2020年, 第34卷, 第1期 刊出日期：2020-01-10
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核农学报. 2020, 34(1): 1-9. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0001为评价马铃薯耐盐性,筛选耐盐种质资源,本研究以164份二倍体马铃薯杂种后代及其亲本为试验材料,进行NaCl胁迫处理,测量盐胁迫和对照条件下杂交后代和亲本的芽长、芽鲜重、芽干重、根长、根鲜重和根干重6个形态指标,然后运用隶属函数分析和聚类分析方法进行综合评价及分类。结果表明,以亲本为对照,比较综合评价D值,筛选出26个耐盐无性系和10个盐敏感无性系;利用6个形态指标和D值分别聚类分析,166个无性系均被分为4个耐盐性不同的类群,表明可以分别利用6个形态指标和D值进行聚类,筛选出在同一类群中共同包含的无性系,提高耐盐评价的精确性;后代无性系根长相对值平均值较高(62.5),且聚类分析后,第一类群和第二类群的根长相对值的差异较小,说明根长不是理想的形态筛选指标,可以考虑用主根数替代根长,作为耐盐筛选的形态指标之一。本研究结果为快速评价大量马铃薯种质资源的耐盐性和马铃薯耐盐育种提供了理论依据和材料基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 10-16. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0010为丰富叶用型食用菊类型,从现有11个品种中初步筛选出叶片口感好、生长势旺盛、叶表皮绒毛少的材料,进行营养成分及产量测定,并以叶片营养成分含量各指标及产量作为叶用型菊花筛选评价要素,建立模糊综合评价法模型,通过对3组依据不同的侧重点构建的权重模型的结果进行计算分析,筛选符合要求的叶用型食用菊材料。结果表明,四倍体菊花脑、二倍体菊花脑、开菊1号综合评价营养成分较好,产量预测值分别为711.52、346.66、424.38 kg·667 m-2;水分含量分别为80.43%、80.77%、82.01%;有机酸含量分别为0.42%、0.34%、0.31%;可溶性糖含量分别为21.09、15.47、4.42 mg·g-1;可溶性蛋白含量分别为17.93、20.02、12.48 mg·g-1;纤维素含量分别为45.99、24.38、95.37 mg·g-1;维生素C含量分别为1.19、1.63、0.91 mg·g-1。模糊综合评价法分析结果表明,四倍体菊花脑、二倍体菊花脑、开菊1号3个品种总体得分相对较高,3组权重总体得分均大于0.4,得分均优于其他材料,可作为优良叶用型食用菊材料。本研究为利用模糊综合评价法筛选符合市场要求的叶用型食用菊品种奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 17-25. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0017BES1/BZR1蛋白是油菜素内酯信号途径的唯一转录因子,在植物生长发育及逆境应答中发挥重要作用。为了探究玉米ZmBES1/BZR1-7基因的功能,从玉米自交系B73中克隆到ZmBES1/BZR1-7基因,并对其功能进行初步分析。序列分析结果表明,ZmBES1/BZR1-7基因无内含子,开放阅读框(ORF)长975 bp,编码324个氨基酸。ZmBES1/BZR1-7蛋白N端高度保守,包含bHLH结构域,与水稻OsBZR1-1相似性达75.95%。实时荧光定量PCR结果表明,ZmBES1/BZR1-7在玉米叶和根中的表达受渗透与盐胁迫诱导显著;16% PEG-6000和100 mmol·L-1 NaCl处理12 h,叶片中ZmBES1/BZR1-7表达量分别为对照的17.8倍和19.8倍。酵母激活试验结果表明,ZmBES1/BZR1-7蛋白具有转录激活活性。共相关分析结果表明,玉米中有72个基因与ZmBES1/BZR1-7基因的表达相关性较高,启动子区均含有E-box或BRRE元件,推测可能是ZmBES1/BZR1-7转录因子调控的靶基因,主要参与细胞、细胞组分、细胞代谢过程等。本研究结果为深入解析玉米ZmBES1/BZR1-7的功能及其调控网络奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 26-35. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0026为探究薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及表达特征,以一年生薄壳山核桃实生苗为材料,利用RT-PCR和PCR技术克隆CiSULTR2.1基因全长,利用RT-qPCR技术分析其在不同浓度硒酸盐处理下的表达情况。结果表明,克隆得到1 902 bp的序列,经分析此序列属硫转运蛋白基因CiSULTR2.1全长开放阅读框的cDNA,编码633个氨基酸。CiSULTR2.1蛋白分子质量为68 943.37 Da,为疏水性的非分泌蛋白,无信号肽,结构稳定,二级结构主要由α-螺旋(51.18%)、延伸链(12.64%)和无规则卷曲(31.28%)构成,包含硫转运蛋白典型的Sulfate-transp结构域(PF00916)和STAS结构域(PF01740)。RT-qPCR分析结果表明,CiSULTR2.1在薄壳山核桃幼苗根与叶中均有表达,40、80 μmol·L-1硒酸盐处理下,12 h出现表达高峰,此后表达量明显下降;而0.5 μmol·L-1硒酸盐处理下,CiSULTR2.1表达高峰出现时间延后至48 h。硒酸盐浓度过高时,CiSULTR2.1表达量显著下降且低于对照。CiSULTR2.1基因能够快速响应40、80 μmol·L-1高浓度硒酸盐的诱导,而0.5 μmol·L-1低浓度硒酸盐需要较长时间才能诱导其高表达。高浓度硒酸盐处理较长时间对植物产生毒性效应,植物对硒酸盐的吸收减少,硒含量降低。本研究结果为薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及硒吸收机制的研究提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 36-44. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0036为全面评价不同类型甘薯品种品质育种指标以及提高育种效率,以2005-2016年育成的13个浙薯系列鲜食及食品加工型甘薯品种为材料,分析亲本系谱,统计品种特征特性,并依据品种用途、干率等对其主要品质性状进行分组比较。结果表明,浙薯系列甘薯品种系谱来源主要是胜利百号和南瑞苕衍生品种栗子香血缘。浙薯81及其衍生品种浙薯13在作为骨干亲本时表现出理想的育种效果。从品种的特征特性来看,鲜食型品种(包括迷你型鲜食品种)具有相对较高的干率(>30%)和淀粉率(>20%);不同类型品种生薯、熟薯的糖分(可溶性糖、还原糖)含量因品种而异;不同加工用途品种类型对胡萝卜素含量指标要求不同。不同类型品种的品质育种指标应进行综合评价,鲜食型甘薯主要以食用品质指标为主,干率是重要的品质指标之一;食品加工型甘薯主要以加工适应性目标为主,需注重中高干率、中高胡萝卜素含量、糖化快等材料的筛选与利用。本研究结果为优质鲜食及加工型甘薯新品种选育的种质创新和应用提供了理论参考。
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核农学报. 2020, 34(1): 45-54. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0045为提高蚕豆优势组合的选配效率,以6个蚕豆材料(P1~P6)为亲本,采用Griffing完全双列杂交配制30个组合,分析亲本和F1的9个主要农艺性状的杂种优势、配合力和遗传力。结果表明,蚕豆产量相关农艺性状的杂种优势明显,分枝数、单株荚数、单株粒数、每荚粒数、百粒重和单株产量的超亲优势为正值,株高、始荚高和主茎节数的超亲优势为负值。配合力效应分析表明,P1和P2为选育大粒高产的优良亲本,P1×P2和P4×P6符合高产的育种目标,P2×P5和P2×P6符合大粒的育种目标;遗传力分析表明,百粒重、每荚粒数和单株粒数的广义遗传力和狭义遗传力均较高,可以相对稳定地遗传给后代,且这3个性状主要受加性效应控制,适宜进行早代选择,其他性状主要受非加性效应影响;主要性状与单株产量的相关分析表明,蚕豆育种应将单株荚数和单株粒数作为重点目标;通径分析表明,在育种过程中应重点关注分枝数、株高、百粒重、每荚粒数等农艺性状。本研究为蚕豆育种进程中的亲本选配和后代选择提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 55-61. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0055为明确切花菊茎秆性状在不同遗传背景下的生长动态和遗传特性,本研究以亲本茎秆性状差异较大的寒小白×蒙娜丽莎白(MH)和亲本茎秆性状差异较小的QX097×蒙娜丽莎白(MQ)两个杂交F1群体为试验材料,调查了定植后15、30、45、60、70 d时的株高、茎粗和节间数,比较分析切花菊茎秆性状的生长动态、杂种优势和主基因效应。结果表明,两个组合的茎秆性状生长动态基本一致,与亲本性状的差异程度关系不大。其中,株高和茎粗总体符合S型生长曲线,而节间数的生长曲线不明显;各茎秆性状的相对生长速率在定植后45 d前均较快。MQ组合株高、茎粗和节间数等茎秆性状的平均值在大部分测定时期均高于MH组合;而MH组合株高和定植45 d后节间数的变异系数都高于MQ组合,但是在茎粗性状上没有明显规律性。各茎秆性状的中亲优势率在MH组合中多表现为正值,而在MQ组合中,除了定植后15 d时茎粗的中亲优势率为正值,其他各时期茎秆性状的中亲优势率均表现为负值。主基因+多基因混合遗传模型分析在MH组合的株高和MQ组合的茎粗上检测到2对加性主基因效应,主基因遗传力分别为97.12%和9.33%,而在其他组合或茎秆性状上未检测到主基因效应。本研究结果为菊花营养生长期栽培调控和茎秆性状的遗传改良提供了参考依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 62-70. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0062可变剪切(AS)主要在转录后水平对植物发育和逆境胁迫响应进行调控,极大地增加了转录组和蛋白质组的复杂性,是植物调控其基因互作网络的分子机制之一。本文简要综述了目前关于AS的分子机理和作用模式,及其在植物发育和非生物胁迫响应中的作用,并结合当前研究现状,对未来AS的研究方向提出建议,为植物生长发育进程调节和优良抗逆性品种的选育提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2020, 34(1): 71-77. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0071甘薯病毒病害(SPVD)是最主要的甘薯病毒病害之一,研究表明甘薯羽状斑驳病毒(SPFMV)和甘薯褪绿矮化病毒(SPCSV)共同侵染形成SPVD。本文综述了SPFMV和SPCSV这2种病毒的生物学特性、检测方法、基因组结构与遗传变异等方面的研究进展,为阐明多种病毒混合侵染机制和防控措施提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 78-84. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0078为考察不同加工方式和样本制备目数对茶叶同位素分馏与测定的影响,建立茶叶中4种同位素δ13C、δ15N、δ2H、δ18O的元素分析-稳定同位素比率质谱(EA-IRMS)分析测试方法,研究红茶和绿茶加工过程中同位素分馏及不同目数样本制备的测试影响。结果表明,通过两点法或三点法构建的校准曲线具有很好的相关性,能够满足测试精度要求;相同原料所加工红茶和绿茶中4种同位素比率无显著差异,未发现同位素分馏效应;红茶和绿茶通过研磨后过80目、100目和120目筛与未过筛4种茶叶样品之间同位素比率无显著差异(P<0.05)。因此,相同原料的非发酵(绿茶)和发酵(红茶)加工以及不同目数样本制备对4种稳定同位素测定均无显著影响。本研究结果为茶叶稳定同位素数据库构建以及样品制备提供了方法基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 85-93. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0085为探讨热处理减轻黄瓜果实低温冷害的作用机理,本试验研究了47℃热水浸泡5 min处理对黄瓜果实在4℃贮藏期间活性氧代谢和膜脂组分的影响。结果表明,47℃热水5 min处理可显著抑制黄瓜果实冷害的发生,贮藏15 d后果实冷害指数较对照(CK)低20.87%。此外,热处理还可抑制黄瓜相对电导率及丙二醛(MDA)含量的上升,提高黄瓜果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(DOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,抑制超氧阴离子($\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$)及过氧化氢(H2O2)的产生,同时降低脂氧合酶的活性,保持较低的饱和脂肪酸含量、较高的不饱和脂肪酸含量和膜脂不饱和度。综上,热处理可维持黄瓜果实活性氧代谢的平衡,抑制膜脂的过氧化作用,从而提高黄瓜果实的抗冷性,减轻果实冷害损伤。
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核农学报. 2020, 34(1): 94-103. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0094为研究酱卤牛肉中挥发性风味物质的贡献程度,以北京地区老字号酱卤牛肉(稻香村、天福号、月盛斋、东来顺)为研究对象,探究各酱卤牛肉产品中风味物质的组成、质量浓度及整体贡献,并采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对北京地区老字号酱卤牛肉中的挥发性风味成分进行定性定量分析。结果表明,4种酱卤牛肉产品中共鉴定出78种挥发性风味物质,其中气味活性物质(OAV ≥1)12种,分别为庚醛、壬醛、肉豆蔻醛、桉叶油醇、芳樟醇、(-)-4-萜品醇、L-α-松油醇、α-松油醇、草蒿脑、茴香脑、1-甲基萘、2-戊基呋喃,被确定为主体风味物质。因具有相对较高的OAV和特殊风味,壬醛、桉叶油醇、芳樟醇、草蒿脑、茴香脑被认定为北京地区老字号酱卤牛肉的特征风味物质,酮类、酯类和部分醇类为修饰风味物质。对12种气味活性物质进行主成分分析和聚类分析,发现不同酱卤牛肉的风味轮廓差异显著,可明确区分其整体风味情况;气味活性物质可聚为4类,其分别来源于原料肉中脂肪的氧化降解、美拉德反应,以及香辛料的添加等。本研究结果为酱卤牛肉产品的风味调控提供了理论参考。
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核农学报. 2020, 34(1): 104-112. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0104为了解四川安岳坛子肉的特征风味及烹饪方式对其特征风味的影响,采用电子鼻、电子舌及气质联用仪研究不同烹饪方式(蒸制和烤制)对坛子肉风味物质组成及其含量的影响。结果表明,烤制坛子肉与生制坛子肉、蒸制坛子肉与生制坛子肉、烤制坛子肉与蒸制坛子肉的判别因子分析聚类差异极显著(P <0.01)。2种烹饪方式得到的熟制坛子肉的风味化合物主要包括醇类、醛类、酯类、酮类、醚类、含硫化合物和杂环化合物七大类。烤制形成的风味物质种类高达101种,常温蒸制61种,此外,异戊醇、乙醛、丁酸丁酯、乙酸乙酯、正己酸乙酯、吡啶、呋喃和丙酮构成蒸制坛子肉的特征风味,己醛、丁酸丁酯、正己酸乙酯和4-羟基-4-甲基-2-戊酮构成烤制坛子肉的特征风味。本研究结果为坛子肉即食食品的精深加工提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 113-119. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0113本研究利用iKnife智能手术刀质谱建立了一种金枪鱼内脏组织脂质组学检测新技术,用于对金枪鱼内脏营养价值进行深入研究。iKnife智能手术刀切割组织样品产生含有大量含磷脂离子的气溶胶,经专门的质谱接口装置直接引入质谱进行实时检测。结果显示,金枪鱼内脏中共鉴定出磷脂离子峰41种,质量范围m/z 699.5~911.6,其中信号最强离子峰m/z 790.5经鉴定为[PE 40:6-H]-(相对丰度10.03%),其次为m/z 745.5([PA 40:7-H]-,相对丰度9.02%)。该方法选择性强、精密度高、灵敏度好。本研究结果为质谱相关技术发展提供了参考,为金枪鱼副产物中脂质检测与综合利用提供了依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 120-130. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0120为揭示日喀则青稞全籽粒所含酚类物质与抗氧化能力间的关系,遴选出抗氧化品质优异的品种,对13份青稞材料的酚类物质含量和抗氧化能力进行了品种间的多重比较分析、酚类物质含量和抗氧化能力的相关分析、抗氧化品质的主成分分析以及品种间的聚类分析。结果表明,按籽粒颜色可将13份青稞品种划分为棕、紫、黑三色,深色(紫色和黑色)品种中花色苷、原花青素、总黄酮和总酚含量较高,且氧化自由基吸收能力(ORAC)、铁离子还原能力(FRAP)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力也高于浅色(棕色)品种。ORAC、FRAP、DPPH自由基清除能力与酚类物质含量之间存在显著或极显著相关性,而金属离子螯合能力(MCC)与酚类物质无显著相关性。主成分分析和聚类分析结果表明,可通过籽粒颜色来进行青稞抗氧化品质初筛,深色青稞品种尤其是黑色青稞品种籽粒抗氧化品质最高。研究青稞籽粒酚类物质抗氧化有助于完善青稞抗氧化品质评价体系,为开发青稞抗氧化功能食品筛选出抗氧化能力优异的品种。
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核农学报. 2020, 34(1): 131-138. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0131为研究贮藏过程中蛋白质氧化对蛋白质分子间作用力的影响机理,通过建立羟基自由基(·OH)氧化体系体外模拟乌贼肉在冻藏过程中蛋白质氧化的过程,从而探究蛋白质分子间作用力与结构的变化情况。结果表明,随着·OH氧化体系中H2O2浓度的增加,乌贼肌原纤维蛋白分子间作用力平衡被打破,离子键和氢键含量逐渐降低,疏水作用力逐渐增强,二硫键和非二硫共价键含量逐渐增加;肌原纤维蛋白表面疏水性逐渐增加;巯基与活性巯基含量逐渐降低。应用红外光谱(FTIR)分析氧化过程中蛋白质二级结构的变化规律,结果表明,自由基对氨基酸侧链和蛋白肽链进行了攻击,随着H2O2浓度的增加,光谱带向不同波数方向有规律地移动,蛋白质二级结构发生变化,α-螺旋和β-折叠含量降低,β-转角和无规则卷曲含量增加。石蜡切片显示,随着H2O2浓度的增加,肌纤维蛋白结构趋于疏松、间隙持续增大、肌丝变细且断裂卷曲量增多。本研究为探究乌贼肉蛋白质氧化的机理提供了理论依据,为延长乌贼贮藏期、提高经济效益与食用品质等相关研究奠定了理论基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 139-146. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0139为提高糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)液体发酵产洛伐他汀的产量,以高产洛伐他汀的糙皮侧耳菌株P380为研究对象,在单因素试验的基础上采用正交试验优化发酵培养基组成。优化后的培养基为:乳糖24.0 g·L-1,玉米粉2.5 g·L-1,氯化铵2.5 g·L-1,磷酸二氢钾5.0 g·L-1,硫酸镁2.5 g·L-1,初始pH值6.0。通过优化培养基,可显著提高糙皮侧耳发酵培养基中洛伐他汀产量,与原始发酵培养基相比,洛伐他汀产量提高3.15倍,生物量提高1.78倍。本研究结果为糙皮侧耳发酵菌质的合理开发利用奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 147-156. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0147为探究不同产量水平下减量施氮对杂交中稻产量和氮肥利用率的影响,以杂交中稻蓉优1015为试验材料,于2016-2017年在四川泸州和德阳进行大田试验,研究不同产量水平下减量施氮[常规施氮量(195 kg·hm-2,NCK)、减量23%(N-23%)、减量46%(N-46%)、不施氮(N0)]对杂交中稻产量、吸氮量、氮素收获指数、氮肥利用率的影响。结果表明,不同地点间杂交中稻产量差异显著,泸州点平均产量为8.54 t·hm-2(中产点),德阳点平均产量为11.60 t·hm-2(高产点)。杂交中稻产量和氮肥利用率对减量施氮的响应随产量水平的变化而变化。中产点:N-46%处理杂交中稻产量与NCK相当,但N-46%处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率、氮收获指数较NCK平均分别增加了93.4%、87.5%、123.4%、6.8个百分点;稻草吸氮量、总吸氮量和生产单位籽粒需氮量较NCK平均分别下降了32.1%、20.6%、21.4%。高产点:N-46%处理杂交中稻氮肥利用率高于NCK,但其产量较NCK平均下降了7.3%,且两者差异显著。与NCK相比,高产点N-23%处理杂交中稻产量、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率、氮收获指数平均分别增加1.3%、36.1%、31.7%、4.4个百分点、21.0%、3.2个百分点,稻草吸氮量、总吸氮量、生产单位籽粒需氮量平均分别降低了12.8%、5.6%、6.4%。减氮处理较高的氮肥利用率与其成熟期相对较低的稻草吸氮量和较高的氮素收获指数有关。同时,相关性分析表明,生产单位籽粒需氮量与稻草吸氮量、总吸氮量呈显著正相关,与氮素收获指数呈显著负相关。可见,根据产量水平合理确定的氮肥减施量,有利于杂交中稻产量和氮肥利用率的协同提高。本研究结果为不同产量水平下杂交中稻减量施氮提供了科学依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 157-168. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0157
为进一步探究氮肥管理对直播杂交水稻茎秆倒伏的影响,在前期研究初步明确直播杂交水稻最适播种量和氮肥运筹方式的基础上,以四川主推杂交稻F优498和新选育杂交稻德优4923为试验材料开展2个大田试验,分别为设5个施氮水平(90、120、150、180和210 kg·hm-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥比均为3∶3∶4);在150 kg·hm-2施氮水平下设4种氮肥运筹方式(基肥∶分蘖肥∶穗肥比分别为10∶0∶0、4∶4∶2、3∶3∶4 和2∶2∶6),研究不同施氮水平和氮肥运筹方式对直播杂交水稻茎秆形态学、力学指标及茎秆化学成分组成的影响及其与抗倒伏能力的关系。结果表明,施氮水平的提高或氮素穗肥比例的增加均会降低直播杂交水稻茎秆折断弯矩、断面系数、弯曲应力、第4节间直径和茎秆碳水化合物含量和钾含量,且施氮水平的增加还伴随茎秆各节间伸长、株高和重心高度增加,倒伏指数增加,倒伏风险增大。直播杂交水稻F优498和德优4923均在施氮水平150 kg·hm-2,氮肥运筹方式分别在基肥∶分蘖肥∶穗肥比为 3∶3∶4 和4∶4∶2条件下获得较理想产量,同时也具备较高的抗倒伏能力。水稻茎秆折断弯矩、外径长轴长、纤维素和氮含量等指标在直播杂交水稻抗倒伏能力中起着重要作用。本研究结果为完善直播杂交水稻技术中合理的氮肥管理提供了理论基础。
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核农学报. 2020, 34(1): 169-176. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0169为探究可缓解草地早熟禾镉胁迫的最适有效硝普钠(SNP)浓度,以草地早熟禾品种蓝月为试验材料,SNP为NO供体材料,研究不同浓度NO对镉胁迫下草地早熟禾叶片生理特性的影响。结果表明,镉离子浓度为200 μmol·L-1时草地早熟禾的生长受到严重抑制,施加SNP(<100 μmol·L-1)能够促进草地早熟禾种子发芽,增加草地早熟禾幼苗叶绿素含量,提高叶片干物质量、相对含水量,以及叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而其游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量均有所降低。表明低浓度NO(<100 μmol·L-1)可有效缓解草地早熟禾镉胁迫,高浓度SNP(>100 μmol·L-1)则表现出抑制作用。本研究结果为草地早熟禾修复镉污染土壤提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 177-185. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0177为减少绣球菌渣废弃物带来的潜在农业面源污染的风险,探讨其资源化利用的可行性,本试验将绣球菌渣与草炭、珍珠岩进行复配,研究不同绣球菌渣复合基质理化性质的差异,黄瓜幼苗生长、生理生化特性及成苗栽培后产量差异,探讨不同基质配方对黄瓜幼苗素质的影响。结果表明,绣球菌渣复合基质的理化性质均在适合黄瓜生长的范围内;配方(绣球菌渣∶草炭∶珍珠岩=1∶1∶1)与对照(CK,草炭∶珍珠岩=2∶1)相比,出苗后20 d,幼苗根冠比、可溶性糖、叶绿素含量分别提高9.84%、25.89%、56.67%,且根系活力是CK的1.79倍;单株果数和产量分别提高17.82%和10.80%,绣球菌渣最佳使用比例为33%。本研究结果为绣球菌渣资源化利用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 186-194. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0186为探讨苦楝在重金属Cd和酸雨的单一及复合胁迫下的生理响应特征,采用人工配置土壤盆栽试验,研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg-1)和3个梯度模拟酸雨(pH值5.6、4.5、3.5)单一及复合处理对苦楝幼苗生物量、Cd含量及叶片保护性酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。结果表明,除低浓度Cd(≤30 mg·kg-1)单一及其与pH值4.5酸雨复合处理对幼苗地上部、地下部生物量有促进作用外,其他处理均表现出抑制作用,其中复合处理对苦楝幼苗的抑制作用更明显,表现为叠加效应;单一Cd处理时,随着Cd浓度的增加,幼苗根、茎、叶中Cd含量逐渐升高,且根系大于茎叶,复合处理抑制了植物对Cd的积累,对叶片的抑制作用最强;Cd和酸雨单一及复合处理下叶片SOD、CAT和POD活性均有所增加,分别在60 mg·kg-1 Cd、pH值5.6,60 mg·kg-1 Cd、pH值4.5和90 mg·kg-1Cd、pH值4.5时出现阈值;在AsA-GSH循环中,单一Cd处理下,AsA、GSH含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随着Cd浓度的增加呈先上升后下降的趋势,单一酸雨处理对上述4个指标的影响不尽一致,而复合处理下上述指标在Cd浓度≤60 mg·kg-1、pH值≥4.5时均能保持较高值,且随着胁迫程度的加深均出现了阈值。综上所述,苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫具有一定的耐性,可在Cd浓度≤60 mg·kg-1和pH值≥4.5的酸雨双重污染区域正常生长。本研究结果为土壤Cd污染的酸雨区域的修复植物筛选提供了理论基础和参考依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 195-202. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0195为探讨离子液体1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([C3mim]BF4)对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,采用水培法检测不同浓度(0、100、200、300、400、500 mg·L-1)[C3mim]BF4条件下小白菜幼苗的生长状况、活性氧水平、抗氧化酶活性及相关抗氧化酶基因表达。结果表明,浓度高于400 mg·L-1的[C3mim]BF4显著抑制种子萌发;500 mg·L-1 [C3mim]BF4显著抑制幼苗生长。[C3mim]BF4处理使小白菜叶片活性氧$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$、H2O2)水平及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量升高,且随着[C3mim]BF4浓度的增加均呈逐渐升高的趋势。[C3mim]BF4使小白菜叶片谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高;浓度≤300 mg·L-1的[C3mim]BF4对过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)生成有一定的促进作用,而浓度高于400 mg·L-1 [C3mim]BF4处理显著抑制小白菜 APX活性,高于500 mg·L-1 [C3mim]BF4处理显著抑制小白菜 CAT活性;100~500 mg·L-1[C3mim]BF4处理显著抑制小白菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,且各处理组的SOD活性均显著低于对照。400 mg·L-1 [C3mim]BF4处理0~3 h,小白菜Gu/Zn-SOD和APX基因表达量升高,处理13 d时其SOD和APX基因表达量均显著低于对照;处理0~12 h时 CAT基因表达上调,处理24 h处理后CAT表达下调。本研究结果为揭示咪唑类离子液体毒性机理提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 203-213. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0203为探讨南方夏季高温对铁线莲生理生化的影响,筛选耐热品种并建立耐热性评价体系,于2015年5-8月,以20个铁线莲品种为试验材料,对其高温半致死温度及高温胁迫下植株热害指数(HII)、相对电导率(REC)、萎蔫程度(WD)等10个生理生化指标性进行测定,并采用主成分、隶属函数、聚类分析和逐步回归等方法对其耐热性进行综合评价。结果表明,20个品种可以分为耐高温、较耐高温、高温较敏感和高温敏感4个类型,其中罗曼蒂克、如古和浪子耐热性较强;高温半致死温度可作为耐热性评价的指标;建立了以HII、REC、叶绿素(CC)和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等6个指标为变量的铁线莲耐热评价模型。本研究结果为铁线莲品种栽培适应性评价体系的建立和耐热型铁线莲品种选育提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(1): 214-223. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0214为探明自全国第二次土地普查(1982年)以来,经多年耕种后新疆南疆耕地土壤的养分含量及分布特征,以具有南疆自然生态条件典型性的新疆产棉大区阿克苏地区为代表,通过野外调查取样和室内分析方法,对该地区耕地土壤大量元素(有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)及微量元素(有效铜、铁、锌、锰)进行测定,并结合新疆本地土壤养分分级相关指标对测定结果进行分析。结果表明,与1982年比,阿克苏地区农田土壤养分含量有较大改善,该地区平均有机质含量13.56 g·kg-1,全氮0.68 g·kg-1,碱解氮、有效磷、速效钾分别为62.30、13.90和145.00 mg·kg-1,其中,有机质与1982年持平,碱解氮、有效磷含量分别较当年高74.50%和385.86%,速效钾含量以年平均2.20 mg·kg-1的速率降低;总体表现为磷富、钾足、氮素含量偏低,有机质为中等水平,微量元素中有效锰含量为中等偏下水平,有效铜、铁及锌均处于不同程度的富足状态。综上,建议针对目前土壤上述营养元素含量水平及变化趋势,加强配方平衡施肥方案的落实,并通过合理灌溉改善氮等可溶性肥料因渗漏而造成含量不足的局面,同时防止土壤盐渍化发生。本研究结果为阿克苏地区今后农业生产土壤培肥、科学施肥提供了理论依据。
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