2019年, 第33卷, 第5期 刊出日期：2019-05-10
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核农学报. 2019, 33(5): 841-847. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0841为探究航天诱变对大豆主要农艺性状的影响,本研究比较了航天诱变选育新品种浙鲜9号与其亲本台湾75在生育期、产量、品质、抗病性等方面的差异。结果表明,浙鲜9号播种至采收生育期比亲本短2 d,株高矮7 cm,鲜百荚重高6.1 g,鲜百粒重低2.2 g,青荚色比亲本淡,两年区域试验平均鲜荚产量较亲本显著增加9.4%。浙鲜9号不仅保留了亲本口感甜糯的优良品质,而且对大豆花叶病毒病的抗性有大幅度提高。利用60对核心SSR引物对二者进行分析,在Satt184、Satt197、Sat-213等10个标记间发现多态性位点,引物多态性率为16.7%,Sat-213为大豆花叶病毒病抗性基因Rsc15相关分子标记,这从分子水平证实了浙鲜9号抗性的改良。采用100个SNP标记对二者进行分析,有5个SNP标记在二者之间存在差异。浙鲜9号与亲本主要特征特性和DNA分子标记的对比研究均充分证明了航天诱变育种的有效性和可靠性。
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核农学报. 2019, 33(5): 848-854. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0848为获得理想的顶小穗簇生型早籼稻新种质,本研究以ZC1、中嘉早17、中佳早10号、嘉兴06-6、温814、温922、台早10-02、辐017、Z10-08、中佳早06和NZ07-51为亲本材料,利用顶小穗3粒簇生型常规中籼稻突变体与常规早籼稻有性杂交、后代复交,并经世代选育,育成了12份性状稳定、顶小穗2~5粒簇生的常规早籼稻新种质,再通过叶瘟抗性、生育期、产量、农艺及穗部簇生性状和稻米品质的鉴定,明确各种质的性状特征表现。结果表明,育成的12份顶小穗簇生型早籼稻新种质簇生粒率高,生育期和结实率较为理想,其中C1、C8、C9、C10和C11为粘稻,其余为糯稻,C3、C12叶瘟抗性较好,C1、C2、C4、C8、C9和C11千粒重在26.0 g 以上,C1、C5、C6、C7、C9、C10、C11和C12产量较对照增加,其中C10具有较高的增产潜力。本研究结果为顶小穗簇生穗性状研究和育种利用提供了一定的种质资源和技术支撑。
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核农学报. 2019, 33(5): 855-862. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0855为探究彩叶杨芽变突变体中红杨和全红杨与野生型绿叶杨L2025生长差异的原因,本研究以芽变突变体彩叶杨中红杨和全红杨,以及野生型绿叶杨L2025为试验材料,对其叶绿体超微结构和光合特性进行研究。结果表明,中红杨和全红杨叶绿体基粒片层少,叶绿素合成受阻,其受阻位点可能位于CoprogenⅢ和ProtoⅨ之间,光合色素含量降低,光合作用减弱,净光速率仅为正常绿叶杨L2025的62%~73%。本研究从理论上证实了生产上全红杨、中红杨扦插生长慢的现象,为彩叶杨的推广繁殖提供了一定的参考依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 863-869. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0863为分析江西野生毛花猕猴桃群体遗传多样性,以江西省境内的5个野生毛花猕猴桃雄性群体(72个个体)为试验材料,采用SSR分子标记技术,选取15对多态性引物,利用聚丙烯酰胺电泳对PCR产物进行检测。结果表明,15对SSR引物共检测到86个位点,多态性位点百分率为100.0%;观察到的平均等位基因数为5.733,有效等位基因数为3.002,Shannon信息指数为1.046。表观杂合度介于0.111~0.819之间,预期杂合度介于0.041~0.876之间,遗传分化系数为2.01,野生毛花猕猴桃雄性群体间存在较大的遗传分化。5个毛花猕猴桃雄性群体遗传距离范围为0.102~0.409,遗传相似度范围为0.665~0.903,群体间遗传距离与地理距离无相关性。群体的遗传多样性丰富度依次为庐山>井冈山>南源山>武功山>麻姑山,江西地区供试的野生毛花猕猴桃雄性群体在分子水平上具有丰富的多态性。本研究结果为毛花猕猴桃雄性品种选育、种质创新与利用提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(5): 870-879. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0870咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)是植物木质素合成过程中的一个关键酶,对木质素组成和结构有重要的作用。为探究BlCCoAOMT基因在木质素合成中的作用,本研究从光皮桦中克隆了该基因,并分析其基因结构和表达模式,以及在73个基因型中的单核苷酸多态性(SNP)。结果表明,BlCCoAOMT基因cDNA全长1 114 bp,含有一个744 bp的完整ORF,编码一个由247个氨基酸残基组成的蛋白;该编码蛋白包含高等植物CCoAOMT所有的8个典型保守基序。BlCCoAOMT在木质化茎段中优势表达,且随着木质化程度提高而逐渐增强,表明BlCCoAOMT可能参与光皮桦木质素的生物合成;在拉弯处理的6 h到7 d间,该基因在应拉区发育木质部中的表达显著下调,与应拉木木质素含量的下降相符。共检测到BlCCoAOMT基因有119个SNP位点,平均每14 bp就有1个SNP位点,其中在外显子区域存在26个SNP位点,表明不同基因型中存在丰富SNP变异;在不同群体间BlCCoAOMT基因的分化程度无显著差异,且非同义突变和同义突变的位点的比值均小于1,表明在演化进程中主要受到了纯化选择压力。本研究结果为深入解析光皮桦木质素合成分子机制及后续分子标记辅助育种提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 880-887. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0880为研究结球甘蓝/菜心嫁接体中开花调控基因的mRNA是否从砧木向接穗进行了运输,本试验以参与开花调控的菜心AGL24基因为研究对象,构建结球甘蓝菜心异源嫁接体,并从接穗结球甘蓝中鉴定菜心AGL24的序列。结果表明,利用结球甘蓝和菜心的转录组测序数据,拼接获得了结球甘蓝和菜心的AGL24基因序列(BoAGL24和BrAGL24)。利用菜心BrAGL24基因中的种间差异序列(C1~C7),在异源嫁接(结球甘蓝/菜心嫁接)的接穗结球甘蓝茎尖的转录组测序文库(T2)中筛选得到2条来自砧木菜心BrAGL24的reads。利用结球甘蓝BoAGL24的种间差异序列(G1~G7),分析结球甘蓝内源BoAGL24基因的转录表达量,发现异源嫁接的结球甘蓝茎尖中AGL24的表达量总体上高于同源嫁接的结球甘蓝茎尖中AGL24的表达量。异源嫁接使砧木菜心BrAGL24基因的mRNA运输到接穗结球甘蓝中,且增加了接穗结球甘蓝茎尖中内源BoAGL24基因的转录表达水平。本研究鉴定了菜心BrAGL24基因的mRNA运输特性,为进一步研究AGL24基因的mRNA运输与结球甘蓝/菜心嫁接启动接穗结球甘蓝开花机制奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(5): 888-893. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0888为探究大麦白粉病抗性遗传,定位其抗性QTL,本研究以抗病品种Gairdner和感病品种扬饲麦1号杂交F1花药培养构建的DH群体及亲本为材料,对大麦白粉病抗性进行鉴定与遗传分析,并利用91对在亲本间多态性好的SSR标记构建了群体的遗传连锁图谱,采用Windows QTL IciMapping 4.0软件中的完备区间-加性模型对大麦白粉病抗性QTL进行定位。结果表明,DH群体各系间存在丰富的大麦白粉病抗性遗传变异。共检测到5个与大麦白粉病抗性相关的QTLs。其中3个时期均检测到qPM-2Ha位于Bmag0711-AWBMS56区间,可解释的表型变异为7.48%~12.50%;qPM-4Ha位于EBmac0906-HVM68区间,可解释的表型变异为23.07%~32.09%;2个时期均检测到qPM-2Hb位于Bmag0749-GBM1475区间,可解释的表型变异为6.22%~8.13%。qPM-2Ha、qPM-4Ha及qPM-2Hb白粉病抗性基因均来源于抗病亲本Gairdner, qPM-3Ha和qPM-4Hb白粉病抗性基因来源于感病亲本扬饲麦1号,qPM-2Hb和qPM-3Ha可能是2个新的大麦白粉病抗性QTLs位点。本研究结果为大麦白粉病抗性基因的发掘、精细定位、克隆及分子标记辅助选择育种奠定了基础。
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核农学报. 2019, 33(5): 894-901. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0894为快速筛选抗病性强的高油酸油菜品种,本研究以20个高油酸油菜品系为试验材料,调查不同材料的抗病情况,并通过RT-qPCR测定经miRNA测序筛选得到的与抗病相关基因HSP90和ATG3的表达情况,同时分析其与病情指数的关系。结果表明,20个高油酸油菜品系的发病率与病情指数呈线性正相关关系,且差异极显著;HSP90基因从苗期至花期表达量呈逐渐降低的趋势,角果期有先升高后降低和逐渐升高2种表达模式;ATG3基因从苗期至花期表达量也呈逐渐升高的趋势,角果期表达模式与HSP90基因相同。用HSP90基因在花期-叶中表达量≥1.5倍内参时进行抗病材料筛选,有95%的准确率;用ATG3基因在花期-叶中表达量≥1.8倍内参时进行抗病材料筛选,有80%的准确率,此外,也可用HSP90在花期-叶结合ATG3在五~六叶期-叶中表达情况进行预测,有80%的准确率。本研究结果为高油酸油菜抗病材料的早期筛选和油酸油菜育种提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 902-910. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0902为有效提高芝麻冷榨副产物的利用价值,以芝麻冷榨制油后的饼粕为原料,乙醇为溶剂,采用超声波辅助法提取芝麻饼粕木脂素,选取乙醇浓度、料液比、提取时间、提取功率4个考察因素,在单因素试验的基础上应用响应面法对芝麻饼粕木脂素提取工艺条件进行优化,并应用Schaal烘箱法,以过氧化值(PV)、茴香胺值(AV)及全氧化值(TV)为指标,对添加木脂素的食用油进行抗氧化活性评价。结果表明,优化后芝麻饼粕木脂素的提取条件为:乙醇浓度93%、料液比(m/v)1∶10、提取时间40 min、超声功率600 W,此条件下木脂素的提取率为563.81 μg·g-1。随着木脂素添加量的增加,食用油抗氧化活性逐渐增强,且抗氧化效果强于维生素E(VE),接近二丁基羟基甲苯(BHT)。此外,添加木脂素的菜籽油体系中的抗氧化活性普遍强于猪油体系。综上所述,冷榨芝麻饼粕木脂素是一种优质的天然抗氧化剂,可应用于食用油脂中。
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核农学报. 2019, 33(5): 911-916. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0911为研究杨梅酒对腹泻的防治效果及其作用机制,采用生长曲线法研究了杨梅酒对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌生长增殖的影响,分析乙酸乙酯、乙醚等溶剂萃取的杨梅酒活性组分的体外抑菌效果,并以腹泻模型小鼠为对象,探究了不同杨梅酒萃取物对小鼠腹泻的防治效果。结果表明,与生理盐水和高粱烧相比,杨梅酒对致病菌生长增殖的抑制作用十分明显且杨梅酒乙酸乙酯提取物的抑菌作用最强。杨梅酒乙酸乙酯提取物对模型小鼠腹泻的防治效果最佳,能够显著抑制NF-κB信号通路的激活,抑制IL-8、TNF-α等炎症因子的表达,说明杨梅酒中活性成分可通过抑制NF-κB信号通路,发挥抗炎作用,这为阐释杨梅酒防治腹泻的分子机制提供了理论参考,为进一步探明杨梅酒中具有抗菌消炎作用的活性成分及其药理作用提供了新线索。
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核农学报. 2019, 33(5): 917-926. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0917为研究褐藻糖胶作为饲料添加剂对黄颡鱼幼鱼脂肪酸的影响,选取大小、体重相近的黄颡鱼幼鱼,随机分为对照组和试验组,对照组饲喂不添加褐藻糖胶的基础饲料,试验组饲喂添加0.1%褐藻糖胶的饲料,采用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)分析不同喂养时间(1、2、4、8周)下试验组和对照组黄颡鱼幼鱼脂肪酸含量的变化。结果表明,黄颡鱼幼鱼体内共检测出15个总脂肪酸(TFA)和17个游离脂肪酸(FFA)。方差分析结果表明,黄颡鱼幼鱼TFA中C18:1 (n-9)、C20:4(n-5)和C22:6 (n-3)具有交互作用,而大部分FFA间都存在交互作用。喂养时间对黄颡鱼幼鱼脂肪酸有显著影响(P<0.05),随着喂养时间的延长,游离的单不饱和脂肪酸(MUFA)含量呈先减少后增加趋势,而总MUFA含量呈先增加后减少趋势;黄颡鱼幼鱼游离脂肪酸和总脂肪酸中饱和脂肪酸(SFA)均呈先增加后减少趋势,而多不饱和脂肪酸(PUFA)呈先下降后升高趋势。0.1%褐藻糖胶对黄颡鱼幼鱼TFA中C18:1 (n-9)、C20:4(n-5)和C22:6 (n-3)含量影响显著(P<0.05),对FFA组分含量的影响均显著(P<0.05),试验组黄颡鱼幼鱼SFA含量高于对照组,MUFA含量低于对照组,PUFA在喂养第2周时高于对照组,喂养第8周时低于对照组。此外,黄颡鱼幼鱼C20:3(n-3)/C22:6(n-3)的比值小于0.4,且喂养0.1%褐藻糖胶第8周时,黄颡鱼幼鱼C22:6(n-3)和C20:4(n-5)含量明显高于对照组,说明褐藻糖胶有益于黄颡鱼产卵和孵化,有助于黄颡鱼幼鱼的发育生长。本研究结果为黄颡鱼的健康养殖提供了基础数据。
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核农学报. 2019, 33(5): 927-935. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0927为完善蓝莓果实质地品质评价体系,应用物性分析仪整果穿刺和质地多面分析法对22个蓝莓品种的果实质地品质进行测定,分析各质地参数间的相关性,并采用主成分分析法建立蓝莓果实质地品质优劣评价模型,对22个蓝莓品种的果实质地品质进行综合评价。结果表明,代表蓝莓果实质地品质的10个质地参数均存在品种间差异,其中品种间果皮破裂距离、果皮脆性、果皮韧性、果实硬度、粘附性、咀嚼性和回复性差异较大,果皮强度、弹性和内聚性差异较小。蓝莓果皮破裂距离与果皮强度、果皮韧性呈极显著正相关,果皮脆性与果皮韧性、果皮破裂距离呈极显著负相关,果实硬度与果实弹性呈显著负相关,咀嚼性与果实硬度、粘附性、弹性呈显著正相关,回复性与内聚性呈极显著正相关。采用主成分分析法建立了蓝莓果实质地品质综合评价指数模型,筛选出综合评价蓝莓果实质地品质的核心指标:果实硬度、果皮脆性和果实回复性。果实质地品质优良的参评蓝莓品种依次为大粒蓝金、克瑞顿、布莱登、陶柔、夏普蓝、莱格西、奥尼尔、泽西、米德、双迪。本研究结果为高品质蓝莓品种选育和良种采后储运、加工及销售提供了重要参考。
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核农学报. 2019, 33(5): 936-943. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0936为探索快速准确检测稻谷胶稠度的方法,本研究通过近红外漫反射红外光谱技术(NIRDRS)和傅里叶变换中红外漫反射红外光谱技术(FTIRDRS)结合偏最小二乘法(PLS),分别建立107个稻谷样品的胶稠度快速测定红外模型,而后利用区间偏最小二乘法(iPLS)及反向区间偏最小二乘法(BiPLS)对模型进行优化,得到较优的胶稠度测定分析通用模型。结果表明,DRIFTS原始光谱经7点平滑预处理和BiPLS优化,得到最佳模型的交互验证系数(R2)、交叉验证均方差(RMSECV)、预测均方差(RMSEP)及相对分析误差(RPD)分别为0.965 81、4.79、4.73及2.66。最佳近红外漫反射光谱模型是经多元散射校正(MSC)预处理、BiPLS优化后建立的,其R2、RMSECV、RMSEP及RPD分别为 0.964 58、4.35、3.68及3.42。10组外部验证性试验中NIRDRS模型的平均相对误差为1.93%,FTIRDRS模型的平均相对误差为2.60%,表明两种方法均对稻谷胶稠度含量有较强的预测能力和良好的预测效果,均有替代传统国标法测定稻谷胶稠度的潜力。
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核农学报. 2019, 33(5): 944-953. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0944以羊栖菜粉为吸附剂,研究羊栖菜粉对水溶液中Cu2+的吸附特性及吸附机理,考察羊栖菜对重金属铜的吸附能力,以扩展羊栖菜的综合利用范围。采用控制变量法考察pH值、吸附剂浓度、金属离子初始浓度和离子强度等环境因素对水溶液中Cu2+去除效果的影响,通过模拟吸附动力学和热力学试验考察羊栖菜粉对Cu2+的吸附特性,并采用SEM、FTIR等方法初步分析了羊栖菜粉对Cu2+的吸附机理。结果表明,在吸附温度35℃、初始浓度50 mg·L-1、吸附剂浓度1 g·L-1条件下,羊栖菜粉对Cu2+的去除率可达89.27%。当吸附时间为10 min时,Cu2+去除率达总去除率的90%以上;当吸附时间为60 min时,基本达到吸附平衡。羊栖菜粉吸附Cu2+的动力学数据符合准二级动力学模型,相关系数均在0.999 0以上。Langmuir可以很好地拟合热力学试验得到的平衡数据,理论最大吸附容量为71.17 mg·g-1。羊栖菜粉对Cu2+的吸附有多种反应参与,参与络合反应的官能团主要有-OH、-NH、-COO-。羊栖菜粉对Cu2+的去除率较高,吸附性能良好,可通过解吸实现吸附剂的再生。
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核农学报. 2019, 33(5): 954-961. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0954为探究蛋白质与多糖之间的相互作用及其复合物的研究乳化性质,本试验以牛血清白蛋白(BSA)-水溶性壳聚糖(WCS)复合体系为研究对象,采用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、电位粒径分析、乳液储藏稳定性观察等方法研究在微观环境下蛋白质与多糖的相互作用机理,并进一步探究两者对水包油型乳液乳化性能的影响。结果表明,多糖和蛋白质的相互作用随着pH值和BSA/WCS复合比的变化而不同,混合溶液的紫外吸收峰和荧光发射峰发生偏移,且当复合比小于1∶2时发生荧光淬灭。混合溶液的Zeta电位和平均粒径测定结果表明,BSA与WCS之间主要通过静电相互作用形成复合物,且该复合物的电荷性质、尺寸大小具有pH值和复合比依赖性。研究混合溶液乳化性发现,当pH值为3.0、4.0、复合比为4∶1~1∶1时,形成的乳液液滴粒径较小,性质稳定;当pH 值大于5.0时,乳液液滴粒径大,出现相分离、乳液高度不稳定现象。本研究为设计具有可预测稳定性或刺激响应性的乳液配方及新型功能特性材料提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 962-968. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0962大豆是一种优质的蛋白质资源。大豆种子发芽过程中大豆多肽、大豆异黄酮、大豆皂苷、γ-氨基丁酸及维生素C等活性物质含量增加,大豆胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素、脂肪氧化酶和植酸等抗营养因子含量下降。随着发芽时间的延长,大豆DPPH自由基清除能力和铁还原力等抗氧化能力增强。因此,发芽可作为提高大豆及其制品的营养价值、消化性、适口性及生物利用性的重要手段。本文对发芽期间大豆中生物活性物质、抗营养因子及抗氧化活性的变化进行综述,并展望了发芽大豆的综合性应用,以期明确大豆发芽过程中各活性物质变化规律,为发芽大豆在食品中的应用提供科学依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 969-977. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0969为揭示冬麦免耕覆盖栽培管理措施对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响,以农田土壤生态系统为研究对象,利用Illumina MiSeq平台通过高通量测序的方法,对连续免耕覆盖栽培及有机肥管理下冬麦土壤丛枝菌根真菌群落组成及其与土壤环境因子间的相互关系进行研究。结果表明,丛枝菌根(AM)真菌在97%相似度下共获得4 515个AM真菌的操作分类单元(OTUs),分属于1门3纲4目8科10属155种。不同处理中,类球囊霉属(Paraglomus),球囊霉属(Glomus)和近明球囊霉(Claroideoglomus)为优势属,受农业综合管理措施中有机肥施用、免耕覆盖因子的影响,近明球囊霉、有隔球囊霉属相对丰度在不同处理间存在显著差异(P<0.05)。与耕作、不覆盖相比,免耕、覆盖措施提高了AM真菌多样性指数,但降低了AM真菌属的丰富度;与无肥条件相比,有机肥施用提高了AM真菌丰富度指数,但降低了AM真菌多样性指数。多元分析结果表明,土壤全磷及速效磷含量是影响AM真菌群落组成中优势属丰度变化的主要因素。免耕覆盖、有机栽培改变了土壤AM真菌的多样性及丰富度,土壤中丰度较低的AM真菌菌属更容易受到有机肥施用的影响;有机肥与免耕、覆盖管理的交互作用对AM真菌近明球囊霉属相对丰度有显著影响(P<0.05)。AM真菌群落对耕作覆盖、有机肥施用管理活动的响应受到农业综合管理活动及其相关因素交互作用的影响。本研究结果为合理农作物免耕覆盖、有机栽培管理提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 978-987. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0978为探明不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率的差异,以5个不同时期具有代表性的超级杂交稻品种为试验材料,研究其光合特性、氮素利用率及氮素光合效率的变化特点。结果表明,前3期超级杂交稻产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,均在施氮量为300 kg·hm-2水平时最高;后2期超级杂交稻产量随着施氮量的增加而增加,但施氮量为390 kg·hm-2与300 kg·hm-2的产量差异不显著。随着施氮量的增加,各时期超级杂交稻净光合速率(Pn)、比叶重(SLW)、氮素吸收利用率(REN)均呈先增加后降低的趋势,氮素光合利用效率(PNUE)和氮素偏生产力(PEPN)呈逐渐降低趋势;在各时期超级杂交稻品种中,随着品种的演进,其叶片氮含量(LNC)和SLW均得到显著改善,而光合生理特性和PNUE则无明显的变化。综上所述,在超级杂交稻品种改良中对氮素吸收利用的提高幅度大于较光合利用明显,在今后超级杂交稻品种改良中应着重对叶片光合生理特性方面的提高。本研究结果为超级杂交稻的选育提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 988-998. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0988为探明水稻产量与镉积累分配对土壤pH值和镉含量的响应,以3个籽粒Cd含量差异明显的晚稻品种(天优华占,TY;星2号,X2;湘晚籼13号,XW)为试验材料,分别于不同pH值稻田研究土壤镉(Cd)含量对水稻产量和不同器官Cd累积的影响,并比较了品种间差异。结果表明,水稻产量因土壤pH值下降而下降,且品种间降幅差异明显,以X2最大(21.72%33.81%),XW最小(3.05%17.71%);添加0.5 mg·kg-1Cd时水稻减产不显著,但添加1.0 mg·kg-1Cd时各品种均显著减产,且其降幅与品种和土壤pH值有关,X2和XW在酸化条件下降幅较大,而TY在正常pH条件下降幅较大。植株(整株)Cd含量存在品种间差异,各品种植株Cd含量均随着土壤Cd浓度的提高与土壤pH值的下降而显著提高,且植株Cd含量峰值因土壤酸化而提前。水稻器官间Cd含量依次表现根>茎>穗>叶,各器官Cd含量均随着土壤Cd浓度提高而显著增大,但增大倍数存在器官间差异;品种间器官Cd含量差异明显,营养器官表现为X2>TY>XW,而稻穗表现为TY>X2>XW。水稻各器官及全株Cd累积量均随着土壤Cd浓度提高和土壤pH值降低而显著增大,成熟期累积量表现为茎>穗>根>叶;品种间Cd累积量差异明显,营养器官和整株Cd累积量表现为X2>XW>TY,而穗Cd累积量表现为TY>X2>XW。Cd分配比例一般以茎为最高,叶最低,土壤酸化使茎、叶所占比例增大,根、穗所占比例降低;品种间Cd分配比例存在一定差异,穗Cd所占比例表现为TY>X2>XW。可见,水稻产量与器官间Cd累积分配规律受到土壤Cd含量和pH值的影响显著,同时也具有明显的品种间差异。本研究为不同水稻品种在不同pH值与Cd含量稻田上的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 999-1005. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.0999为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及光合特性的影响,以花育25为试验材料,采用盆栽试验,设置正常供水(75%田间最大持水量,CK)、中度干旱胁迫(45%田间最大持水量,D)、盐胁迫(75%田间最大持水量,土壤含盐量0.3%,S)、旱盐胁迫(45%田间最大持水量,含盐量0.3%,DS)4个处理,研究开花期干旱和盐胁迫对花生光合特性和干物质积累的影响。结果表明,与CK相比,中度干旱胁迫降低了花生叶片的相对含水量、净光合速率(Pn),增加了叶片的SPAD值、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd);盐胁迫降低了花生叶片的相对含水量、Pn和SPAD值,增加了LCP和Rd;随着胁迫时间的延长,DS处理的叶片相对含水量、Pn、SPAD值、LCP和Rd的变化趋势与盐胁迫基本一致。干旱胁迫结束复水10 d后,D处理的各项指标与CK无显著差异;但旱盐胁迫与盐胁迫间差异显著,干旱胁迫结束复水10 d时,旱盐胁迫的叶片相对含水量和Pn分别较盐胁迫降低1.57%、16.67%,LCP和Rd较盐胁迫分别升高78.07%、45.78%。旱盐胁迫降低了花生主茎高、侧枝长和植株干重的Vmax(最大生长速率)和Tm(Vmax出现时间),单株荚果产量较CK降低41.10%。干旱和盐胁迫对花生单株产量和出米率存在显著的交互作用,旱盐互作加剧了盐胁迫对花生植株生长的危害,因此盐胁迫下种植花生应在开花期及时灌水、防止盐分和干旱双重胁迫。本试验结果为盐碱地花生种植的合理灌溉和高产稳产提供了理论指导。
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核农学报. 2019, 33(5): 1006-1015. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.1006为探究水分利用效率(WUE)对生态系统水循环和碳循环相互作用的影响,本研究利用光合作用对光响应的机理模型构建内禀水分利用效率模型和瞬时水分利用效率模型,并利用2个模型拟合大豆叶片的内禀水分利用效率(WUEi)和瞬时水分利用效率(WUEinst)。结果表明,瞬时水分利用效率随着CO2浓度的增加而增大;内禀水分利用效率则不存在明显的变化规律。CO2浓度为600 μmol·mol-1时的最大瞬时水分利用效率和最大内禀水分利用效率分别是300 μmol·mol-1CO2下的2.82倍和1.94倍。将内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率换算成相同的单位(如μmol CO2·mol -1 H2O或μmol CO2·mmol-1 H2O),后者是前者的39倍,甚至更多。综上所述,利用瞬时水分利用效率能更真实地反映出大豆叶片的水分利用效率。本研究为定量研究植物叶片水分利用效率的变化规律提供了数学工具。
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核农学报. 2019, 33(5): 1016-1023. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.1016为探究有机多肽酶活性促进剂对鲜食型甘薯产量和品质的调控效应,在大田条件下,以鲜食型甘薯品种龙薯9号和苏薯8号为供试材料,每个品种设置全生育期不喷施有机多肽酶活性促进剂(CK)、有机多肽酶活性促进剂栽插前蘸根+栽后40 d叶面喷施(P1)和有机多肽酶活性促进剂栽插时灌根+栽后40 d叶面喷施(P2)3个处理,研究其对鲜食型品种干物质积累分配、产量及品质的影响。结果表明,2个品种的P1和P2处理生长中后期叶片的磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、蔗糖含量、收获期植株总干重和块根干重均显著高于CK。龙薯9号各处理收获期的侧枝茎和块根干物质分配比例均无显著差异,P1和P2处理的主茎下部叶、主茎下部茎干物质分配比例均显著低于CK;苏薯8号P2处理的主茎下部叶、主茎下部茎、侧枝茎和侧枝生长点干物质分配比例均显著低于CK和P1处理,块根干物质分配比例显著高于CK和P1,分别提高8.98%和6.23%。龙薯9号P2处理收获期块根可溶性糖含量与P1无显著差异,但显著低于CK,降低5.22%,P2处理的块根淀粉含量显著高于CK和P1,分别提高18.76%和9.23%,干率与P1处理无显著差异,但均显著高于CK,分别提高4.56%和5.71%;苏薯8号块根的可溶性糖含量各处理无显著差异,且P2处理的块根淀粉含量和干率与P1均无显著差异,但显著高于CK,其中淀粉含量提高6.13%,干率提高4.51%。2个品种P2处理的块根产量均显著高于CK和P1,其中龙薯9号分别提高30.46%和14.42%,苏薯8号分别提高27.72%和11.69%。综上,施用有机多肽酶活性促进剂有利于提高鲜食型品种块根产量和淀粉含量,其中P2处理增产幅度最高,其对可溶性糖含量的调控存在品种间差异。本研究为鲜食型甘薯提质增效和生态种植技术提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 1024-1031. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.1024为探究干旱胁迫下H2S对板栗幼苗根系特性的影响,以黄棚板栗幼苗为试验材料,通过PEG模拟干旱并进行H2S供体硫氢化钠(NaHS)和清除剂次牛磺酸(HT)处理,分析板栗幼苗根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)、H2O2等抗氧化物质含量,检测苹果酸脱氢酶(MDH)、磷酸果糖激酶(PFK)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)等呼吸代谢相关酶活性。结果表明,0.5 mmol·L-1 NaHS+15% PEG协同处理24 h后,与15% PEG处理相比,根系SOD、POD、CAT、APX活性分别提高19.64%、24.67%、56.91%、16.29%,根系脯氨酸含量增加15.25%,根系MDA和H2O2含量分别降低26.52%和20.86%,MDH、PFK和G-6-PDH活性分别提高27.28%、23.14%和15.36%;而添加H2S清除剂HT则逆转了上述变化,说明适宜浓度的NaHS能够减轻干旱胁迫对板栗根系膜脂过氧化伤害和对呼吸代谢的抑制,从而有利于提高板栗幼苗对干旱逆境的适应能力。本研究结果为进一步探索H2S缓解板栗树干旱胁迫的机理提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 1032-1037. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.1032为探究新型海藻生物肥对草莓产量和品质的影响,以红颜草莓为试验材料,对其叶面喷施不同浓度的新型海藻生物肥,以喷施清水为对照。喷施处理后,计算草莓产量,测定盛果期草莓可溶性固形物含量、可滴定酸、糖酸比、还原糖含量、硬度、抗坏血酸、总酚、花青素和类黄酮含量。结果表明,不同浓度海藻生物肥处理的草莓产量均有提升,其中在1 500倍海藻生物肥处理下,草莓果重、结果数和产量均极显著提高(P<0.01),分别较对照增加了42.96%、14.67%和63.93%。品质结果表明,1 500倍液海藻生物肥处理下,草莓的可溶性固形物含量、糖酸比、还原糖含量和硬度均达到最大值,且较对照均显著增加(P<0.05),高于市售2种海藻肥处理;低浓度(2 500~1 500倍)海藻生物肥对草莓抗氧化物质积累有促进作用,其中1 500倍海藻生物肥处理下,草莓Vc含量达到最大值,且较对照提高50.20%;在 2 500倍海藻生物肥处理下,花青素与类黄酮含量均极显著增加(P<0.01),较对照分别增加42.00%与30.56%,而高浓度(1 000~500倍)则抑制花青素与类黄酮的积累。综上,合理喷施新型海藻生物肥能提高草莓产量,提高抗氧化活性物质含量,改善草莓品质。本研究结果为新型海藻生物肥的规模化生产应用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(5): 1038-1047. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.05.1038为探究芥菜浸提液对豇豆种子发芽和连作下豇豆早期幼苗生长影响的生理机制,在盆栽条件下,研究不同浓度(0、10、20、40 g·L-1)的芥菜浸提液对豇豆种子萌发及5年连作条件下豇豆幼苗生长指标、根系形态指标、叶片保护酶活性和土壤性质的影响。结果表明,高浓度(40 g·L-1)芥菜浸提液对种子萌发和胚根生长有强烈的抑制作用,其中发芽率、活力指数、胚根长度和数量分别显著降低85.70%、82.66%、36.15%和46.54%;而低浓度(10 g·L-1)芥菜浸提液对种子胚根生长有显著的促进作用,其中胚根长度和数量分别显著提高44.84%和80.82%。豇豆连作土壤浇灌芥菜水浸提液可不同程度地增加豇豆幼苗株高、茎粗、干质量、鲜质量和壮苗指数,在低浓度处理下豇豆生长指标分别显著增加60.33%、12.24%、85.87%、77.31%和50.82%;此外,豇豆幼苗根长度、根系表面积、根体积、根尖数等根系指标也均有不同程度地增加,其中以低浓度浸提液处理下的豇豆幼苗综合指标最好。芥菜浸提液处理还能促进幼苗叶片过氧化氢(H2O2)含量升高、以及抗氧化酶活性的提升,其中H2O2含量,过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均随着芥菜浸提液浓度的增加而降低,过氧化物酶(POD)活性则相反,而谷胱甘肽还原酶(GR)活性未表现出明显的规律;芥菜浸提液还可以提高土壤pH值,降低土壤电导率,以及提高土壤酶活性,其中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性随着芥菜浸提液浓度的增加而升高。综上所述,不同浓度芥菜浸提液对豇豆种子萌发起着低促高抑的作用,芥菜与豇豆之间存在明显的化感作用;芥菜浸提液可通过提高豇豆幼苗的抗氧化酶活性和改善豇豆根系环境,促进豇豆幼苗生长,缓解连作障碍对豇豆幼苗的危害,从而提高豇豆幼苗的抗逆能力。本研究结果为缓解豇豆连作障碍提供了新的途径。
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