2019年, 第33卷, 第9期 刊出日期：2019-09-09
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核农学报. 2019, 33(9): 1667-1676. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1667为探究60Co-γ射线辐射对不同木薯品种组培苗的诱变效应,以2个木薯品种新选048和SC205离体单芽茎段为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、5、10、20、40 Gy)进行处理,观察比较不同辐射处理条件下组培苗的生长情况以及移栽后植株的生长状况。结果表明,随着60Co-γ辐射剂量的增加,2个品种组培苗的生根率和萌发率均显著降低;新选048和SC205的半致死剂量分别为15.3 Gy和17.2 Gy。随着辐射剂量的增加,对继代组培苗及其生根苗的生长伤害程度逐渐加强,株高、生根率、移栽成活率等指标均显著降低。不同品种对60Co-γ射线辐射的敏感程度存在差异,新选048的辐射敏感性更强。经60Co-γ射线辐射后,2个木薯品种组培苗均出现叶柄颜色变异、叶形变异、黄化苗、矮化苗等不同程度的形态变异。经大田移栽后统计,新选048变异率为3.3%,SC205变异率为6.6%。对突变材料进行SSR分子标记检测发现,其中有3条引物可检测SC205对照与突变体材料在分子水平上的差异;5条引物可检测新选048对照与突变体材料在分子水平上的差异。本研究结果为利用60Co-γ射线辐射诱变创造木薯新种质以及木薯诱变育种奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1677-1685. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1677
为从细胞水平上揭示刺葡萄3-O-类黄酮葡萄糖基转移酶(UFGT)基因调控花青素合成的功能,以刺葡萄愈伤组织为试验材料,根据刺葡萄愈伤组织转录组UFGT序列片段,利用RT-PCR结合RACE技术克隆得到VdUFGT基因,并对其进行生物信息学和表达特性分析。结果表明,VdUFGT基因cDNA和DNA开放阅读框(ORF)分别为1 371 bp和1 448 bp,包含2个外显子和1个内含子,编码456个氨基酸,为带负电荷的不稳定的亲水性蛋白,具有一个UDPGT结构域,是UDPGT超家族成员,包含UDP-黄酮糖基转移酶特征区域。由UFGT同源基因编码蛋白所构建的系统发育树,与植物进化的关系相一致,6个葡萄属植物聚为一支。RT-qPCR分析表明,刺葡萄红色愈伤组织VdUFGT转录水平极显著高于白色愈伤组织,培养25 d的2个细胞培养物差异可达79倍;在刺葡萄愈伤组织连续培养过程中,红色愈伤组织中VdUFGT转录水平变化幅度较大,在愈伤组织快速生长中期和衰老初期分别出现峰值,而刺葡萄白色愈伤组织VdUFGT转录水平与红色愈伤组织相比变化幅度不大,且始终维持在一个较低的水平。说明VdUFGT对刺葡萄红色愈伤组织细胞培养物中的花青素生物合成有重要的调控作用,这种调控作用主要发生在刺葡萄愈伤组织细胞快速生长中期和细胞衰老初期。本研究结果为进一步阐明VdUFGT调控刺葡萄细胞花青素合成的机制奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1686-1697. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1686为构建有效的地被菊再生和遗传转化体系,本研究以匍匐型地被菊雨花落英叶片为外植体,研究不同苗龄和激素配比对叶盘再生的影响;通过农杆菌介导法将外源基因导入野生型植株中,研究预培养、延迟培养、抗生素浓度等遗传转化条件对转化效率的影响。结果表明,雨花落英叶盘转基因最适再生条件为,以苗龄为30 d的组培苗幼嫩叶片为外植体,设置再生培养基配方为MS+6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.8 mg·L-1,此时再生率高达91.11%,平均芽数为5.90;最优遗传转化组合为预培养2 d,侵染5 min,共培养2 d,延迟培养5 d,之后进行选择培养。羧苄青霉素在延迟培养阶段最适抑菌浓度为400 mg·L-1;潮霉素叶盘筛选的最适选择压为8~10 mg·L-1,生根筛选最适浓度为11 mg·L-1;培养后期加入6-KT可以有效提高抗性芽的再生率;调节6-BA浓度为1.0 mg·L-1,蔗糖浓度为40 g·L-1,可以将得到的玻璃化苗转化为正常苗。分子鉴定结果表明,15株抗性苗中有10株阳性苗,阳性苗概率为67%;与野生型植株相比,9个株系的CmERF12基因均受到了明显的抑制表达。本研究建立了地被菊雨花落英再生和遗传转化体系,为进一步进行基因功能研究和遗传改良奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1698-1706. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1698为研究金银花AP2转录因子参与低温的应答机制,本研究基于低温下金银花转录组测序数据,利用在线生物信息学工具对金银花AP2转录因子的理化性质、亚细胞定位、磷酸化位点、蛋白基序以及进化分析进行鉴定和分析;利用实时荧光定量PCR检测3个DREB基因和1个RAV基因在低温胁迫下的表达情况。结果表明,在金银花中共筛选了34个AP2转录因子,不同转录因子之间的理化性质存在差异,表明其在不同的微环境中发挥不同的功能;亚细胞定位结果显示,仅有2个AP2定位于叶绿体,其余均定位于细胞核,符合其作为转录因子调控下游基因的表达特性;所有AP2的磷酸化位点均依次表现为丝氨酸>苏氨酸>酪氨酸;根据AP2中所含有的AP2数量以及序列同源性,可将34个AP2分为四个大类,20个AP2属于ERF亚家族,3个属于DREB亚家族,RAV亚家族仅有1个,其余10个属于AP2亚家族。实时荧光定量PCR检测结果表明,DREB和RAV基因均能响应低温胁迫,且不同低温处理时间的不同组织的表达量存在差异。本研究为阐明金银花AP2转录因子响应低温胁迫的机制奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1707-1716. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1707为筛选适用于不同花色西南鸢尾花色合成途径相关基因表达分析的内参基因,本研究根据西南鸢尾及其白花变型白花西南鸢尾花蕾组织的转录组测序数据,筛选了6个常用内参基因(ɑ-TUB、β-TUB、AQP、ACT、GAPDH、UBQ),同时以百合18S做为对照内参基因,在西南鸢尾及其白花变型白花西南鸢尾的花蕾组织中,分别通过反转录PCR(RT-PCR)初筛和RT-qPCR检测表达量,并利用geNorm、NormFinder和BestKeeper软件对7个候选内参基因的稳定性进行评价。RT-PCR初筛结果显示,7个候选内参基因引物的特异性均较好,在6个样品间没有明显差异;RT-qPCR分析表明,7个候选内参基因的表达量存在一定差异,其中18S表达量最高,UBQ最低;geNorm、NormFinder和BestKeeper分析结果表明,ACT表现最稳定,最适合做为内参基因,β-TUB相对稳定性最低;以Actin为内参对西南鸢尾类黄酮/花青素和类胡萝卜素2类色素合成途径中部分相关基因的RT-qPCR分析结果与转录组测序结果相一致。本研究为鸢尾属植物花色素合成相关基因表达分析内参基因的筛选以及鸢尾属植物资源利用和花色育种研究提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(9): 1717-1723. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1717为探究热休克蛋白Hsp70在小鼠体外早期胚胎发育中的表达情况以及Hsp70在胚胎发育中的作用机理,本试验采集8~12周龄SPF小白鼠的卵巢,在体式显微镜下采集卵母细胞并培养成熟,用0.1%透明质酸酶消化卵丘卵母细胞复合体后,放入SrCl2+CB液中进行5 h(37℃)的孤雌激活,然后移入G1培养液进行培养。取培养至2细胞期、4~8细胞期、9~16细胞期、桑椹期和囊胚期的小鼠胚胎提取总RNA,通过实时荧光定量PCR检测Hsp70在各个时期的表达情况,免疫荧光染色检测其在各个时期小鼠胚胎的表达定位。实时荧光定量PCR结果表明,Hsp70在小鼠体外早期胚胎的2细胞期、4~8细胞期、9~16细胞期、桑椹期、囊胚期都有表达,但在2细胞期胚胎和4~8细胞期胚胎的相对表达水平较高,在9~16细胞期胚胎、桑椹期胚胎和囊胚期胚胎的相对表达水平较低。免疫荧光染色结果显示,Hsp70定位于各个时期胚胎的细胞核和细胞质中,但9~16细胞期以后Hsp70主要定位于细胞核中。综上所述,Hsp70对小鼠体外早期胚胎的发育具有潜在的调控作用,这为进一步明确热休克蛋白Hsp70在胚胎抗热应激中的作用及机理研究提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1724-1733. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1724为筛选高氨基酸和高茶氨酸茶树资源及探究茶树中茶氨酸与氨基酸含量之间的关系,本研究利用茚三酮显色法结合酶标仪检测技术测定218份茶树资源春季一芽二叶蒸青样的氨基酸含量,利用高效液相色谱法测定了其茶氨酸含量。结果表明,218份资源的氨基酸含量介于1.50%~8.98%之间,其中高氨基酸茶树资源(氨基酸含量≥5%)55份;茶氨酸含量介于0%~4.03%之间,其中高茶氨酸茶树资源(茶氨酸含量≥3%)13份,不含茶氨酸的茶树资源4份;茶氨酸与氨基酸含量的比值介于0~0.78之间,且集中分布于0.2~0.5之间,二者的相关性系数达0.752,呈极显著正相关。本研究筛选获得了一批氨基酸特异的茶树资源,为高氨基酸和高茶氨酸茶树新品种选育及其形成的分子机理研究奠定了基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1734-1741. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1734为阐明氮元素对微藻次生代谢积累和调控的影响,以三角褐指藻为试验材料,研究不同氮浓度[896(CK)、448、112、28和0 μmol·L-1]处理对三角褐指藻细胞生长、岩藻黄素含量、油脂含量以及叶绿素a含量的影响,并对岩藻黄素-叶绿素蛋白复合体基因(FCPb)和酰基-酰基载体蛋白去饱和酶基因(FAB2)的表达进行实时荧光定量PCR分析。结果表明,氮限制极显著抑制了三角褐指藻细胞的生长和岩藻黄素的合成,但促进了油脂的合成。当氮浓度为112 μmol·L-1时,三角褐指藻岩藻黄素含量最低(0.084 mg·g-1DW),而油脂含量最高,较CK提高了1.36倍。叶绿素a与岩藻黄素含量变化趋势一致。相关性分析表明,氮限制条件下,三角褐指藻岩藻黄素含量与油脂含量显著相关(R2=0.998 8)。实时荧光定量PCR分析表明,氮限制抑制了三角褐指藻中FCPb的表达,促进了FAB2的表达。综上,氮限制通过调控三角褐指藻岩藻黄素、油脂生物合成途径相关基因的表达影响了岩藻黄素和油脂的积累。本研究为进一步探究岩藻黄素与脂类物质代谢合成的关联性提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(9): 1742-1748. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1742淀粉是稻米胚乳的主要组成成分,具有重要的生物学功能和经济价值。籽粒胚乳淀粉合成和贮藏于一种异质化的质体中,即淀粉体。而籽粒形成期,胚乳中富集大量淀粉以充实淀粉体胞内空间并形成晶体状的淀粉颗粒,因此胚乳淀粉组成和结构会极大地影响稻米产量和食味品质的形成。本文综述了胚乳淀粉合成的分子途径,改良稻米产量和食味品质的分子策略,以期为优质稻米育种实践提供一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1749-1754. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1749为提高玉米淀粉的使用性能,采用60Co-γ射线在氧气、空气和氮气条件下对玉米淀粉进行辐照处理,辐照剂量分别为1、3、5、7、10 kGy,测定玉米淀粉的粘度、羧基含量,并采用傅里叶红外(FTIR)和扫描电镜(SEM)进行表征分析。结果表明,随着辐照剂量的增加,玉米淀粉粘度逐渐下降,而羧基含量逐渐升高,其中,辐照剂量为1~5 kGy时,粘度下降较快,最大达到70%以上;辐照剂量为5~10 kGy时,粘度降低减缓。不同气氛条件辐照对玉米淀粉粘度的降低速度和羧基含量的增加速度有明显影响,且其影响程度按照氮气、空气和氧气次序逐渐增强,辐照为5 kGy时,与充氮辐照组相比,充氧辐照组玉米淀粉粘度值降低12.0%,而羧基含量相对增加比率达到107.7%;与原淀粉相比,在3种气氛条件下经5、10 kGy剂量辐照处理后,玉米淀粉分子结构和表面颗粒形貌皆无可见变化,但表征淀粉有序结构的FTIR量化指标1 047 cm-1/1 022 cm-1比值总体上呈下降趋势。综合考虑,辐照引起淀粉分子结构的变化主要发生在无定型区域,而氧气对此有促进作用,氧含量的增加有利于增强该区域内淀粉大分子的辐射裂解与氧化。通过调节辐射剂量和气氛条件,可以节约辐照加工成本,制备性能优良的变性淀粉,从而促进辐照技术在淀粉改性上的推广应用。
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核农学报. 2019, 33(9): 1755-1764. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1755为开发和利用苦菜中的黄酮资源,采用超声波辅助法提取苦菜总黄酮,通过响应面分析法对苦菜总黄酮超声波辅助提取工艺条件进行优化,并对最佳提取条件下苦菜总黄酮提取液的抗氧化能力进行分析。结果表明,苦菜总黄酮超声泼辅助提取最优工艺参数为:乙醇浓度49%、浸提温度69℃、浸提时间162 min、料液比1∶62(m/v),此条件下苦菜黄酮得率为3.73%±0.03%。最优提取条件下,苦菜总黄酮提取液清除DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的IC50分别为0.005 9、0.153、0.024 8 mg·mL-1,表现出较强的抗氧化能力。本研究结果为苦菜黄酮的开发应用提供了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1765-1773. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1765提高小麦籽粒有益微量元素含量,特别是对人体影响较大的Fe、Zn含量,是解决中国广大居民微量元素营养匮乏的重要途径之一。2012-2015年将3个不同基因型小麦品种(邯6172、衡5229和周麦16),种植于河北石家庄赵县、陕西杨凌区和河南省新乡辉县。每个地域3个小区,每小区面积10 m2,试验田按照当地小麦品种区域试验管理。共采集36份小麦样品,小麦籽粒粉碎制得全麦粉;同时将小麦籽粒加工制粉,得到粗麸、细麸和面粉。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定全麦粉及制粉产品(粗麸、细麸和面粉)中的Fe、Zn含量。结合单因素方差分析及Duncan多重比较分析不同地域、不同基因型、不同年际获得的小麦不同制粉产品间的Fe、Zn含量差异。结果表明,基因型对本研究全麦粉Fe含量影响最为显著,地域是影响全麦粉Zn含量的最重要因素。Fe、Zn含量在小麦制粉不同组分中的变化趋势为:粗麸>细麸>面粉。Fe含量在各组分中受基因型影响最大。Zn含量在全麦粉和粗麸中受地域影响最大,细麸中受年际影响最大,面粉中分别受年际×地域的交互作用、基因型和年际3个因素的影响最大。综上所述,全麦粉相对面粉的Fe、Zn含量更高,且更容易通过选种和选择合适地域耕种提高其Fe、Zn含量。本研究为从小麦的种植及加工角度改善主食中铁锌含量较低这一现状提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(9): 1774-1782. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1774为探究超声辅助酶解法提取玉米皮多酚的最优工艺,并探讨其体外抗氧化活性,以玉米皮多酚提取量为响应值,分别考察超声时间、提取温度、料液比和酶添加量4个因素对提取效果的影响。在单因素试验的基础上,采用中心组合响应面分析法对提取工艺进行优化。结果表明,最佳提取条件为:超声时间6.5 min、酶解温度55℃、液料比41 mL·g-1、木聚糖酶添加量2.10%,此条件下,玉米皮多酚提取量最高,为7.26 ± 0.15 mg·g-1,与响应面预测值7.17 mg·g-1相近。DPPH·和ABTS+·清除法抗氧化试验结果表明,玉米皮多酚具有较强的抗氧化能力,可作为潜在天然抗氧化剂应用于食品行业。本研究结果为玉米加工副产物玉米皮综合应用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1783-1788. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1783为制备苦味低且生物活性高的豆粕水解肽,本试验在综合考虑水解酶酶切位点后选取7种酶组合对低温豆粕进行水解,以蛋白质转化率、水解度、分子量分布及智能感官评价等作为水解肽的评价指标,比较不同酶组合的作用效果。结果表明,优化得到豆粕水解肽的最佳酶法制备工艺条件:复合酶的最佳组合为碱性蛋白酶+中性蛋白酶+脱苦蛋白酶,酶解pH值依次为8.5、7.5、7.5,反应温度保持55℃,反应时间分别为3、2、2 h,经最佳酶组合制得的水解肽水解度为16%,分子量≤1 000 Da的水解肽可达89.8%,制备的水解肽理化性质及口感更优。本研究结果为豆粕资源开发及功能性肽产品的应用奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(9): 1789-1799. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1789为探究酶解法、淡碱水解法、溶剂法、超声辅助溶剂法及蒸煮法这5种提取方法对甲鱼油品质的作用效果,以甲鱼脂肪为原料,采用气相色谱仪(GC)和顶空固相微萃取-气质联用仪(HS-SPME-GC-MS)对甲鱼油中脂肪酸组成及挥发性成分变化进行测定分析,并结合感官评价及理化指标分析。结果表明,5种提取方法对甲鱼油的感官与理化特性、脂肪酸组成及挥发性成分存在显著性差异(P<0.05),其中,超声辅助溶剂法的甲鱼油提取率最高,达78.51%,该方法提取的甲鱼油酸价(0.97 mg KOH·g-1)、过氧化值(2.16 m Eq·kg-1)均优于其他方法,并含有丰富的油酸、EPA和DHA。此外,超声辅助溶剂法的甲鱼油壬醛、己醛、2-壬酮、2-十一酮及1-戊烯-3-醇主体特征风味化合物的相对含量均较低,鱼腥味较淡,色泽透亮。综上表明,超声辅助溶剂法提取的甲鱼油品质优于其他提取方法。本研究可为今后优化甲鱼油提取方法提供理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1800-1805. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1800为阐明热风干过程中风干肉水分迁移机制,利用氢质子低场核磁共振弛豫研究热风干过程中(温度35℃、湿度60%、风速3 m·s-1)风干肉内部和外部中水分迁移及水-蛋白相互作用模式。结果表明,在风干过程中风干肉中水分的主要存在形式为不易流动水,其不断从肌原纤维网络内迁移到网络外,水分含量显著下降。风干肉外部中结合水、不易流动水和自由水的弛豫时间均显著下降(P < 0.05),表明风干肉外部中水-蛋白相互作用模式发生改变。而风干肉内部中结合水和自由水的弛豫时间无显著变化(P > 0.05),表明风干过程中风干肉内部和外部中水-蛋白相互作用不同,风干肉表皮的温度较内部温度高,且表皮水分含量下降速度较内部的水分含量下降速度快,导致了硬壳的形成。综上所述,风干过程中风干肉外部的温度高且水分脱除快,导致了风干肉内外部中水-蛋白相互作用不同。本研究结果为调控风干过程中水分迁移速度,实现风干肉工业化加工提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1806-1817. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1806为明确不同宅配条件对小青菜品质的影响及准确预测小青菜的货架期,测定了3、10和20℃条件下盒装和袋装小青菜的失重率、Vc含量、黄化率、a*值、b*值和ΔE值的变化,采用动力学分析和主成分分析、相关性分析等方法建立基于颜色、黄化率和Vc含量变化的综合预测模型。结果表明,3、10和20℃条件下,小青菜的黄化率、a*值、b*值、ΔE值变化均符合零级反应,Vc降解均符合一级动力学反应;以单指标分别建立了货架期预测模型,验证试验表明,各模型的拟合性良好(R2>0.9),实测值与预测值相关性高(>0.93);基于主成分和动力学分析,建立了更准确的货架期预测混合模型,该模型相对误差小于10%,适用于宅配期间小青菜货架期的预测。本研究结果为小青菜的冷链宅配提供理论依据和技术支持。
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核农学报. 2019, 33(9): 1818-1823. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1818为探究肥城桃各器官钙素分配及动态变化规律,本研究以11年生肥城桃为试验材料,采用树干注射41Ca同位素及外施钙肥(0.5%氨基酸钙和0.5%硝酸钙溶液,清水为对照)处理,检测各器官41Ca丰度变化及总钙含量。结果表明,在生长前期,新梢、叶片钙含量增加均最为明显,分别增加40%~68%、13%~28%;果实中的钙含量在幼果期达到最大值,随后逐渐降低;多年生枝的钙含量呈先下降后上升的趋势;叶片对树体中41Ca的竞争能力远超过果实等组织;成熟期41Ca分配情况为树干最高,占67.78%,叶片、枝条次之,果皮、果肉再次,树干皮及枝条皮最低。综上,在肥城桃果实发育各时期喷施不同形态钙肥能有效提高果实、新梢、叶片等幼嫩器官的钙含量,利用41Ca示踪-加速器质谱技术可较准确的研究钙素在植物体内的运动分布规律。本研究结果为肥城桃科学补钙提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1824-1832. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1824
为探讨油菜幼苗在不同浓度铝胁迫下的生理响应,以2个耐铝毒差异显著的油菜品种(耐铝品种R178和铝敏感品种S169)为试验材料,在营养液培养条件下,共设置0(对照)、50、100、150、200和 300 μmol·L-1 6个铝(pH值4.5)处理,研究铝胁迫对油菜根系形态及生理指标的影响。结果表明,50 μmol·L-1铝处理下R178各根系形态指标与对照相比均无显著差异,而S169根系各形态指标与对照均差异显著,其中总根尖数随着铝处理浓度的增加呈先升高后降低的趋势,其他根系指标均随着铝处理浓度的增加呈逐渐减少的趋势,300 μmol·L-1铝处理下,2个品种的主根相对伸长率较对照分别减少65.7%和79.7%。随着铝处理浓度的增加,2个品种幼苗根系中可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈先升高后降低的趋势,叶片中可溶性蛋白含量呈降低趋势,而脯氨酸含量则呈升高的趋势。铝胁迫导致2个品种幼苗根系和叶片的质膜透性显著增加,300 μmol·L-1铝处理下R178和S169根系相对电解质外渗率较对照分别增加54%和59%,叶片中分别增加82%和90%,同一处理下R178根系和叶片电解质外渗率均小于S169。随着铝处理浓度的增加,2个品种根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先增加后降低的趋势;R178叶片中SOD活性呈增加趋势,而S169则呈先增加后降低的趋势,且在200 μmol·L-1时达到最大值;2个品种叶片中的POD、CAT和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先增加后降低的趋势。综上,铝胁迫显著抑制了油菜根系生长,破坏了细胞质膜的完整性,油菜幼苗通过蛋白质和脯氨酸含量的积累以及保护酶活性的增高抵抗铝胁迫。本研究结果为耐铝油菜资源筛选和新品种选育提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1833-1840. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1833为鉴定和筛选花椰菜耐旱种质资源,以12个花椰菜种质资源为试验材料,测定不同浓度PEG[0(CK)、100、150和200 g·L-1]模拟干旱胁迫对花椰菜的相对发芽率(RGP)、相对发芽势(RGR)、相对发芽指数(RGI)、相对活力指数(RVI)、相对苗高(RSH)和相对根长(RRL)等6个指标的影响,并采用隶属函数法进行抗旱性的综合评价。结果表明,100 g·L-1PEG胁迫对花椰菜种子萌发的影响不大,150~200 g·L-1PEG胁迫则显著抑制花椰菜种子萌发。100~150 g·L-1PEG胁迫对RRL具有一定的促进作用,而150~200 g·L-1 PEG胁迫则会明显抑制RSH,表明150~200 g·L-1 PEG可作为花椰菜萌发期抗旱性筛选的适宜浓度。基于RGP、RGR、RGI、RVI、RSH和RRL 6个指标,通过隶属函数法综合评价发现,12个花椰菜材料的抗旱性依次表现为P3>P6>A1>P8>P7>P2>P1>P4>P5>A2>A3>P9。本研究结果为花椰菜抗旱品种选育提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1841-1855. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1841为筛选适合盐碱地种植的粒用高粱品种,在150 mmol·L-1NaCl浓度下对38个粒用高粱品种进行芽期耐盐性的筛选和评价。结果表明,盐胁迫下,38个高粱品种除根冠比外,发芽势、发芽率、根长和叶长均受到不同程度的抑制;各性状的相对值以相对根冠比(CV=62.84%)和相对根长(CV=44.55%)的变异较大;各性状的盐害率则以发芽率的盐害率(CV=39.86%)变异最大。盐胁迫下,相对发芽势与相对发芽率呈显著正相关(R=0.341),而二者与相对根长(R=0.214;R=-0.041)和相对叶长(R=0.041;R=0.205)之间无显著相关性。通过主成分分析确定了2类主成分,分别反映根部生长状况和萌发状况;同时根据各因子的载荷矩阵确定相对根冠比、相对发芽势和相对发芽率可以作为高粱耐盐性的鉴定指标。主成分得分值和模糊隶属函数值间呈显著正相关,表明可以通过二者的综合得分进行高粱耐盐性评价和分类。同时,本研究筛选出了耐盐性品种通杂141、晋粱白2号、吉杂137、龙米粱1号和吉杂148。本研究结果为芽期高粱耐盐性品种的筛选提供了理论基础和鉴定方法。
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核农学报. 2019, 33(9): 1856-1864. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1856为探明秸秆还田和施氮量对贵州省喀斯特地区杂交籼稻干物质积累和产量的影响,以内5优5399为试验材料,在不同秸秆处理和施氮量条件下,研究杂交籼稻的产量和干物质积累特性。结果表明,随着施氮量的增加,水稻的产量和总生物量呈先增加后缓慢下降的趋势;株高、最高分蘖数、叶面积指数、关键生育期干物质积累、主要生育阶段干物质积累、穗后比例和每穗总粒数均随着施氮量的增加总体呈增加的趋势,而成穗率和千粒重与之相反。生育后期,秸秆还田处理的干物质积累量、每穗总粒数较秸秆离田处理分别增加10.9%、2.4%,而秸秆离田处理的茎鞘物质输出率、茎鞘物质转化率、茎叶物质的表观输出量和结实率较秸秆还田处理分别增加45.3%、60.3%、41%、1.4%。综上,本试验条件下,水稻最优组合为秸秆还田和施用N 150 kg·hm-2,最高实际产量可达到9 758.02 kg·hm-2,较秸秆离田和不施氮组合增产18.9%。本研究结果为贵州省喀斯特地区杂交籼稻的可持续发展提供了技术支持。
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核农学报. 2019, 33(9): 1865-1872. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1865为探明不同类型土壤对水稻硅同位素组成及分馏的影响,本研究以红壤、黑土和褐土作为供试土壤,以水稻品种嘉58作为供试材料进行盆栽试验,测定土壤理化性质,水稻各器官干重、硅含量、硅同位素组成等指标。结果表明,不同类型土壤对水稻硅同位素分馏效应均影响明显,红壤、黑土、褐土栽培的水稻硅同位素分馏系数(αPre-Dsi)分别为0.998 8、0.997 8、0.997 5,其中褐土栽培的水稻体内硅同位素分馏程度最大,黑土次之,红壤最小;相关性分析表明,水稻δ30Si值(整株和叶片)与土壤pH值、有机质、有效硅、游离氧化铁和游离氧化铝含量之间均存在极显著相关性(P<0.01),其中土壤游离氧化铁、游离氧化铝含量随着土壤风化程度的增加均呈升高趋势。由此推断,水稻硅同位素组成可能主要受土壤pH值、有机质、有效硅含量及土壤风化程度的影响。本研究结果为利用硅稳定同位素示踪技术探索自然界的硅循环模式提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(9): 1873-1881. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.09.1873为探究不同作物类型内禀水分利用效率(IWUE)之间的区别及其环境影响因素,本研究以春玉米科河28和春小麦定西新24为试验材料,通过桶栽和小区试验,设置水分充足和干旱胁迫2个处理,观测玉米、小麦在不同水分和不同气象条件下的叶片光合生理过程并收集文献资料,分析比较C3和C4作物之间,以及不同环境条件下相同作物IWUE的变化特征及气孔导度模型斜率。结果表明,C4作物玉米较C3作物小麦具有更高的IWUE;有利的环境条件下,小麦IWUE较低,而不利的环境条件下,小麦倾向于提高IWUE;生长在湿润区的C3作物IWUE较低,而半干旱区的C3作物IWUE较高;小麦的气孔导度模型斜率高于玉米,同时不利的环境条件及干燥的气候条件下,作物倾向于降低气孔导度模型斜率。综上,作物气孔调节方式具有优化利用水分的功能,在不利的环境条件下,作物的水分利用方式倾向于保守,从而在较小的水分消耗下,获得最大的产出。本研究结果为区域作物品种选择及布局提供了参考依据。
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