2019年, 第33卷, 第4期 刊出日期：2019-04-10
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核农学报. 2019, 33(4): 633-639. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0633为探究不同60Co-γ射线辐射剂量对荷兰鸢尾的诱变效应,以花深蓝色的荷兰鸢尾品种展翅种球为试验材料,分别进行0(CK)、3、5、7、10 Gy 5个剂量的辐射处理,并调查辐射后代的生长发育状况以及花色变异表现。结果表明,辐射处理对VM1的生长具有抑制作用,但经过2代的栽培后VM3生长指标恢复,变异特性稳定;受体的花色诱变效应和花色变化产生的方向与辐射剂量密切相关,7 Gy处理时,出现白色和紫色2种颜色;低剂量(3 Gy和5 Gy)处理下的花色更倾向于白色转变,而高剂量(10 Gy)处理下更偏向于紫色方向变化。经多代选育,在VM6中筛选到深蓝紫色、紫罗兰色和白色3个不同花色的变异新株系,表明60Co-γ辐射诱变可以作为荷兰鸢尾新品种培育的有效途径。本研究结果为荷兰鸢尾种球60Co-γ射线辐射诱变育种和选育观赏性状优良的新品种奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(4): 640-646. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0640为建立一套适合玉米单倍体胚性愈伤培养和快速筛选体系,以单倍体诱导系MT-1为父本,18-599红为母本进行单倍体诱导,设置暗培养、全光照培养和光暗周期培养3种光照培养方式,均分别培养0、1、5、10、20、40 h后,观察幼胚形态和颜色。结果表明,自交系18-599红的单倍体和二倍体幼胚均能正常诱导形成胚性愈伤组织;不同光照培养方式对紫色(二倍体)愈伤率的检出效果依次为光培养>光暗周期培养>暗培养。通过光照筛选的方法可在早期鉴定愈伤组织,其二倍体愈伤的筛选率在培养20 h时可达68%,40 h时为71%,剔除了大部分非单倍体愈伤,综合分析确定光照强度为2 000 lx、20℃处理20 h为最适光照筛选处理。染色体压片技术获得的拟单倍体愈伤中有二倍体愈伤的检出,但经流式细胞仪检出获得的拟单倍体愈伤再经染色体压片检测,无二倍体愈伤,表明流式细胞仪检测单倍体愈伤的准确性高于染色体压片技术。通过光照初步筛选结合流式细胞仪的精确鉴定,迅速从3 000个单倍体愈伤中获得110个单倍体愈伤,单倍体愈伤率3.67%。本研究结果为以玉米单倍体愈伤为转基因受体,快速获得转基因植株提供了一定的技术支撑和理论参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 647-652. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0647为获得木薯新品种四倍体种质资源,以木薯主栽品种南植199组培苗单芽茎段为试验材料,利用秋水仙素诱导同源四倍体,统计不同浓度秋水仙素对外植体成活率和诱导效果的影响,并对二倍体与同源四倍体进行形态学、解剖学和生理生化方面的比较。结果表明,外植体成活率随秋水仙素浓度升高而降低,0.05~0.10 g·L-1是秋水仙素诱导木薯同源四倍体的适宜浓度范围。本研究获得了10个同源四倍体株系和1个嵌合体株系。与二倍体木薯相比,四倍体木薯叶片增厚,叶型变宽,保卫细胞增大,叶绿素含量增加。本研究拓宽了木薯种质资源,并为诱导鉴定木薯四倍体提供了一套高效的技术方法。
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核农学报. 2019, 33(4): 653-663. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0653油菜素内酯(BRs)是一种促进植物茎秆伸长的甾类植物激素,CYP85A1基因参与了BRs合成中重要的催化反应步骤。为阐明CYP85A1基因在竹类植物节间伸长中的作用,本研究以20个竹类植物为试验材料,利用生物信息学分析了CYP85A1基因的特点,并利用实时荧光定量PCR技术分析了该基因在孝顺竹及其变种凤尾竹的不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明, 20个竹种中CYP85A1基因序列在DNA水平上的同源性为92.23%,cDNA序列的同源性为98.79%,氨基酸序列的同源性为97.86%;这些基因均含有9个外显子和8个内含子,编码465~480个氨基酸,蛋白分子量约为54 kDa,理论等电点均约为9.2。氨基酸序列中均含有细胞色素P450家族保守的血红素结合域、富含脯氨酸和氧的结构域及Glu-X-X-Arg结构域;CYP85A1基因孝顺竹和凤尾竹母竹的叶中表达量均最高,茎中次之,在根中的表达量最低。孝顺竹和凤尾竹幼竹中,该基因在顶部的表达量明显高于第2、第4、第5节间中的表达量;CYP85A1基因在快速伸长阶段的表达量明显高于生长缓慢时期,节间伸长速率越快该基因的表达量越高。综上,CYP85A1基因在竹类植物茎秆及节间伸长发育过程中具有促进作用。本研究结果为阐明CYP85A1在竹类植物中的生物学功能奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(4): 664-670. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0664为在分子水平阐明外源乙烯利、1-MCP和ABA处理对海沃德猕猴桃内源ABA合成代谢的影响,并揭示ABA调控果实后熟机理。本研究以海沃德猕猴桃果实为试验材料,利用外源乙烯利、1-MCP和ABA处理猕猴桃果实,分别运用高相液相色谱(HPLC)和RT-qPCR分析20℃贮存条件下对猕猴桃内源ABA合成、信号通路相关基因XanDH、PYR/PYL、PP2C、ABF的表达量影响。结果表明,乙烯利处理下PP2C和ABF基因表达量在DAH17~DAH58都显著低于对照组,XanDH和PYR/PYL在DAH17均显著高于对照组,而后迅速回落。在ABA处理下XanDH基因表达量呈先下降后上升再下降的趋势,在DAH17表达量最高。PP2C和PYR/PYL在DAH17经历高峰后逐渐回落至低水平,与对照组差异显著。ABF在采后前期有较高的表达量,经历峰值后急速回落,在后熟中后期表达水平较低。1-MCP处理下,在整个后熟阶段,XanDH的表达量均显著高于对照组,在DAH17达到最大值,随后逐渐降落。与对照组相比,PP2C基因表达量持续上升,ABF基因持续下调;PYR/PYL在DAH17表达量最高而后下调,但仍显著高于对照组。表明乙烯利、1-MCP、ABA处理对海沃德猕猴桃内源ABA合成、信号传导有较大影响,本试验结果为进一步探究外源乙烯利、1-MCP和ABA对猕猴桃果实采后衰老的调控作用及机理提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 671-679. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0671为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50.96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,bZIP家族基因下调;18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调;10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(4): 680-686. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0680球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一种广泛应用的生防菌株,效应子在其对寄主昆虫侵染过程中发挥着重要作用。为高通量地筛选球孢白僵菌的效应子,本研究根据球孢白僵菌全基因组信息,利用SignalP、TMHMM、TargetP和Protcomp等生物信息学软件和预测程序对球孢白僵菌中10 364个蛋白序列进行分泌蛋白预测。结果表明,共分析到940个分泌蛋白,包含了185个碳水化合物活性酶家族蛋白。其中碳水化合物结合模块(CBM)40个,碳水化合物酯酶(CE)23个,糖苷水解酶(GH)92个,糖基转移酶(GT)4个,多糖裂解酶(PL)2个,辅助功能酶(AA)24个。进一步将上述分泌蛋白与胞外酶数据库进行比对分析、半胱氨酸含量分析、多个串联重复序列分析、病原寄主互作数据库进行比对及剔除大于300个氨基酸序列的蛋白,共获得18个候选效应子,其中11个为功能未知的假定蛋白,其余为胞外蛋白、细胞壁蛋白、几丁质酶蛋白等。本研究结果为进一步探究效应子在病原菌与昆虫寄主中的互作奠定了理论基础,并为其他病原菌效应子的预测及分析提供了技术参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 687-695. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0687菌根真菌在兰科植物生活史中具有重要作用。为获得促进兰科植物生长的共生真菌,阐明菌根真菌对兰科植物的作用,本研究对从野生建兰中分离获得的3株共生真菌进行形态学和系统进化分析,并将3株真菌与建兰、硬叶兰和铁皮石斛幼苗在不同浓度燕麦琼脂培养基(OMA)条件下共培养,进行比较研究。结果表明,3株真菌分属于胶膜菌属(Tsc)、角担菌属(Cej3)和蜡壳菌属(Sec),且菌丝和菌落特征存在明显差异;系统进化分析发现,Tsc菌株与Cej3菌株亲缘关系较近,与Sec菌株亲缘关系较远;与兰科植物共培养结果表明,Tsc菌株可在全部OMA浓度条件下与3种兰科植物幼苗建立共生关系,且定殖率均为100%;Cej3菌株和Sec菌株与3种兰科植物在不同OMA浓度条件下定殖时间及定殖率存在差异,且具有一定的专一性;与对照组相比,与真菌共生的兰科植物幼苗的平均鲜重、干重、苗高、根长增长率均明显提高。本研究结果为深入研究兰科植物与真菌共生的分子机制奠定了一定的理论基础,并为兰花种质资源的保护提供了参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 696-704. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0696翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)广泛存在于各类真核生物中,是一类在进化上高度保守的同源蛋白家族。植物TCTP具有促进细胞增殖、分化和再生、对抗生物或非生物胁迫等功能,其表达受转录和翻译水平的调节,调控机理较复杂。本文从TCTP的发现与命名、研究领域与分布、植物TCTP基因的结构特点、表达特性及功能等方面进行了简要综述,旨在全面了解植物TCTP的生理生化功能,以期为进一步研究其调控机理,调控植物生长发育和培育抗逆新品种提供一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 705-712. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0705为了提高普鲁兰酶产酶酶活,以GX-6为出发菌株,采用低能离子束修饰技术对其进行诱变,并通过响应面法优化其发酵培养基。结果表明,最佳离子束诱变参数为:注入能量10 keV、诱变剂量1×1015 ions·cm-2、诱变时间38 s,此条件下菌株正突变率比负突变率高,利用离子束诱变技术反复诱变,最终获得一株普鲁兰酶酶活较高且遗传性稳定的突变菌株GX-6-2,其酶活为2.13 U·mL-1,较出发菌株酶活(0.65 U·mL-1)提高了2.28倍。由Plackett-Burmen试验分析得到影响普鲁兰酶酶活的3个显著因素分别是玉米淀粉、麦芽糖和吐温-80。通过响应面试验得到最佳发酵培养参数为:玉米淀粉56.5 g·L-1、麦芽糖11.5 g·L-1、吐温-80 1.0 mL·L-1、黄豆饼粉 25 g·L-1、pH值7.0、发酵温度37℃、接种量3%、发酵时间24 h、装液量50 mL、转速180 r·min-1,此条件下诱变菌株的酶活为2.57 U·mL-1,较出发菌株酶活提高了2.95倍。对突变菌株的发酵特性进行初步研究发现,发酵培养24 h时,突变菌株酶活达到2.67 U·mL-1,较出发菌株提高了3.11倍。本研究结果为利用低能离子束修饰技术诱变选育普鲁兰酶产生菌提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 713-721. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0713为探索脉冲强光(IPL)处理对富含油脂食品的影响,采用化学滴定和分光光度法研究了IPL处理对菜籽油储藏稳定性及其酚类物质的影响。结果表明,在试验储藏期内IPL处理5 次和15 次的菜籽油储藏稳定性与对照组相比显著降低(P<0.05),但IPL处理25 次的菜籽油储藏稳定性显著优于对照组(P<0.05)。同时,油脂氧化与酚类物质含量的相关性研究表明,在试验储藏期内IPL处理对菜籽油储藏稳定性的影响与酚类物质含量呈良好的相关性(r2>0.89),可推知IPL处理25 次使菜籽油中酚类化合物的稳定性增加,从而使得油脂储藏稳定性增加。本研究结果为IPL技术在富含油脂食品中的应用提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 722-731. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0722为了探究高压脉冲电场(PEF)对调理牛肉的杀菌效果,以调理牛肉为研究对象,微生物致死率为主要指标,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化了PEF处理调理牛肉的参数,并对比分析了PEF处理前后调理牛肉的感官品质、色度、蒸煮损失率及剪切力。结果表明,调理牛肉的PEF处理最佳参数为:脉冲频率30.5 kHz、占空比2.3%、处理时间7 min、电场强度45 kV·cm-1,此条件下PEF对调理牛肉中微生物致死率达到了87.33%(R2=0.986,
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核农学报. 2019, 33(4): 732-738. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0732为探讨壳聚糖及UV-C处理对贮藏过程中长山药冷害和品质的影响,以长山药为试验材料,采用不同浓度的壳聚糖及不同剂量的UV-C照射处理长山药块茎,对比分析长山药的冷害指数、可溶性固形物、丙二醛(MDA)、相对电导率、抗氧化酶类活性等指标的变化。结果表明,维持长山药块茎品质的壳聚糖最佳浓度为1.0%,UV-C最佳照射剂量为6 KJ·m-2。此条件下,壳聚糖、UV-C、壳聚糖+UV-C处理都能有效降低长山药块茎的冷害指数,抑制其MDA含量和相对电导率的升高,保护膜结构的完整性,显著降低了多酚氧化酶(PPO)活性,还可以保持较高的可溶性固形物含量和过氧化物酶(POD)活性,说明这3种处理均可控制长山药冷害的发生,延长块茎的贮藏期,其中以壳聚糖+UV-C处理效果最佳。本研究结果为减缓采后长山药冷害提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 739-750. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0739为研究原儿茶酸、普鲁兰多糖对辣椒采后保鲜效果的影响,以湘研15号辣椒为供试果蔬,在单因素试验的基础上,采用响应面试验优化原儿茶酸-普鲁兰多糖复合膜保鲜剂的制备工艺条件,并分析优化后制备的原儿茶酸-普鲁兰多糖复合涂膜对辣椒采后保鲜效果的影响。结果表明,原儿茶酸-普鲁兰多糖复合涂膜保鲜剂的最佳制备条件为:原儿茶酸浓度123 mg·L-1、普鲁兰多糖浓度0.45%、CaCl2浓度1.1%、浸泡时间1.5 min,此条件下制备的原儿茶酸-普鲁兰多糖复合涂膜保鲜剂处理辣椒,贮藏15 d后发现辣椒失重率、腐烂率显著降低,复合涂膜显著降低了辣椒的呼吸作用,维持了果皮亮度、色泽,并提高了CAT活性,增强了自由基清除能力,对POD、PPO、PAL活性也起到了抑制作用,说明复合涂膜能够有效延长辣椒保鲜期。本研究结果为植物源保鲜剂的开发奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(4): 751-758. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0751为了明确成熟期不同品种杨梅(早鲜早色和东魁)的营养生长指标与果实外观、品质性状间的相互关系,在成熟采收期,分别对杨梅7个营养生长指标、10个果实外观性状和13个果实品质性状进行测定分析。结果表明,杨梅30个性状指标的变异系数范围为2.546%~31.021%,其中维生素C(Vc)含量、果实硬度(HN)和春梢长度(BL)的变异系数较大,分别为31.021%、22.092%和15.245%。糖酸比(AS)与果实色度值L*、b*、C,叶片长度(LL)、宽度(LW)、厚度(LT)显著负相关,说明通过杨梅果实颜色可以预测AS,且在AS的形成过程中杨梅LL、LW和LT发挥了重要作用;叶绿素(Chl)相对含量、HN与杨梅果实多个外观品质、营养品质指标间呈显著正相关,表明在生产上可以通过提高Chl相对含量改善果实品质;杨梅BL与果实外观品质、营养品质等13个性状均为显著性负相关,证明杨梅结果枝以中短果枝为宜。本研究结果为利用营养生长指标进行优良品质性状的选择提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 759-765. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0759为比较分析不同产地海带的脂肪酸组成,本研究采用溶剂法对海带总脂提取条件进行优化,并通过气相色谱-质谱技术对福州、宁波和青岛3个产地海带的总脂脂肪酸组成进行比较分析。结果表明,二氯甲烷-甲醇法提取海带总脂的效率较高,是海带总脂提取的理想方法;福州、宁波和青岛海带的总脂含量依次为0.75%、0.69%和0.86%,且无显著差异。从海带总脂中共鉴定出30种脂肪酸,以 C16:0、C18:1n-9、C20:4n-6(AA)和C20:5n-3(EPA)为主,且3个产地海带在脂肪酸组成上存在显著差异。福州产地海带中的C20:4n-6和C20:5n-3含量分别为10.12%、6.18%,其中C20:4n-6含量显著高于宁波(9.41%)和青岛(8.77%),C20:5n-3含量显著低于宁波(8.13%)和青岛(9.40%),进而使3个产地海带中的n-3 PUFA、n-6 PUFA、n-3/n-6、EPA+AA和EPA/AA等指标存在显著差异。本研究结果为不同产地海带总脂提取、脂肪酸比较分析及营养评价提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 766-771. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0766为探讨不同梨实生苗对硝态氮和铵态氮的利用特性,以一年生杜梨、豆梨、川梨、木梨为试验材料,采用15NH4NO3和$NH_{4}^{15}$NO3分别标记的方法,研究不同氮素形态对4种梨实生苗生长发育、根系形态及氮素吸收的影响。结果表明,木梨的地上部干重和总干重均最大,分别为20.56和29.21 g,其次是川梨和豆梨,杜梨最小。川梨根系干重最大,为8.80 g,其次是木梨,二者均显著高于豆梨和杜梨。根系总表面积、总根长、根尖数均以川梨最大,杜梨最小;根系活力以木梨最大,为2.04 mg·g-1·h-1,杜梨最小。4种实生苗标记硝态氮处理各器官吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献(Ndff)均高于标记铵态氮处理;不管是标记硝态氮还是铵态氮,15N分配率均以叶最高,其次是根和茎。4种实生苗对硝态氮的利用率均高于铵态氮,其中木梨对硝态氮的利用率最高,为16.37%,且显著高于其他3种实生苗;川梨对铵态氮的利用率最高,为7.92%,但与木梨差异不显著,显著高于杜梨和豆梨。本研究为不同梨实生苗的氮素吸收特性和氮素营养管理的深入研究提供了科学依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 772-780. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0772为探究大气二氧化碳 (CO2) 浓度增高对杂交水稻光合和荧光特性的动态影响,利用开放式空气中CO2浓度增高(FACE)系统,研究高CO2浓度对大田水稻不同生育期叶片光合和荧光参数的动态影响及其种间差异。以高产杂交组合甬优2640和Y两优2号为试验材料,设置环境CO2和高CO2浓度2个水平,测定2个品种气体交换和荧光参数。结果表明,大气CO2浓度升高使2个品种平均叶片净光合速率(Pn)在移栽后30、59、76、91和108 d分别增加25%、16%、25%、18%和8%,除移栽后108 d外,均达极显著水平(P<0.01);甬优2640移栽后76和91 d叶片Pn对CO2的响应明显大于Y两优2号。除灌浆末期外,CO2浓度升高使2个品种叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,且Y两优2号的降幅多大于甬优2640。CO2熏蒸下叶片气孔部分关闭,但叶片胞间与周围空气中CO2浓度之比无显著变化,甚至明显增加。大气CO2浓度升高使2个品种灌浆末期PSⅡ最大光化学量子产量均下降4%,但对其他各期均无显著影响;除灌浆末期外,CO2浓度升高使PSⅡ实际光量子产量和光化学猝灭均显著增加。两杂交组合叶片光合参数对高CO2浓度的动态响应多存在种间差异,但荧光参数的响应品种间差异较小。本研究结果为增强气候假定情景下水稻响应的预测能力并制订应对策略提供了依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 781-789. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0781为探究氮高效水稻磷素吸收利用的基本特点及其与氮素吸收的关系。在大田条件下,于2012-2013年,以114个染色体单片断代换系水稻为供试材料,研究其产量、氮磷吸收利用等性状,并以成熟期吸氮量和产量将供试材料聚类分成6种不同氮效率类型水稻。结果表明,供试群体成熟期吸磷量差异较大,变幅为2.54~5.46 g·m-2;氮高效水稻成熟期吸磷量显著高于其他氮效率水稻,增幅达8.99%~47.24%;氮高效水稻结实期总吸磷量显著高于其他类型水稻,各器官吸磷量也有相似的趋势;氮高效水稻单茎吸磷量、干物质量大;吸磷量影响因子对成熟期吸磷量的贡献表明,结实期吸磷量、穗吸磷量、全株含磷率、单穗吸磷量、吸磷强度均高于同组因子,通径分析与相关分析结果一致;氮高效水稻磷素利用效率除吸磷增量籽粒生产效率显著高于其他类型外,其他各指标均处于中等或较低水平;成熟期吸磷量和吸氮量均对产量有正向促进作用,吸氮量贡献更大。综上,氮高效水稻无论是全株还是各器官成熟期磷素吸收量均较大,结实期表现的更明显,但磷素利用效率中等;氮高效水稻磷素吸收能力强与其单茎吸收量、吸氮强度大有密切关系;氮高效水稻磷素吸收与氮素吸收密切相关。本研究结果为水稻磷素高效吸收利用提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(4): 790-797. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0790为明确夏谷生产中不同地力水平下的施肥效应和最优施肥量,本试验在中高地力水平下开展谷子“3414”氮、磷、钾肥肥料效应研究。结果表明,施用氮、磷、钾肥能显著提高谷子产量,在中高地力水平下平均增幅分别为21.4%和12.7%,其中氮肥增产效率分别为20.2%和7.9%,磷肥增产效率分别为6.6%和12.6%,钾肥增产效率分别为11.3%和13.8%,表明在中地力水平下氮肥增产效率最高,高地力水平下磷钾肥的增产效率显著高于氮肥。氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,在中地力水平下,氮磷间存在抑制作用,氮钾和磷钾间存在促进作用;在高地力水平下则均存在抑制作用。氮、磷、钾肥的平均偏生产力在中高地力水平下分别为42.1、50.4、200.0和56.4、72.4、283.8 kg·kg-1,表明高地力水平下的氮、磷、钾肥偏生产力均高于中地力水平。氮、磷、钾肥的农学效率在中高地力水平下分别为7.6、2.8、14.6和3.5、7.2、28.3 kg·kg-1,表明氮肥农学效率以中地力水平下最高,磷钾肥农学效率则以高地力水平下最高。通过建立肥料与产量的三元二次施肥模型得出在中高地力水平下谷子氮、磷、钾肥最佳施肥量分别为N 189.3 kg·hm-2、P2O5 61.1 kg·hm-2、K2O 45.0 kg·hm-2和N 141.2 kg·hm-2、P2O5 180.0 kg·hm-2、K2O 45.0 kg·hm-2。综上,在谷子中地力水平下,氮肥增产效果最好,应提高氮肥的用量和比例;在高地力水平下,磷钾肥增产效果较好,应提高磷钾肥的用量和比例。本研究结果为夏谷不同地力水平下施肥效应提供了理论依据和技术支持。
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核农学报. 2019, 33(4): 798-807. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0798为探究不同熟期油菜在施氮量和密度互作下的干物质积累、分配、对籽粒贡献与产量效应,以不同熟期(早熟和晚熟)油菜品种为试验材料,于2015-2016年在简阳进行品种、氮肥与密度三因素多水平的田间试验。结果表明,密度对干物质积累、分配和对籽粒贡献的影响总体均大于施氮量。在密度和氮肥互作效应下,干物质积累量的改变量总体上表现为成熟期>花末期>盛花期>初花期>苗期,且随着施氮量的增加而增加,随着密度的增大而显著减少,其中晚熟品种对密度和施氮量的变化更为敏感;干物质分配率在花期前、花期、成熟期最大差异分别表现在叶片、茎秆、角果。在相应生育期,随着密度的增大,叶片分配率显著递减,而茎秆、角果的分配率则显著递增;干物质贡献量随着密度增大而减少,晚熟品种较早熟品种的降幅大,随着施氮量增加晚熟品种干物质贡献量呈上升趋势,早熟品种干物质贡献量花前呈上升趋势,花后呈先增加后下降趋势(除低氮处理外)。在低氮(120 kg·hm-2)、中氮(240 kg·hm-2)下,随着密度的增大,产量呈先上升后下降趋势;高氮(360 kg·hm-2)条件下,随着密度增大,产量显著递增;早熟品种的产量在中氮(240 kg·hm-2)下达到最高,平均为2 244.75 kg·hm-2;晚熟品种的产量在高氮(360 kg·hm-2)下达到最高,平均为2 472.15 kg·hm-2;早熟品种最佳密肥组合为240 kg·hm-2和30~45万株·hm-2,晚熟品种最佳密肥组合为360 kg·hm-2和30~45万株·hm-2。综上,氮肥和密度主要通过改变干物质积累量和花后干物质贡献量来影响产量,晚熟品种更易通过调节氮肥和密度等手段实现高产量。本研究结果为不同熟期油菜氮肥及密度管理提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 808-815. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0808为探究绣球对水淹胁迫的光合响应及适应机制,以盆栽的绣球品种无尽夏新娘和银边为试验材料,利用浸盆法进行水淹处理30 d,测定其比叶质量、光合参数和叶绿素荧光参数。结果表明,水淹胁迫后,2个绣球品种的暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)均有所提高,而净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均下降;表明水淹胁迫导致绣球叶片气孔关闭,光合能力降低,呼吸能耗加强,不利于有机物积累;无尽夏新娘的表观量子效率、光化学效率和电子传递速率均降低,尤其是电子传递速率降低超过69%,表明非气孔限制因素是其Pn降低的主要原因;但无尽夏新娘比叶质量升高约44%,提高了资源利用效率,且其光化学反应耗能降低69%,将叶片吸收光能向热耗散等光系统Ⅱ(PSⅡ)调节性能量耗散途径分配的比例提高,削弱过剩激发能在反应中心的积累,从而保护光合机构免受破坏;银边的电子传递速率有所降低,约31.5%,但其表观量子效率和光化学效率均无明显变化,说明其PSⅡ反应中心未受损,Pn降低主要是气孔限制因素,且其叶片吸收光能主要向非光化学反应耗散途径分配,升高约26.5%,这可能是其通过PSⅡ循环电子传递消耗了过剩光能,从而保证了光合机构的正常运行。本研究结果为绣球的园林应用提供了新思路。
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核农学报. 2019, 33(4): 816-822. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0816为探究修剪与施氮量对板栗树体叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响,明确适宜当地板栗的修剪与施氮量的最佳组合,以13年生的板栗燕山早丰为试验对象,采用双因素随机区组试验,研究修剪强度(每平方米投影面积留结果母枝17~18、14~15和11~12个,分别记为X1、X2和X3)与施氮量(施氮为0、375、750 kg·hm-2,分别记为N0、N1和N2,施磷均为164 kg·hm-2,施钾为311 kg·hm-2)的交互作用对板栗叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响。结果表明,N1(中等氮肥)和X2(中等修剪)条件下叶片氮含量、结果枝叶片氮磷比、产量、单粒重及出实率最高。X2N1、X1N2处理的叶片氮磷含量及产量均较高,且2个处理的结果枝叶片氮含量及产量差异显著;X3N0处理的产量不高,但其单粒重和出实率均较高。其中,X2N1处理的结果枝及营养枝的叶片氮含量(23.179、23.650 g·kg-1)、结果枝叶片氮磷比(13.67)、产量(3 502.80 kg·hm-2)、单粒重(8.26 g)和出实率(41.48%)均为最高。板栗树体需氮量随着修剪强度的增强(即单位面积留枝量的减少)而降低,修剪与施氮量2种措施之间具有协同性。从叶片氮磷含量及产量等指标综合考虑,X2N1处理是当地修剪与施肥的最佳组合。综上,中等修剪强度配合中等氮肥在增加叶片营养的基础上,保证了板栗的单粒重和产量。本研究为迁西地区板栗高产栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 823-832. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0823为探究铁、锌不同浓度配施对藿香生长、产量及有效成分的影响,以藿香为试验材料,采用双因素随机区组设计,研究铁锌配施对藿香生长、产量、各部位铁锌分配及挥发油含量的影响。结果表明,叶面喷施铁锌肥能显著影响藿香的生长发育、产量和挥发油成分,显著影响藿香的抗氧化酶活性,显著提高淀粉、还原糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量,通过影响氮代谢相关酶活性间接影响植株氮代谢过程。叶面施铁对藿香产量的影响大于叶面施锌,铁锌配施的增产效果优于单独施用铁、锌肥;综合考虑藿香的生长和产量指标,认为Fe1Zn1(0.2%铁,0.1%锌)为铁锌配施的最优处理组合。施用锌铁肥能够增加藿香各部位的铁锌含量,锌在不同部位的含量呈叶>根>茎的变化趋势,铁在不同部位的含量呈根>叶>茎的变化趋势,锌主要集中在藿香叶片,而铁则主要集中在藿香根部。高浓度的叶面施铁有助于叶片Ca含量的累积。铁锌配施能显著提高藿香挥发油含量,并影响挥发油成分,其中D-柠檬烯含量最高,在Fe1Zn2处理时达到最大值(22.99%)。综上,合理配施铁锌肥能提高藿香主要化学成分的含量,但过高浓度的施用增产效果并不明显。本研究结果为铁锌肥在藿香生产中的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(4): 833-839. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.04.0833为综合分析免耕(NT)对土壤微生物碳含量的影响程度,以常规耕作(CT)为对照,收集国内外关于免耕对土壤微生物碳研究已公开发表的41篇文献的田间试验数据162组,采用Meta数据整合分析方法,定量分析中国不同区域、气候类型和试验年限下,免耕对于中国农田土壤微生物碳含量的影响。结果表明,与常规耕作相比,免耕能显著提高土壤微生物碳的含量,免耕-常规耕作(NT-CT)的加权均数差值(WMD)为49.29 mg·kg-1;免耕对土壤中微生物碳含量的影响存在区域差异性,西南地区WMD最大,湿润区(年降雨量>800 mm)免耕对土壤微生物碳含量的正效应最显著;年均温度10~15℃和年均温度>15℃时,免耕土壤中微生物碳含量显著高于常规耕作,且随着温度的升高而增加;免耕年限能够显著影响土壤微生物碳含量,以长期免耕(免耕年限≥8 a)效果最佳。综上,免耕对土壤微生物碳的增加效应存在区域特征,以西南地区最高,随着区域水热条件、免耕年限的不同有所差异,免耕措施的采用应该根据区域特点因地制宜。本研究结果为免耕的区域性合理利用提供了参考依据。
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