2018年, 第32卷, 第5期 刊出日期：2018-05-10
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核农学报. 2018, 32(5): 833-839. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0833为研究大豆GmAP1.2(Glyma.08G269800)的生物学功能,通过农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化法将GmAP1.2基因遗传转化至大豆天隆1号,获得过表达GmAP1.2转基因植株;并对转基因大豆的株高、花器官、叶片等特性进行分析。结果表明,GmAP1.2过表达使转基因大豆比野生型(WT)早花31 d,株高明显降低,且与野生型相比,GmAP1.2转基因大豆叶片变小,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别增加了1.43、1.52和1.57倍,但未影响花器官结构。表明GmAP1.2 不仅能够影响大豆的株型,还能影响叶片的大小和叶绿素的含量。本研究结果为进一步阐明大豆AP1基因在大豆中的功能与应用奠定了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(5): 840-847. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0840为发掘大豆叶色新基因资源,探讨叶绿素合成及光合作用机理,本研究以南农99-6芽黄新突变体vl-1和野生型(WT)品种南农99-6为试验材料,分析突变体与野生型形态、叶绿体结构、色素含量及光合特性,并进行遗传和基因定位研究。结果表明,突变体vl-1幼叶呈黄色,其类胡萝卜素、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均极显著低于野生型,叶绿体内基质片层排列疏松且减少,原片层体居多;突变体vl-1成熟叶片的叶色转绿,其光合色素含量、叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与野生型均无显著差异,但胞间CO2浓度显著低于野生型。突变体vl-1与2个正常叶色亲本杂交衍生遗传群体叶色分离比例分析表明,芽黄受1对隐性核基因控制。利用科丰1号×突变体vl-1 F2群体将芽黄基因vl1定位于第8号染色体顶端SSR标记BARCSOYSSR_08_0037和BARCSOYSSR_08_0073之间,物理距离为628 kb,该区段未见大豆叶色基因定位的报道,共包含76个预测基因。本研究结果为揭示大豆芽黄的遗传机制奠定了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(5): 848-855. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0848为探明青花菜小孢子胚胎发育的分子生物学机制,本研究利用Illumina HiSeqTM 2000平台对在32.5℃环境下分别培养17 h和24 h以及25℃环境下分别培养0、1 和6 d的小孢子进行转录组分析及基因功能注释。结果表明,共获得174 324条Unigenes,其中有144 194条注释到GO、COG、KEGG、NR、Swissprot和Pfam数据库。GO注释显示,小孢子差异表达基因在细胞部分、细胞和细胞器、结合和催化活性、代谢过程、细胞过程和单一生物过程功能亚类中所占比较最高;功能分类中一般功能预测(R)、复制、重组与修复(L)、转录(K)、信号转导机制(T)和翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣(O)在COG同源分类所占比例最高;KEGG注释结果表明,热击后小孢子差异基因最显著富集通路为内质网蛋白加工代谢途径、植物病原互作及植物激素信号转导剪接体途径。本试验结果为进一步深入研究青花菜小孢子胚胎发生的生理生化和分子机制奠定了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(5): 856-863. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0856为探索miR164及靶基因在非生物胁迫响应中的分子机制,本研究以冀桑3号为试材,进行NaCl和甘露醇处理,采用生物信息学、5'-RACE及RT-qPCR技术进行分析。通过在线网站预测,发现在桑树NAC基因家族中存在3个基因(Morus012149、Morus013575与Morus006482,分别命名为CUC2、NAC100a与NAC100b)为miR164的靶基因。运用5'-RACE技术验证了3个NAC基因为miR164靶基因,其切割位点主要集中于与miRNA互补位点的第10和第11位碱基之间。使用RT-qPCR技术检测miR164及靶基因在不同组织部位的表达水平,结果表明,miR164在茎和雄花中通过调控CUC2、NAC100a和NAC100b表达发挥生物学功能。用甘露醇处理桑树幼苗,在低浓度下(150 mmol·L-1)miR164在叶片中表达量显著高于对照组,高浓度下(300 mmol·L-1)miR164表达量接近于对照组;用NaCl处理,miR164在叶片中的表达水平随着处理浓度的增大而增加。3个靶基因在不同处理不同浓度下表达水平不同。本研究结果有助于揭示桑树miR164及靶基因NAC的抗逆作用,为进一步深入研究miR164对NAC在非生物胁迫响应中的分子调控机制提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 864-874. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0864为探究候选基因ZmNAM的功能,本研究从甜玉米自交系1132及其变异系704中克隆得到该基因。生物信息学分析表明,ZmNAM的cDNA长度为1 548 bp,开放阅读框(ORF)为1 302 bp,编码一个由433个氨基酸残基组成的蛋白,蛋白具有亲水性,N-末端具有保守的NAC结构域,定位于细胞核中,具有9个糖基化位点和35个磷酸化位点;与自交系1132相比,变异系在非编码区与编码区中的C-末端转录激活功能域对应核苷酸序列中存在差异,可导致多个氨基酸发生变异。系统进化分析结果表明,玉米ZmNAM蛋白属于NAC转录因子家族中的VND亚族,与拟南芥中的AtVND3亲缘关系最近;时空特异性表达分析表明,不同发育时期内ZmNAM在根中的表达量明显高于其他器官,说明ZmNAM基因可能在调控玉米根部的生长发育过程中发挥着重要作用。变异系704中ZmNAM在各个发育时期和发育器官中表达水平基本都明显高于自交系1132,其中在根中的表达水平差异最明显。本研究结果为深入研究ZmNAM基因在玉米生长发育过程中的作用提供了理论支持。
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核农学报. 2018, 32(5): 875-882. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0875为鉴定杨树杂交子代真实性及阐明子代群体的遗传关系,本研究以窄冠型杨树的7个杂交子代群体和亲本为试验材料,并采用SRAP分子标记技术对其进行子代真实性鉴定及遗传变异研究。从110对引物中筛选出了8对多态性高,主条带清晰且稳定的引物,对7个杂交子代群体扩增,共产生126条谱带,其中多态性带为118条,多态带比例(PPB)达93.65%;基于PopGen 32软件对7个杂交组合的遗传多样性分析表明,派内杂交时,黑杨派内杂交子代的遗传多样性水平低于白杨派内的遗传多样性水平;派间杂交时,白杨做母本的子代遗传多样性比黑杨做母本的遗传多样性丰富。对其中4个杂交组合的当年杂种苗的生长量、形质指标与其亲本间遗传距离进行相关性分析,结果表明,亲本间遗传距离与苗木的地径、苗高成正相关,与其分枝角度成负相关。70个杂交子代均具有父本特征带,且经鉴定全部为真杂种,本试验结果为杨树杂交亲本的筛选及杂交子代早期鉴定提供了一定的理论依据和技术参考。
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核农学报. 2018, 32(5): 883-891. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0883为探索FST基因单核苷酸多态性(SNP)与大黄鱼生长性状的相关性,本研究采用直接测序和高分辨率熔解曲线(HRM)法分别进行SNP位点筛查和验证分型。结果共筛查到19个SNP位点,其中2个在外显子1,8个在外显子2,7个在外显子3,外显子4和外显子5各1个,近端启动子区域未筛查到突变。位于外显子4的g.2169A>C位点,AA基因型占96.8%,CC基因型占3.2%,多态信息含量为0.0600;位于外显子5的g.2998A>G位点,AA基因型占63.2%,AG基因型占30%,GG基因型占6.8%,多态信息含量为0.2828,这2个位点均处于哈代-温伯格平衡状态。相关性分析表明,在g.2169A>C位点,CC型个体各个生长性状(体重、体长、全长、体高)均大于AA型个体,但差异不显著(P>0.05);g.2998A>G位点,AG型个体各性状均值最大,GG型个体最小,但只在全长性状上基因型AG与GG存在显著性差异(P<0.05),表明FST基因编码区的突变对大黄鱼的生长性状有一定的影响。本试验结果为大黄鱼育种中体型的选择提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 892-899. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0892为明确直链淀粉含量(AC)主要控制基因Wx在浙江早籼稻中的多态性分布及其对稻米AC、RVA谱的影响,本试验以37份早籼稻品种(系)为材料,进行 Wx基因型检测,以及AC及RVA谱特征值测定,分析不同Wx基因型对稻米AC、RVA谱的影响及AC、RVA间的相关性。结果表明,Wxa基因型品种(系)AC表现为中、高水平(23.38%~28.93%),Wxb基因型品种AC表现为低水平(11.61%~17.77%),37份材料中未检出Wxin基因型;RVA谱特征值与Wx基因型高度相关,不同Wx基因型背景下各品种(系)RVA谱特征值差异明显,且Wxa基因型消减值为正值,Wxb基因型消减值为负值。Wx基因型不同的各品种(系)的冷胶粘度(CPV)和崩解值(BDV)分布在不重叠的区间。Wxa基因型表现出崩解值小、回复值大的特性,Wxb基因型表现出崩解值大、回复值小的特性。在不区分Wx基因型的条件下,AC与RVA谱特征值极显著相关,在相同Wx基因型内,品种(系)间AC的变化与RVA谱特征值的相关性并不明显。本研究结果为利用Wx等位基因调控早籼稻AC含量,并根据RVA谱特征值筛选优质食用早籼稻提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2018, 32(5): 900-906. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0900为探讨电子束辐照对大豆品质的影响,以1.09、2.99、5.76、7.89、8.97 kGy吸收剂量的电子束对大豆进行辐照处理,研究电子束辐照对大豆含油率、蛋白质含量、氨基酸的组成及含量、酸价、过氧化值、蛋白质溶解度及尿素酶活性的影响。结果表明,电子束辐照对大豆含油率、蛋白含量、氨基酸组成及含量影响较小;5.76 kGy时,酸价降低了37.3%,8.97 kGy时过氧化值及尿素酶活性分别降低37.5%和11.36%。综合分析可知,5.76 kGy是大豆的电子束辐照储藏适宜剂量。本研究结果为电子束辐照在大豆储藏与加工中的应用提供了参考。
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核农学报. 2018, 32(5): 907-915. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0907为探究丁香酚熏蒸处理对青茄果实的冷害调控效果,本试验研究了4℃条件下不同浓度丁香酚处理对青茄采后冷害生理品质和脯氨酸代谢的影响。结果表明,25 μL·L-1 丁香酚处理可显著延缓青茄果实冷害的发生,降低冷害(CI)指数和失重率,抑制丙二醛(MDA)含量的上升,保持较高的可溶性糖、总酚含量。此外,丁香酚处理还提高了脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,降低了脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶(PDH)活性,从而维持了较高的脯氨酸含量,提高了青茄果实的低温耐受性。丁香酚熏蒸处理对青茄采后冷害的调控具有潜在的应用前景。
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核农学报. 2018, 32(5): 916-923. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0916为探讨6-苄基腺嘌呤(6-BA)对鲜莲子活性氧代谢及能量水平的影响,以清水浸泡为对照,在25±1℃条件下,用20 mg·L-1 6-BA对莲蓬太空莲36号进行处理,研究其贮藏期间感官品质变化及呼吸作用强度,并分析莲子活性氧水平,抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)、三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、磷酸腺苷(AMP)含量以及能荷水平的变化。结果表明,与对照相比,6-BA处理可有效抑制莲蓬呼吸作用、莲子活性氧水平上升及MDA的积累,且保持抗氧化酶活性的同时,维持了莲子较高的能荷水平,从而延缓了鲜莲蓬和莲子品质的下降,使其贮藏期延长了3~4 d。综上,6-BA处理对减缓莲蓬和莲子采后衰老具有显著效果,本研究为鲜莲蓬和莲子采后保鲜提供了理论及技术支持。
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核农学报. 2018, 32(5): 924-932. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0924为了探讨魔芋葡甘聚糖对阿拉伯树胶凝胶特性的影响,以提高阿拉伯树胶的胶凝性能,降低其在凝胶质食品中的添加量,本研究以魔芋葡甘聚糖(KGM)及阿拉伯树胶(GA)为试验对象,以溶胀温度、底物配比(KGM∶GA)、凝胶时间为影响因子,KGM/GA凝聚凝胶强度为响应值,采用三因素三水平响应面优化设计方法进行处理分析。结果表明,KGM能有效提高GA的凝胶强度;溶胀温度、底物配比(KGM∶GA)、凝胶时间为KGM/GA共混凝聚物凝胶强度的显著影响因子,各因素间两两交互作用对凝聚凝胶强度的影响效果显著,当溶胀温度、底物配比(KGM∶GA)、凝胶时间的数值分别达到49.64℃、81.77%及58.51 min时,模型预测得出最大凝胶强度为839.01 g·mm。经试验优化所得复合凝胶制备工艺可为改善以阿拉伯树胶为原料的食品品质提供一定的理论依据和指导,从而拓宽其在食品领域中的应用。
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核农学报. 2018, 32(5): 933-940. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0933为探明香榧假种皮精油、枇杷叶精油和佛手精油熏蒸处理对采后油桃的保鲜效果,以中油四号油桃为试材,采用密闭容器熏蒸法研究3种植物精油对油桃采后主要致病菌的抑制作用及对其感官品质、生理生化的影响。结果表明,香榧假种皮精油可有效抑制灰霉病菌、根霉病菌菌丝的生长,其EC50值均低于枇杷叶精油和佛手精油处理,分别为81.672 μL·L-1和209.131 μL·L-1。在200 μL·L-1浓度下,与枇杷叶精油和佛手精油处理相比,香榧假种皮精油熏蒸处理可有效降低油桃采后的腐烂,于25℃贮藏 10 d后腐烂指数较对照降低了63.73%,并且仍能较好地维持失重率和硬度,诱导果实中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性的升高,抑制丙二醛(MDA)含量的积累,对果实可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)和抗坏血酸(Vc)含量等指标均无明显影响。综上所述,香榧假种皮精油熏蒸处理能够抑制采后油桃品质的下降,延缓后熟衰老和腐烂发生,具有进一步开发成果蔬保鲜剂的潜力。
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核农学报. 2018, 32(5): 941-951. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0941为了研究电子鼻技术能否应用于海马的品质鉴别,先利用电子鼻区分出不同气味的海马;然后通过顶空固相微萃取-气-质联用法(HS-SPME-GC-MS)分析作用于气味值的海马挥发性成分及不同气味的海马挥发性成分的差异;再利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)、氨基酸自动分析仪检测不同气味的海马的脂肪酸、氨基酸组成和含量。结果表明,177份(共1 770 尾)海马共分为四类;共检出海马有84种挥发性成分,其中主体风味物质是(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、三甲胺、(Z)-2-戊基壬-2-烯醛、己酸、2-壬酮、蒿酮、1-辛烯-3-醇等,它们共同赋予了海马鱼腥味、油脂气味、土腥味、甜奶香、清香、果香等气味。差异较大的电子鼻气味响应值R1、R2、R8与部分化学成分有较高相关性。脂肪酸的组成和含量有差异,其中,亚麻酸在第四类海马的含量为2.98%,高于第一类(0.84%)、第二类(1.51%)和第三类(1.42%),它与R8呈较高的正相关性。第一类海马的氨基酸含量显著低于其他三类,第三、第四类之间差异不显著,其中氨基酸含量显著影响响应值R1。本研究结果对今后改善海马的不良风味等具有理论指导意义,同时为海马的品质鉴别研究也提供了理论支持。
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核农学报. 2018, 32(5): 952-958. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0952为探究大豆萌芽过程中生物活性物质及抗氧化能力变化规律,以黑河43、黔豆7号、徐豆14和中黄13大豆为研究对象,对其萌芽过程中总多酚、总黄酮、大豆异黄酮和 γ-氨基丁酸(GABA)含量进行动态监测,同时评价其抗氧化能力。结果表明,大豆经萌芽处理后,GABA大量积累,4种大豆GABA含量峰值分别为萌芽前的30、37、6.8和6.5倍,黔豆7号对GABA的富集最显著;总多酚、总黄酮及异黄酮的含量均有所上升,抗氧化能力有所增强,其中,黔豆7号总黄酮和异黄酮含量最高,说明其抗氧化能力也最强。相关性分析表明,4种大豆抗氧化能力与总多酚、总黄酮、大豆异黄酮含量显著相关。综上,萌芽是提高大豆功能性组分及抗氧化能力的有效手段;黔豆7号是富集生物活性物质的最佳品种,可用于功能性产品的开发。本研究为萌芽大豆的开发利用提供了科学依据,为后续的进一步研究奠定了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(5): 959-969. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0959
为探究秸秆还田结合节水灌溉技术的应用效果,本试验通过在秸秆全量还田条件下,设置不同灌溉方式,研究其对水稻生长发育、产量及其构成因素、水分利用效率等的影响,结果表明,在水稻生长发育上,秸秆还田下节水灌溉能够在一定程度上提高水稻中前期分蘖数,降低成熟期水稻植株株高,随着灌水量的减少,分蘖成穗率逐渐降低;在水稻生长发育的中前期,适当减少水分供给有利于水稻叶片和茎鞘干物质的积累,叶片干物质输出率与转换率以控灌I处理最大,分别达到14.19%和4.15%,茎鞘干物质输出率和转换率间以歇灌溉处理最大,分别达28.69%和17.39%;在产量及其构成因子上,水稻产量依次为间歇灌溉>淹水灌溉>控灌I>控灌II;在水分利用效率上,灌溉水水分利用效率以控灌II最大,为3.55 kg?m-3,自然降水水分利用率以间歇灌溉最大,为1.10 kg?m-3,总水分利用率以控灌I最大,为0.75 kg?m-3。综上,在秸秆还田和保证产量的前提下,间歇灌溉和控灌I处理最佳。本研究为东北地区水稻秸秆还田下水分管理,提高水资源利用效率,促进水稻生产可持续发展提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 970-977. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0970
为构建并不断优化青藏高原青稞株高、穗粒数、千粒重等产量性状因子与赖氨酸、β-葡聚糖等品质性状因子的数学模型,揭示高原青稞产量性状因子与品质性状因子之间内在联系,本研究利用偏最小二乘回归(PLSR)法,对从青藏高原不同的生态种植区采收的83份青稞的产量性状和品质性状进行数学模型优化研究。结果表明,产量性状和品质性状PLS(考虑互作项)模型精度最高。影响赖氨酸的产量性状因子依次为穗长>小穗密度>千粒重>株高>穗粒数;影响淀粉的产量性状因子依次为穗长>小穗密度>穗粒数>穗长和小穗密度互作>株高>穗长和千粒重互作;影响β-葡聚糖的产量性状因子依次为小穗密度>穗长>株高>千粒重>穗长和小穗密度互作;影响蛋白质的产量性状因子依次为小穗密度>千粒重>穗粒数>穗长>株高。其中,穗长、小穗密度、千粒重等产量性状因子对高原青稞赖氨酸、β-葡聚糖等品质性状影响较大,但正负不一。综上,高原青稞品质性状是各产量性状因子综合作用的结果。本研究为指导高原青稞优质高产育种和栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 978-985. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0978为探究不同植物学类型花生资源对草甘膦的耐受性差异,本研究以54份花生资源为试验材料,对6个植物学类型花生资源进行了分析。结果表明,草甘膦的最适剂量为2.0 kg·a.i·hm-2,且不同植物学类型的花生资源对草甘膦的耐受性表现不同。普通型花生对草甘膦的耐性最强,受害指数为67.14,其次为多粒型、珍珠豆型和龙生型,受害指数分别为71.43、82.00和82.86,赤道型和秘鲁型对草甘膦的耐性最弱,受害指数均达86.67。筛选出的耐性资源、敏感资源生理指标测定结果表明,处理后7 d时,敏感资源的莽草酸积累量均高于耐性资源,分别在145.15~162.32 μg·g-1和76.81~104.33 μg·g-1之间;耐性资源的叶绿素含量均高于敏感资源,分别在34.92~43.99 SPAD和24.76~26.85 SPAD之间;在超氧化物歧化酶(SOD)水平上耐性资源、敏感资源间差异不显著。本研究为耐草甘膦花生育种提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 986-992. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0986为培育耐草甘膦水稻新品种,本研究以5份辐射和化学诱变育成的耐草甘膦水稻种质为试验材料,进行草甘膦耐性浓度筛选和抗性生理指标测定。结果表明,通过对5份耐草甘膦水稻种质喷施不同浓度(1、2、3和4 g·L-1)的草甘膦,发现喷施4 g·L-1草甘膦可使敏感材料P1003全部死亡,能较好地区分草甘膦耐性和敏感材料;CA21是其中草甘膦耐性最强的水稻种质;随着草甘膦浓度的增加,CA21的莽草酸含量呈下降趋势,丙二醛(MDA)和叶绿素含量则无显著变化,但谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性显著增加;随着3 g·L-1草甘膦处理时间的延长,CA21的莽草酸含量无明显变化,MDA和叶绿素含量均呈下降趋势,GSTs活性显著增加。而敏感材料P1003,无论是随着草甘膦浓度的增加,或是随着3 g·L-1草甘膦处理时间的延长,其莽草酸和MDA含量均明显增加,叶绿素含量明显下降,GSTs活性则无明显变化。综上,CA21具有耐草甘膦的生理特性,可用于草甘膦耐性分子机制或育种方面的研究。本研究为进一步解析水稻耐草甘膦的分子机理及耐草甘膦水稻育种提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 993-1002. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0993为筛选土壤重金属复合污染环境下低积累重金属蔬菜的预防品种,提高叶菜类蔬菜质量与安全,本研究采用盆栽试验,比较了Cd/Cr复合胁迫下17个蔬菜品种对重金属Cd和Cr的积累与转运的差异。结果表明,Cd/Cr复合胁迫下,17个蔬菜品种地上部茎叶中Cd和Cr含量差异显著,其含量均值分别为0.645±0.212 mg·kg FW-1和0.222±0.092 mg·kg FW-1,变异系数(CV)分别为32.87%和41.44%;Cd和Cr的转运系数(TF)均值分别为1.031±0.157和0.102±0.028,与对照相比分别增加41.43%和下降37.80%;地上部Cd积累是造成不同蔬菜品种植株生物量下降和耐性差异的主要因子;Cd/Cr复合胁迫下,不同蔬菜品种茎叶中Cd、Cr含量和转运系数的变化与对照相应品种间的变化均呈显著或极显著正相关,表明不同蔬菜品种重金属积累与转运具有遗传稳定性;聚类分析表明,17个蔬菜品种地上部Cd、Cr含量和转运系数由低到高分为4个类群,其中华绿二号(HL2)品种同时具有最低的Cd、Cr积累和转运能力,可推荐其作为Cd/Cr中轻度复合污染土壤环境下的重金属污染预防品种(Cd+Cr-PSC)。本研究为叶菜类蔬菜低积累品种选育及解决中、轻度复合污染土壤的可持续利用和食品安全提供了有效途径。
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核农学报. 2018, 32(5): 1003-1008. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.1003为了探究不同施肥条件对谷子类胡萝卜素含量的影响及筛选谷子高类胡萝卜素含量的施肥种植条件,运用L16(45)正交试验,以16种不同氮、磷、钾施肥配比作为长农35号谷子的施肥种植条件,测定各施肥条件下谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量,并对其进行分析。结果表明,不同施肥条件对谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量均有显著影响,最佳施肥条件为尿素485 g、重过磷酸钙0 g、硫酸钾300 g,此条件下谷子的β-胡萝卜素和叶黄素总含量最高。通过方差分析和偏相关分析得到氮、磷、钾肥对谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量的影响大小依次为氮肥>钾肥>磷肥。本研究为培育高类胡萝卜素含量谷子所需的施肥条件提供了理论依据和现实基础。
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核农学报. 2018, 32(5): 1009-1015. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.1009为从农田杂草中筛选出镉超富集植物用于镉污染农田的修复,本研究以无瓣蔊菜为试验材料,通过模拟不同浓度镉胁迫条件,探究不同镉浓度处理对无瓣蔊菜生长量、光合色素含量以及镉富集特性的影响,揭示无瓣蔊菜对镉污染土壤的修复能力。结果表明,随着土壤镉浓度的增加,无瓣蔊菜的生长受到抑制但无毒害症状,当土壤镉浓度≤75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜的叶绿素含量有所降低,但与对照间无显著性差异;当土壤镉浓度达到75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜地上部分镉含量为112.77 mg·kg-1,根系镉含量为69.87 mg·kg-1,且植株根系和地上部分对镉的富集系数(BCF)和转运系数(TF)均大于1,说明无瓣蔊菜是一种镉富集植物。转运量系数(TAF)以及镉积累量与土壤镉浓度的回归分析表明,镉在无瓣蔊菜中的分布规律为地上部分>根系。当土壤镉浓度≤50 mg·kg-1时,镉元素从根系到地上部分的转运能力增强,有利于无瓣蔊菜富集镉。综上所述,无瓣蔊菜对镉有很强的耐性,可吸收土壤中的镉,并转运积累到地上部分,收获后将其迁移出土壤,以达到修复镉污染的目的。无瓣蔊菜适用于镉污染浓度在75 mg·kg-1以内的农田修复。本研究为筛选优良超镉富集植物材料提供了相关的科学依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 1016-1022. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.1016为探究宁南地区保水剂对马铃薯关键生育期水分利用及作物产量的影响,本研究采用沃特和微生物保水剂,以不施保水剂处理为对照,研究2种保水剂不同用量(30、60、90 kg·hm-2)对土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响并对经济效益进行分析。结果表明,在作物主要生育期,微生物保水剂可改善马铃薯生育前期耕层土壤水分含量,促进马铃薯的生长,而沃特保水剂的施用可提高马铃薯中后期深层土壤水分含量,其作物地上部生物量显著高于不施保水剂处理。与对照相比,沃特保水剂施用90 kg·hm-2时马铃薯增产效果最佳,其水分利用效率最高,分别较对照提高44.1%和75.8%,微生物保水剂60 kg·hm-2次之;施用沃特保水剂60 kg·hm-2的商品薯率最高(87.3%),微生物保水剂60 kg·hm-2次之。结合经济效益分析发现,在宁南旱地马铃薯生产中,推荐施用沃特保水剂30~60 kg·hm-2能显著提高马铃薯的经济效益。本研究为保水剂在旱作区的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(5): 1023-1030. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.1023为探究吉林省不同地区水稻产量和施肥效果差异,本研究以吉林省水稻主流品种为试验材料,采用2005-2013年吉林省测土配方施肥田间试验数据,研究不施肥(N0P0K0)、不施氮只施磷钾肥(N0PK)和均衡施用氮磷钾肥(NPK)3个处理对吉林省各州市水稻产量、增产量及肥料利用率的影响。结果表明,吉林省各市州不施肥时水稻产量可达4.0~7.8 t·hm-2,在仅施磷钾肥和均衡施肥后增产效果差异显著,增产率分别为10.3%~30.4%(除辽源市外)和35.4%~109.0%,且施肥在长春市、吉林市增产效果明显,均衡施肥对通化市和延边朝鲜族自治州水稻产量提升影响较大。吉林省氮肥利用率在16.4%~32.7%之间,以吉林市、四平市最高;氮肥偏生产力在52.5~76 kg·kg-1之间,以松原市为最高。根据吉林省各市州的土壤基础理化性质、产量及肥料利用率将吉林省水稻划分为西部、中部和东部三大施肥区。综上,均衡施肥是提高水稻产量的最佳施肥方式,同时根据各区域之间的基础地力、产量和肥料利用率差异建立施肥分区,在此基础上制定并优化施肥用量,是实现精确施肥,提高产量和肥效的有效途径。本研究为吉林省不同地区水稻高产和肥料高效管理提供了理论依据和实践指导。
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核农学报. 2018, 32(5): 1031-1039. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.1031为改善茭田生态环境,进一步完善茭白田间种养结合模式的技术和理论体系,本研究通过在茭白-中华鳖种养结合模式中引入活体饵料,筛选优化茭田套养中华鳖的多级种养结合模式。结果表明,中华鳖对活体饵料的取食偏好性差异明显,中华鳖对泥鳅和白条鱼的取食量较高(每天平均取食量分别为5.0 g和5.6 g),少量取食克氏螯虾(2.0 g)和螺蛳(0.4 g);组合饲喂时中华鳖对各饵料的取食总量高于单一饲喂,中华鳖个体生长率较好,表明活体饵料组合饲喂有利于中华鳖的生长发育。茭白-中华鳖多级种养田间调查发现,多级种养组合茭白田间虫害有所减少,捕食性昆虫数量增加;茭白-中华鳖-白条鱼组合的茭白经济性状表现较好,其中净茭率为69.5%,显著高于其他试验组合;而茭白-中华鳖-白条鱼-螺蛳模式更有利于中华鳖体重和甲背增长,说明多级种养结合有助于提高茭白经济性状和中华鳖产量;此外,多级种养结合中的茭白与中华鳖品质检测均达到国家绿色食品标准。本研究为构建茭白田套养中华鳖的多级种养结合模式,实现田间茭白与中华鳖的绿色高效安全生产提供了理论依据。
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