2018年, 第32卷, 第11期 刊出日期：2018-11-10
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核农学报. 2018, 32(11): 2081-2087. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2081为建立基因枪法介导的辣椒遗传转化体系,以小孢子胚胎发生率较高的辣椒品种L5的花药为受体,利用基因枪法将绿色荧光蛋白(GFP)基因导入L5花药小孢子中,并进行花药培养诱导小孢子胚胎发生,探讨基因枪法转化辣椒花药小孢子的适宜参数。结果表明,辣椒小孢子处于单核靠边期的花药在9℃下暗培养4 d时为最佳受体;CaMV35S启动子能启动GFP基因在辣椒花药培养的小孢子胚胎中表达;基因枪各轰击参数对小孢子胚胎发生有显著影响(P<0.05),随着基因枪轰击次数和轰击压力的增加以及轰击距离的减小,小孢子胚胎发生数量逐渐减少;最适的轰击参数为基因枪轰击2次、轰击压力1 350 psi和轰击距离9 cm,此时获得的转化胚胎数量最多;在最适的轰击参数下辣椒花药小孢子的平均转化效率为4.2%;体式荧光显微镜下共检测到14个转化胚胎。本研究结果为进一步建立基因枪介导的辣椒花药稳定遗传转化体系提供了一定的理论基础和技术支撑。
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核农学报. 2018, 32(11): 2088-2097. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2088糖基转移酶(UGT)是专门催化化合物糖基化反应的酶,能够有效提高类黄酮苷元化学稳定性并增加其水溶解度。为探究茶树中类黄酮糖基转移酶基因的功能,本研究以红叶2号紫芽茶品系紫色芽叶为材料,通过RACE技术,克隆了1个UGT基因。结果表明,UGT基因cDNA全长1 701 bp,包含一条大小为 1 362 bp的CDS,编码454个氨基酸。该基因编码的蛋白与多个物种的类黄酮3-ο-半乳糖基转移酶(F3GalT)蛋白高度同源,且在其序列C端发现一段PSPG box特征序列,因此被命名为CsF3GalT。RT-qPCR结果表明,CsF3GalT基因在紫芽品种的表达水平均极显著高于绿芽品种,在同一紫芽品种紫叶中的表达水平也显著高于绿叶。对CsF3GalT基因构建原核表达载体,体外酶活试验表明CsF3GalT能够催化UDP-半乳糖与杨梅酮形成杨梅酮-3-ο-半乳糖,而不能催化UDP-葡萄糖和杨梅酮反应。CsF3GalT表达产物定位于细胞质、细胞膜和细胞核中。本研究为进一步阐明茶树UGTs的功能及其在花青素合成途径中的作用奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2018, 32(11): 2098-2106. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2098为探索三角褐指藻岩藻黄素的生物合成与crtiso基因表达调控的关系,本研究通过转录组测序获得了三角褐指藻crtiso基因cDNA全长序列,并研究了乙酰水杨酸(ASA)、花生四烯酸(AA)、甲基茉莉酸(MeJA)和硫酸铈铵(ACS)4种诱导子不同浓度处理对三角褐指藻crtiso基因表达的影响。结果表明,三角褐指藻crtiso cDNA全长2 116 bp,开放阅读框(ORF)1 902 bp,编码635个氨基酸。crtiso蛋白为亲水性不稳定蛋白,相对分子质量67 803.00 Mr,理论等电点7.14,蛋白质二级结构中的主要构成元件是α螺旋、β折叠和无规则卷曲,并存在保守区域和结构域。系统进化树分析表明,三角褐指藻crtiso蛋白与海虹束毛藻亲缘关系较近。诱导子表达结果表明,ASA、AA、MeJA和ACS均能显著提高三角褐指藻crtiso基因的表达水平,当ASA、AA、MeJA和ACS质量浓度分别为10 mg·L-1、0.1 mg·L-1、50 μmol·L-1和0.2 mg·L-1时,三角褐指藻crtiso基因表达量最高。相关性分析表明,三角褐指藻crtiso基因表达量与岩藻黄素含量呈线性关系,表明三角褐指藻岩藻黄素的生物合成是通过调控crtiso基因的表达来实现的,本试验结果为进一步研究岩藻黄素的合成代谢提供了重要的依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2107-2118. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2107转基因水稻中外源基因的转入可能会形成新的代谢产物,造成农艺性状的改变等,这些均不利于农业生产的非预期效应。为探究转基因水稻是否存在非预期效应,本研究以江西农业大学选育的4个转Bt基因恢复系为试验材料,通过反向PCR扩增侧翼序列并比对,用216对SSR引物对供试材料进行全基因组背景分析,再以Real-time PCR检测外源基因插入位点上下游100 kb内所有基因表达差异,并对光合色素含量及9个主要农艺性状进行显著性分析。结果表明,cry1C侧翼序列片段大小为1 276 bp,定位在水稻第11号染色体上,cry2A侧翼序列片段大小为948 bp,定位在水稻第12号染色体上;昌恢121T、昌恢891T、昌恢T025T、R205选T的遗传背景回复率分别为95.60%、88.43%、93.52%、94.44%;基因表达分析显示试验组和对照组在cry1C、cry2A插入位置上下游100 kb内所有侧翼基因的表达水平均无显著性差异;进一步调查发现,试验组和对照组的光合色素含量及9个农艺性状无显著性差异。综上,cry1C和cry2A插入水稻基因组没有改变侧翼100 kb内基因表达水平,且4个转基因水稻并未产生非预期效应。本研究结果为探究转基因水稻的非预期效应评价提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2018, 32(11): 2119-2125. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2119为探究分子标记BE10对甘蓝型油菜显性核不育系选育中的作用,本研究以甘蓝型油菜核不育系为材料,利用分子标记BE10,检测甘蓝型油菜显性核不育系的自交分离群体和纯合型不育株,并通过田间育性观察,验证分子标记BE10辅助选择的可靠性。结果表明,基因型为MS5aMS5b的可育株自交,其后代的育性表现为3∶1(可育∶不育),基因型分离结果为1MS5aMS5a:2MS5aMS5b:1MS5bMS5b。选取可育株自交,三分之二的单株后代分离比例与上一世代相同,三分之一的单株后代群体因携带纯合型的MS5a而表现为100%可育。利用分子标记BE10的辅助选择,不仅能鉴定出后代群体是否有MS5b不育基因,提高不育系的选育效率,还能从育性表现为3∶1(可育∶不育)的自交系中筛选出纯合型不育株;结合无性繁殖技术,用纯合型不育株的无性系与临保系生产全不育系,可有效提高全不育系的纯度,为杂交种选育和杂交种子生产提供了新思路和新途径。
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核农学报. 2018, 32(11): 2126-2134. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2126为鉴定我国樱属植物的系统发育关系,本研究以30种典型樱属植物为试验材料,利用核基因ITS和4个叶绿体间隔序列[petA-psbJ、trnH-psbA、rpl32-trnL(UAG)和trnL-trnF]进行测序,采用MEGA 6软件对5个序列特点进行分析,并构建系统发育树。结果表明,5个序列的DNA片段长度多态性和单核苷酸多态性较高,其中ITS和rpl32-trnL(UAG)变异程度最大,可作为樱属植物核心条形码序列,其他序列可作为辅助序列;通过5个序列的组合序列构建的系统发育树,可相对准确地反映樱属植物间的系统发育关系。本研究结果为进一步探究樱属植物的起源、系统发育关系、物种鉴定及资源保护提供了一定的参考依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2135-2146. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2135为研究低温胁迫处理后,草莓逆境相关基因的表达及生理指标的变化,并对转RdreB1BI草莓进行抗性评价,本研究以已经通过分子鉴定的红颜草莓转RdreB1BI基因株系为试验材料,分析了零上冷害(4、2和0℃)、零下冻害(-2、-4和-6℃)以及常温(25℃),共7个温度梯度处理下草莓叶片丙二醛(MDA)含量、渗透调节物含量(可溶性糖、可溶性蛋白)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性,并采用RT-qPCR法分析了在常温、-2℃和-4℃处理下草莓叶片外源RdreB1BI基因及内源逆境相关基因的表达情况。结果表明,株系7、株系8和株系10叶片在-4℃和-6℃处理无明显黄叶褐化现象,叶片SOD活性显著高于对照、株系1和株系9;株系10在-4℃和-6℃处理下叶片可溶性糖含量显著高于对照、株系1和株系7;-6℃处理下株系8叶片CAT活性保持较高水平。在-4℃处理下,ZAT10在株系7和株系8中的表达量显著高于株系1、株系9、株系10和对照,NAC在株系8和株系10中的表达量显著高于株系1、株系7、株系9和对照,表明转基因株系中,株系7、株系8和株系10具有较强的抗寒性。此外,在-4℃处理下,转RdreB1BI草莓中IDD4、PP2C25、HSFC1a及MYBR等转录因子的表达量显著高于对照,能协同RdreB1BI基因参与逆境胁迫响应,提高保护酶活性及渗透调节物质的含量,调控草莓对低温的耐性。外源RdreB1BI基因转入后能明显提高草莓的抗寒性。本研究结果为红颜草莓低温调控机理、北移栽培及抗性育种研究提供了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(11): 2147-2154. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2147为研究不同浓度壳聚糖浸泡对黑豆芽生长及品质的影响,测定经浸泡处理的黑豆芽的下胚轴长和鲜重,并利用分光光度法、高效液相色谱法分析其生物活性物质含量。结果表明,壳聚糖浸泡处理可增加黑豆芽下胚轴长度和鲜重,并影响其生物活性物质含量。当壳聚糖浓度为0.1%、0.4%和0.8%时,壳聚糖对黑豆芽的生长促进效果较为明显(P<0.05)。与对照组相比,黑豆芽发芽第3天时,0.4%壳聚糖处理组的豆芽下胚轴长、鲜重增加显著;黑豆芽中总抗坏血酸含量增加幅度和植酸含量降低幅度最大,且γ-氨基丁酸含量增加幅度较大,其含量分别为63.45、5.08、8.95 mg·g-1。本研究结果为利用壳聚糖生产低成本的功能性食品提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2155-2161. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2155为探讨葡萄品种间贮藏特性差异,采用质地多面分析和整果穿刺法对6个葡萄品种(红玛斯卡特、亚历山大、夏黑、红地球、金手指、红宝石无核)的质地参数进行测定分析。结果表明,葡萄不同品种间质地差异显著,夏黑果肉硬度、咀嚼性最大,果肉弹性、内聚性、回复性和果皮韧性均最小;亚历山大果皮强度和果皮韧性均最大;红玛斯卡特果肉内聚性和回复性最大。贮藏过程中葡萄果肉硬度、咀嚼性、弹性、内聚性、回复性和果皮强度逐渐下降,而果皮韧性则呈上升趋势。贮藏14 d时,夏黑果肉硬度、内聚性、咀嚼性和果皮韧性降幅显著大于其他品种;贮藏35 d 时,红玛斯卡特果肉弹性、内聚性、咀嚼性、果皮强度、果皮韧性均变幅较小,金手指果肉硬度、咀嚼性、果皮强度变幅较大。综合分析认为,6个葡萄品种中夏黑可短期贮藏,红玛斯卡特更耐贮藏,金手指较不耐贮藏,其他3个品种贮藏特性居中。本研究通过比较6个葡萄品种贮藏过程中质地参数变化差异,为葡萄品种筛选及新品种选育提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2162-2169. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2162为了解陇薯系列马铃薯块茎的主要营养品质状况,对甘肃省农业科学院马铃薯研究所自主选育的14个品种(系)马铃薯块茎的干物质、淀粉、还原糖、维生素C和粗蛋白含量等主要品质性状和钾、钙、铁、锌、硒等矿质元素含量进行了测定和相关性分析,并利用隶属函数法对各品种(系)主要营养品质进行了综合评价。结果表明,马铃薯块茎主要品质性状和矿质元素含量在品种间差异较大,品质性状中还原糖含量的变异系数最大(101.30%),干物质含量变异系数最小(11.64%);矿质元素中硒含量的变异系数最大(29.78%),钾含量变异系数最小(7.62%)。马铃薯块茎中干物质含量与淀粉含量、粗蛋白含量与干物质含量和淀粉含量均呈极显著正相关,维生素C含量与还原糖含量呈显著正相关,粗蛋白含量与还原糖含量和维生素C含量分别呈极显著和显著负相关,其他品质性状间的相关性均未达到显著水平;钾含量与淀粉含量呈极显著正相关,钾含量与干物质含量、钙含量与粗蛋白含量呈显著正相关,其他矿质元素与品质性状间的相关性均未达到显著水平。利用隶属函数法,将参试的14个马铃薯品种(系)的营养品质从优到劣进行排序,依次为陇薯8号>陇薯14号>LY08104-12>LZ111> 陇薯9号>陇薯7号>陇薯12号>陇薯10号>陇薯3号>陇薯6号>陇薯11号>LK99>陇薯13号>陇薯5号。本研究不仅为合理应用陇薯系列马铃薯品种提供了科学依据,也为选育不同用途马铃薯新品种提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2018, 32(11): 2170-2177. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2170为明确地方品种在马铃薯微营养育种中的利用价值,本研究以46份马铃薯为试验材料,对比分析栽培品种和地方品种之间9种矿质元素(K、P、Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu)含量的差异。结果表明,马铃薯各矿质元素的平均含量由高到低依次为K>P>Mg>Ca>Fe>Na>Zn>Mn>Cu,且各元素在栽培品种和地方品种内均存在较广的遗传多样性。栽培品种的K、P、Zn平均含量显著高于地方品种,而Na含量显著低于地方品种。相关性分析结果表明,栽培品种和地方品种马铃薯中K含量与P含量均呈极显著正相关(P<0.01),Zn含量、Mg含量与Mn含量呈显著正相关(P<0.05)。聚类分析结果显示,试验用马铃薯可分为3类,每一类中既有栽培品种,又有地方品种,说明地方品种在马铃薯矿质元素微营养育种改良中的利用价值不大。本研究结果为地方品种在矿质元素微营养育种中的利用价值方面提供了一定的参考。
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核农学报. 2018, 32(11): 2178-2186. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2178为探讨摘叶对烟台产区赤霞珠葡萄及所酿葡萄酒主要品质的影响,本试验以山东蓬莱的6年生赤霞珠葡萄为试验材料,在转色期(花后70 d)及采收期前10 d(花后143 d)进行半摘叶和全摘叶处理,研究不同时期和摘叶方式对赤霞珠葡萄的理化指标、品质指标的影响。结果表明,在不同发育时期摘叶处理都能够有效地提高葡萄果实的成熟度及其葡萄酒的综合品质。其中,花后70 d全部摘叶处理对糖、滴定酸以及pH值的提高效果明显;转色期半摘叶和全摘叶处理后葡萄果实中总酚和单宁含量分别提高了17.96%和50.25%,所对应的葡萄酒中总酚和单宁含量也分别提高了40.18%和54.13%;此外,摘叶处理对赤霞珠葡萄及所酿葡萄酒中香气物质的骨架影响不大,但对香气成分的含量影响较大,转色期半摘叶处理使呈现果香的香气物质含量提高明显;转色期全摘叶处理使葡萄酒中色度提高效果最明显,达到了16.48%;4种摘叶处理均使葡萄酒色调降低,使得葡萄酒颜色呈现淡紫色。本研究对酿酒葡萄赤霞珠在田间管理和提高葡萄酒质量方面提供了理论依据及技术支持。
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核农学报. 2018, 32(11): 2187-2194. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2187为了筛选出多糖产量高且所产多糖对多种癌细胞增殖抑制效果好的菌种,以纳豆菌作为发酵菌种,根据纳豆菌产淀粉酶和纳豆激酶的特性,从7种纳豆产品中分离出7种不同的纳豆芽孢杆菌,以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为发酵底物分别进行液态发酵,采用水提法将粗多糖(RPP)从菲律宾蛤仔发酵产物中提取出来,并应用硫酸苯酚法测定RPP含量,筛选一株RPP含量最高且对肿瘤细胞抑制率较高的菌株。结果表明,采用筛选出的菌种BN-G发酵蛤仔,经优化后,在发酵温度37℃,发酵时间48 h,料液比1∶3(w/v),接种量5%条件下菲律宾蛤仔粗多糖得率为24.06%,且提取的RPP对HepG2细胞、A-549细胞均表现出较强的抑制作用。本研究结果为纳豆菌发酵海洋贝类制备抗肿瘤功能食品的研究提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2195-2207. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2195为提高美乐低醇桃红葡萄酒中挥发性香气化合物的含量,选用2株非酿酒酵母Mstschnikowia pulcherrima和Pure Torulaspora delbrueckii分别与酿酒酵母混菌发酵,采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术测定不同发酵阶段葡萄酒样的香气化合物。结果表明,与PL-Sc相比,Met-Sc组中挥发性香气化合物的含量较高,尤其是酯类、高级醇和萜烯类。通过微酿试验验证了混菌发酵后Met-Sc组的香气品质,此外该组酒样的花香、果香和香气浓郁度评分明显高于对照组,且具有强烈花香、果香的同时其酒体香气复杂性和层次感有所增强。综合分析,Mstschnikowia pulcherrima-S. cerevisia(ES488)混菌发酵可明显提高了美乐低醇桃红葡萄酒香气品质,这为生产高品质低醇葡萄酒提供了技术支持。
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核农学报. 2018, 32(11): 2208-2215. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2208为了优选杏鲍菇秋葵咀嚼片的最佳工艺条件,采用粉末直接压片法加工杏鲍菇秋葵咀嚼片,以杏鲍菇粗多糖、杏鲍菇超细粉、黄秋葵超细粉为原料,选取片重差异、崩解时限、硬度及脆碎度的综合评定值为评价指标,利用单因素试验研究充填压力、充填深度、转台速度和原料粒度对产品质量的影响,并通过响应面优化法确定最佳工艺条件。结果表明,杏鲍菇秋葵咀嚼片的最佳工艺条件为:充填压力20 kN、充填深度12 mm、转台速度20 r·min-1、原料粒度260目。本研究结果为进一步综合利用杏鲍菇及黄秋葵资源提供了科学理论依据,促进了我国片剂产业的工艺创新。
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核农学报. 2018, 32(11): 2216-2224. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2216为探究提早化控对高产花生个体发育和群体结构影响的生理基础,以花育22号为试验材料,设置清水(CK)和喷施多效唑(PBZ)处理,其中PBZ处理包括PBZ-1(主茎高25 cm喷施多效唑)、PBZ-2(主茎高30 cm喷施多效唑)、PBZ-3(主茎高35 cm喷施多效唑)3个处理,研究不同时期化控对高产花生植株性状、叶片生理特性、内源激素含量及荚果产量和籽仁品质的影响。结果表明,PBZ处理通过抑制赤霉素(GA)和生长素(IAA)的合成显著降低了主茎高、侧枝长、主茎节数和主茎绿叶数;通过促进玉米素核苷(ZR)的合成使分枝数显著增加,表现为化控时间越早效果越显著,其中PBZ-1和PBZ-2处理在饱果期GA含量分别较CK降低30.60%和26.45%,IAA含量分别降低17.29%和14.98%,ZR含量分别增加18.10%和10.14%。PBZ-1和PBZ-2处理显著提高了叶片脱落酸(ABA)含量,显著降低了GA/ABA和IAA/ABA值及成熟期ZR/ABA值,进而导致叶片叶绿素含量显著增加,SOD、POD和CAT活性显著提高,PBZ-1处理使叶绿素含量、SOD和POD活性分别提高23.69%、36.80%和44.88%,PBZ-2处理分别提高19.28%、28.70%和34.26%,促进了光合产物向荚果的转运与积累。PBZ-1和PBZ-2处理显著增加了单株结果数,从而使单位面积荚果产量显著增加,2个试验点PBZ-1处理平均较CK增产17.94%,PBZ-2处理平均增产12.74%。PBZ处理均降低了籽仁蛋白质、总氨基酸含量和亚油酸相对含量,显著提高了脂肪含量、油酸相对含量和O/L值,且均表现为化控时间越早差异越显著。综上,以油用为主的高产花生在保证足够的营养器官建成的前提下,化控时间越早其增产效果越显著,品质也最优。本研究结果为花生高产、优产提供了理论与技术支撑。
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核农学报. 2018, 32(11): 2225-2231. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2225
为探究重度干旱胁迫下草甘膦对转基因大豆幼苗生理特性及光系统Ⅱ(PSⅡ)蛋白表达的影响,以转基因大豆GTS 40-3-2为试验材料,采用盆栽试验,在GTS 40-3-2幼苗第三复叶期进行重度干旱胁迫和喷施不同浓度草甘膦的处理。生理指标检测结果表明,重度干旱胁迫条件下,大豆叶片相对电导率(EL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均高于对照,其中EL、POD活性与对照差异显著;相对含水量(RWC)、叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)活性均低于对照,其中RWC、CAT活性与对照差异显著。重度干旱及草甘膦双重胁迫条件下,EL、SOD、POD活性均高于对照,且随着草甘膦浓度的升高而升高;叶绿素含量低于对照,且随着草甘膦浓度升高而降低;RWC、CAT活性不受草甘膦浓度影响。Western blot杂交试验结果表明,PSⅡ蛋白Lhcb2稳定表达,不受胁迫条件影响。重度干旱胁迫条件下,与对照相比,Lhcb1表达量无明显变化;D1、D2、Lhcb4表达量均出现不同程度的降低。重度干旱及草甘膦双重胁迫条件下,D1、D2、Lhcb1、Lhcb4表达量均随着草甘膦浓度上升呈下降趋势,草甘膦浓度为0.92和1.84 kg·ai·hm-2时,D1、D2、Lhcb4表达量均略高于重度干旱胁迫;草甘膦浓度为3.68和7.36 kg·ai·hm-2时,D1、D2、Lhcb1、Lhcb4表达量急剧下降。本研究结果为转基因大豆生产提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2232-2239. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2232为探究赤霉素与钾肥互作对烤烟烟叶生理及上部叶化学成分的影响,本研究以云烟87为试验材料,于打顶当天叶面喷施赤霉素(GA3)并根部追施钾肥,分析不同配比用量的赤霉素与钾肥互作对烤烟上部叶叶面积、烟叶抗氧化酶活性、碳氮代谢酶活性及上部叶化学成分的影响。结果表明,赤霉素与钾肥互作可显著促进上部叶片的开片,与钾肥相比,赤霉素作用效果更为明显。赤霉素与钾肥互作处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随着生育期延长变化基本一致均显著高于CK,表明两者互作有效增强了烟叶抗逆和抗衰老能力,促进了烟叶生长和成熟。赤霉素与钾肥互作下烟叶碳氮代谢酶活性始终高于CK,且在不同时期酶活变化一致,说明两者交互处理能增强烟株的碳氮代谢强度,有利于烟叶内在品质生成。赤霉素与钾肥互作能够不同程度地提高烟叶钾含量、钾氯比,降低烟碱和氯含量,协调各化学成分,改善烟叶品质。与较低水平的赤霉素与钾肥互作处理相比,较高水平的互作处理对烟叶抗氧化酶活性及品质的影响更为明显,其中以20 mg·kg-1 GA3+10 kg K2SO4·666.7m-2处理对叶片开片、抗氧化酶和碳氮代谢酶活性的提高及烟叶品质的改善效果最好。本研究为优质烤烟上部叶生产及其调控工作提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2240-2247. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2240为探究梨园土壤有机碳和土壤呼吸对不同树龄的响应以及土壤碳循环的生态效益,通过测定豫东地区宁陵万亩梨园中6个树龄(3、5、10、22、53、89 a)梨园的土壤pH值、土壤呼吸速率、各土层(0~20、20~40、40~60 cm)土壤有机碳和各龄梨园土壤碳通量,分析梨园生态系统土壤有机碳储量的变化规律及其影响因素。结果表明,豫东地区梨园土壤有机碳含量随着树龄增加整体呈下降趋势,其中幼龄梨园(3、5 a)较壮龄梨园(10、22 a)和老龄梨园(53、89 a)分别高22.2%~37.8%和48.4%~75.4%;同一树龄土壤有机碳含量随着土层深度的增加逐渐降低,各龄梨园0~20、20~40、40~60 cm土层平均含量分别为8.10、5.92和4.44 g·kg-1;土壤有机碳总含量和密度均随着树龄的增加逐渐降低,其中3 a梨园各土层土壤有机碳平均含量和土壤有机碳总密度分别为4.55 g·kg-1和3.86 kg·m-2,分别较其他各龄梨园高12.9%~75.4%和8.4%~57.6%;土壤pH值随着树龄的增加而降低,同一树龄梨园不同土层的土壤pH值普遍表现为上层土壤高于下层,且均呈弱碱性;各树龄梨园的土壤呼吸均呈单峰曲线变化趋势,具有明显的季节特征。相关性分析结果表明,土壤表面CO2通量随着树龄的增加而降低,在736.65~1 055.98 g·m-2·a-1范围波动,且与土壤有机碳密度呈显著正相关。在梨园生态系统中,土壤呼吸速率变化季节特征明显。随着树龄的增加,土壤容重增加,土壤孔隙度降低。土壤表面CO2年通量与土壤有机碳密度呈显著正相关,其中与0~60 cm土层平均土壤有机碳密度相关性最强;土壤有机碳总含量和密度均随着树龄的增加而降低。综上,应加大老龄梨园的有机营养供给,并适当更新老龄梨园。本研究为评估梨园生态系统的土壤碳汇功能和科学管理提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2248-2257. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2248为探究适宜当归育苗的熟地土壤资源,本研究在当归道地产区甘肃省岷县培育小麦、蒙古黄芪和马铃薯茬口基础上,通过盆栽试验研究3种作物根际土壤对当归种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明,小麦根际土壤水浸液对当归种子萌发出苗及幼苗生长均表现出低促高抑的浓度效应,而蒙古黄芪和马铃薯根际土壤水浸液均表现出抑制效应,其中蒙古黄芪抑制作用更强;当归幼苗的化感敏感部位为根部,可抑制当归幼苗根的加粗生长,但对幼苗根伸长生长的效应因作物不同而异,小麦根际土表现为低浓度促进效应,其余2种作物土均表现为抑制效应。0.2 g·mL-1小麦根际土壤水浸液条件下,当归幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性最高,过氧化氢酶(CAT)活性较低,且均显著高于蒙古黄芪和马铃薯根际土壤水平,幼苗氨基酸泄漏率维持在较低水平;根际土壤水提液浓度为0.8 g·mL-1时,3种作物根际土壤水浸液培育的当归幼苗CAT活性均较高,但氨基酸泄漏率较大。综上所述,低浓度小麦根际土壤水浸液在一定程度上可促进当归种子萌发出苗率,并奠定幼苗抗逆生化基础,岷县正茬小麦茬口是适宜当归熟地育苗的床土资源。本研究结果为制定合理的当归轮作倒茬制度提供了科学依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2258-2266. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2258为探究锌、硼和钼对瓦布贝母产量和总生物碱成分含量的影响及最适需肥量,采用三因素五水平二次正交旋转组合设计进行田间试验,结合室内分析,分别建立瓦布贝母增重率和总生物碱含量与锌(X1)、硼(X2)、钼(X3)施用量的数学函数模型。结果表明,所建立的回归方程均达到显著水平。通过数据模型选优,施用锌肥8.21~11.49 kg·hm-2、硼肥10.86~16.42 kg·hm-2、钼肥0.47~0.66 kg·hm-2时,瓦布贝母增重率大于113.75%;施用锌肥7.30~12.40 kg·hm-2、硼肥11.14~16.14 kg·hm-2、钼肥0.31~0.51 kg·hm-2时,总生物碱的含量大于0.43%。综上,在瓦布贝母生产中,应根据土壤肥力状况采用适宜的微肥配比。本研究结果为提高瓦布贝母产量和总生物碱含量提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2267-2273. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2267为探究胆汁酸对动物肠道菌群组成的影响,明确胆汁酸、肠道细菌与肠道功能间的关系,通过胆总管结扎,构建肠道内源胆汁酸缺乏的大鼠模型,模型大鼠灌服鹅去氧胆酸7 d后,取结肠组织,分别进行HE染色、ELISA和Western Blot杂交试验,观察肠道组织形态变化,探究鹅去氧胆酸对大鼠肠道炎症因子和NF-κBp50/p65表达水平的影响;利用高通量测序分析大鼠肠道菌群结构的变化,揭示鹅去氧胆酸影响肠道菌群结构和肠道功能的机制。结果表明,鹅去氧胆酸能够显著降低肠道中芽孢梭杆菌属、红椿菌属及丹毒菌属细菌的丰度,改变大鼠肠道菌群结构,下调p50、p65亚基的表达水平,抑制NF-κB信号通路,降低TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子的表达水平,有益于维持肠道正常功能。综上所述,胆汁酸可能通过改变肠道菌群结构,影响肠道功能。本试验为胆汁酸及肠道菌群的重要生理功能的研究提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2274-2280. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2274秸秆还田作为作物秸秆最有效的利用方式之一,可显著提高作物产量,促进资源循环利用和农业可持续发展。还田秸秆的快速腐解对改善土壤耕层质量,促进物质循环和培肥地力都有重要意义。本文概述了还田作物秸秆腐解及其养分释放特征;同时探讨了秸秆初始碳氮比、秸秆还田方式、土壤氮素供给、外施腐熟剂以及秸秆还田后的土壤环境等因素对秸秆腐解过程和秸秆养分释放特征的影响;最后对新的生产条件下如何更好地实现还田秸秆资源的高效利用提出展望,旨在为作物生产制定科学系统的秸秆还田方案、加速秸秆腐解及养分释放再利用提供理论依据。
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核农学报. 2018, 32(11): 2281-2287. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2281生物炭因具有制备原料来源广泛、比表面积大、孔隙发达、富含碳素、表面官能团丰富等特点而被广泛用于土壤改良、污染物去除、固碳减排等方面。近年来,研究发现将生物炭进行物理、化学或生物改性,会强化生物炭功能,有利于生物炭的高效利用。本文综述了生物炭及改性生物炭的制备,理化性质分析及其在土壤、水体、大气中的应用,并将改性前后生物炭进行比较,客观分析了目前生物炭应用所存在的实际问题,为生物炭及改性生物炭的制备、功能强化及拓展应用提供了一定的理论依据。
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