • 于立洋, 李政, 韩佩尧, 张静, 汪敏骅, 田晓晓, 张军
    核农学报. 2017, 31(9): 1827-1835. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1827
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    为获得新疆野苹果抗寒育种的优良资源,本试验分析比较了8个新疆野苹果优良无性系在不同时期(1月、3月)的抗寒性差异,以8个新疆野苹果优良无性系的一年生枝条为试验材料,应用电导(EL)法和电阻抗图谱(EIS)法对其抗寒性进行测定与对比分析,并在3月对低温处理枝条进行了生长恢复试验。结果表明,新疆野苹果无性系的相对电导率在-20℃低温处理下开始出现显著差异。两时期由EIS法参数中rer1计算的各无性系半致死温度与EL法所求得的半致死温度的相关系数分别达到显著水平和极显著水平(0.744*、0.751*、0.822**、0.824**),说明这2种方法适用于新疆野苹果的抗寒性测定。3月的半致死温度(-33.97~-32.33℃)均显著高于1月(-31.87~-26.33℃),部分无性系间的差异达到极显著水平,各无性系在两时期的半致死温度相关性不显著。无性系M-3、M-6、M-8枝条计算的半致死温度较低,1月分别为-32.76℃、-33.97℃、-33.52℃,3月分别为-30.47℃、-30.26℃、-31.87℃;在3月的苗木生长恢复试验萌芽率较高,-30℃处理条件下分别为76.19%、75.71%、67.38%,-50℃处理条件下分别为16.67%、17.72%、18.89%。因此,无性系M-3、M-6、M-8的抗寒表现较好,是抗寒育种的优良资源。本试验结果为深入研究不同时期新疆野苹果抗寒性差异和筛选抗寒育种的优良资源提供了科学依据。
  • 金鑫, 廖伟彪, 李雪萍, 徐晓婷, 任鹏举, 吕剑, 胡琳莉, 武玥, 郁继华
    核农学报. 2017, 31(9): 1836-1846. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1836
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    为探讨乙烯(ethylene)和一氧化氮(NO)在植物不定根形成过程中的作用及其相互关系,以黄瓜为试材,运用生理学、药理学和细胞生物学的方法研究NO参与乙烯诱导不定根生成过程中细胞周期时相、光合参数和营养物质含量的变化。结果表明,50 μM NO供体S-亚硝基-乙酰青霉胺(SNAP)可显著促进黄瓜外植体不定根的形成。乙烯利(ethrel)和SNAP可以单独或协同促进黄瓜不定根的发生,且共处理效果更显著;处理ethrel的根数和根长分别较对照高62%和103%,处理ethrel+SNAP的根数和根长分别较对照提高了82%和128%。NO 清除剂cPTIO能抑制乙烯对不定根形成的促进作用,但对内源乙烯的释放无影响,说明在不定根生成过程中NO处于乙烯信号通路的下游。乙烯和NO提高了黄瓜外植体内可溶性总糖、可溶性蛋白、叶绿素含量和叶绿素荧光参数,降低了外植体淀粉含量;在12 h时,处理ethrel的外植体可溶性糖含量、叶绿素a含量和最大光化学效率(Fv/Fm)值较对照分别增加了75%、190%和28%;处理ethrel的淀粉含量在4 h时较对照降低了33%。ethrel和SNAP促进细胞从G1期向S期转移,激活细胞周期活性;同时,cPTIO 逆转了乙烯对营养物质含量、光合系统及细胞周期的诱导效应。可见,乙烯诱导黄瓜不定根的发生过程需要NO的参与。本研究结果为进一步探讨乙烯和NO信号调控在植物生长发育补充了新的资料,拓展了对植物不定根发生调控机制的认识。
  • 王玉才, 张恒嘉, 邓浩亮
    核农学报. 2017, 31(9): 1847-1855. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1847
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    精准调亏灌溉是菘蓝高产高效的关键技术。为探究不同生育期膜下调亏滴灌对菘蓝光合特性、产量及品质的影响,于2015年在河西走廊中部张掖市凉州区民乐县益民灌溉试验站开展了菘蓝不同生育期、不同灌水量的试验研究。在保持其他生育期正常灌溉的情况下,在菘蓝的苗期、营养生长期、肉质根生长期和肉质根成熟期分别进行轻度和中度的水分胁迫处理,以全生育期的正常灌溉作为对照,测定菘蓝光合生理指标、产量和品质。结果表明,营养生长期和肉质根生长期水分亏缺显著降低了菘蓝叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,且随水分亏缺程度加大,降幅增大。苗期轻度干旱处理的菘蓝产量和水分利用效率最高,分别达到8 317.58 kg·hm-2和2.68 kg·m-3;肉质根成熟期轻度干旱处理次之,而肉质根生长期中度干旱处理最低。肉质根成熟期中度干旱处理的菘蓝综合品质最优,其菘蓝靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春含量比生育期正常灌溉处理分别提高0.26、0.42、0.0165 mg·g-1。综合考虑产量、水分利用效率及菘蓝品质等指标,最佳菘蓝水分调控处理为肉质根成熟期轻度调亏, 即肉质根成熟期土壤相对含水率为55%~80%、其余生育期土壤相对含水率为65%~100%。本研究结果为高效水管理提供了一定的理论指导。
  • 谢亚萍, 牛俊义, 剡斌, 袁天佑, 刘栋, 杨天庆, 赵玮
    核农学报. 2017, 31(9): 1856-1863. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1856
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    为研究不同施钾水平下种植密度对胡麻生长发育和钾肥利用效率的影响,以陇亚杂1号为材料,在低密度(4.5×106株·hm-2)、中密度(7.5×106株·hm-2)和高密度(10.5×106株·hm-2)下,设3个施钾水平0、45、90 kg·hm-2(K2O),探究钾肥与密度对胡麻形态性状、籽粒产量、油产量及钾肥利用率的影响。结果表明,施钾相同时,与低密度相比,随着密度增加,中、高密度植株的株高、有效分枝数和有效蒴果数平均分别降低14.24%、42.90%和13.10%,工艺长度平均增加了10.43%;籽粒产量和油产量均呈先升高后降低的趋势,相比低密度,中、高密度下,籽粒产量分别增加9.21%和3.71%,油产量分别增加了9.25%和3.71%;钾肥农学利用率降低,与低密度相比,中、高密度平均降低26.12%,钾肥偏生产力先升高后降低,中、高密度下分别增加7.46%和1.11%。密度相同情况下,随钾肥增加,胡麻株高、分枝高度、有效分枝数、有效蒴果数和含油率逐渐增加,与不施钾相比,分别平均增加15.12%、18.80%、14.15%、23.85%和1.26%;千粒重、产量和油产量在低、高密度下,随钾肥增加而增加,相比不施钾,施钾处理下分别平均增加3.19%、27.50%和29.03%;中密度下,千粒重、产量和油产量先升高后降低,施钾45 kg·hm-2时,分别增加7.46%、23.10%和23.80%,施钾90 kg·hm-2时,分别增加5.25%、19.33%和21.92%;钾肥农学利用率和钾肥偏生产力显著降低,与施钾45 kg·hm-2相比较,施钾90 kg·hm-2时分别平均降低47.55%和49.52%。综上可知,7.5×106株·hm-2,45 kg·hm-2(K2O)是适合当地胡麻节肥高效生产的栽培措施。因此,在胡麻的高产栽培中,可通过调节种植密度和施钾量,在获得较高的籽粒产量的同时提高钾素利用率。
  • 肖旭峰, 解庆娓, 蔡玲, 张明, 范淑英
    核农学报. 2017, 31(9): 1864-1871. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1864
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    为探讨芹菜在重金属镉、铅胁迫下的生理变化规律和抗氧化酶基因的表达特性,采用营养液培试验,研究镉(Cd)、铅(Pb)单一及复合胁迫对芹菜体内Cd/Pb富集、叶绿素、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量及抗氧化酶(SOD、POD)活性的影响,并用RT-qPCR技术检测了根尖细胞内抗氧化酶基因(CatGpxMn-sodApx)的表达特性。结果表明,Cd2+、Pb2+单一及复合胁迫下芹菜茎叶中Cd2+、Pb2+含量均随胁迫浓度增大而逐渐增大,说明芹菜对Cd2+、Pb2+的吸收互为协同作用;6~8 mg·L-1 Cd2+和60~80 mg·L-1 Pb2+单一及复合处理对芹菜整个生长期内叶绿素、MDA、GSH含量及SOD、POD活性的影响均达到极显著水平(P<0.01);低浓度下单一及复合胁迫对叶绿素合成有促进效应,高浓度、长时间胁迫时,叶绿素含量显著降低;单一及复合胁迫对MDA、GSH含量及SOD、POD活性的影响均为Cd2+-Pb2+交互>Cd2+>Pb2+,但单一Cd2+浓度≥4 mg·L-1时,叶绿素含量大于Cd2+-Pb2+交互及单一Pb胁迫;Cd2+、Pb2+对芹菜叶POD和SOD活性的影响相似,均表现为“低促高抑”;MDA、GSH含量随重金属浓度的升高而逐渐增加;单一及复合处理下CatGpxMn-sodApx表达模式基本一致,其表达量的降低幅度为Cd2+-Pb2+交互>Cd2+>Pb2+。综上,Cd2+、Pb2+胁迫对芹菜的生理和抗氧化系统均造成了一定的损伤,二者具有协同性,这为江西省鄱阳湖区芹菜的安全生产提供了理论依据。