2020年, 第34卷, 第2期 刊出日期：2020-02-10
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核农学报. 2020, 34(2): 225-230. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0225为培育金针菇尿嘧啶营养缺陷型双核体菌株,将金针菇尿嘧啶营养缺陷型单核体菌株NG1-65、NG1-92和NG1-95(A1B1)分别与可亲和的野生型单核菌株DG1-29(A2B2)杂交得到3株杂交菌株SGN1、SGN2和SGN3,通过栽培试验获得这3株双核体菌株的子实体,收集孢子后通过涂布于选择培养基和镜检获得206株尿嘧啶营养缺陷型单核体菌株,从中随机选取30株单核体菌株,通过单单杂交得到38株尿嘧啶营养缺陷型双核体菌株。结果表明,这些尿嘧啶营养缺陷型双核体菌株在不含尿嘧啶添加物的基本培养基中无法正常生长,在PDA培养基上生长速率低于野生型菌株,在添加尿嘧啶的PDAU培养基上可以不同程度地恢复正常生长。本研究结果为进一步利用营养缺陷型菌株开展金针菇杂交育种、菌种保护等方面研究提供了一定的技术支撑。
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核农学报. 2020, 34(2): 231-239. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0231为了研究芹菜质膜内在蛋白基因的序列特征及其在非生物胁迫条件下的表达特性,探讨其抗逆功能,以芹菜品种六合黄心芹为试验材料,通过RT-PCR技术克隆AgPIP2;1基因,通过生物信息学软件分析其核苷酸和氨基酸序列特征,并采用荧光定量PCR技术检测其在不同组织的表达及其对非生物胁迫的响应。结果表明,AgPIP2;1基因含有1个861 bp的开放阅读框,编码286个氨基酸,其编码的蛋白属于PIP2类蛋白。氨基酸序列分析显示,AgPIP2;1含有高度保守的NPA基序以及高等植物PIP蛋白的保守序列,与其他物种PIP2类蛋白具有较高的同源性,与胡萝卜DcPIP2;1的氨基酸序列同源性达到97.90%。在亲缘关系上与大豆GmPIP2;1、胡萝卜DcPIP2;1和绿豆VrPIP2;1较为接近。实时荧光定量PCR技术分析表明,AgPIP2;1基因在芹菜根、叶柄和叶片中均有表达,其中在叶片中的表达量最高,在根中的表达量最低,呈现比较明显的组织特异性。此外,AgPIP2;1基因受到高温、低温、干旱和盐等非生物胁迫的诱导,说明该基因可能参与芹菜抵御非生物胁迫的过程。本研究为进一步了解AgPIP2;1基因的功能及其在非生物胁迫中的作用奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(2): 240-246. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0240为探究高羊茅(Festuca arundinacea)硝态氮转运蛋白基因(NRT1.1)的表达模式,本研究以黔草1号高羊茅为试验材料,采用RACE和RT-qPCR技术对高羊茅NRT1.1基因的cDNA全长序列进行扩增,并对其不同胁迫处理下的表达情况进行分析。生物信息学分析发现,高羊茅NRT1.1的理论等电点为4.81,平均亲小性为0.919,含有约32.63% α-螺旋、7.63% β-转角和53.73%不规则卷曲。结果表明,NRT1.1基因的cDNA序列全长为2 328 bp,编码606个氨基酸,预测蛋白质分子量为193.9 kDa,且高羊茅NRT1.1与黑麦草NRT1.1氨基酸序列的相似性最高。RT-qPCR表达分析发现,高羊茅叶片NRT1.1受低氮处理0.5~1 h时表达量达到峰值,显著(P< 0.05)高于对照组;在干旱和热处理下,NRT1.1表达量分别在6 h和12 h时达到峰值,且显著(P< 0.05)高于对照组;在盐处理下,仅在6 h时NRT1.1表达量高于对照组,其余时间均受显著(P< 0.05)抑制。本研究结果为解析高羊茅NRT1.1基因的表达模式提供了分子生物学基础。
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核农学报. 2020, 34(2): 247-255. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0247为了解Aux/IAA家族基因在李果实成熟过程中的生物学功能,通过生物信息学鉴定三月李及其红肉突变体果实转录组中的Aux/IAA家族基因,并分析其在果实成熟过程中的表达模式。结果表明,三月李及其红肉突变体果实转录组中共有26个Aux/IAA家族成员,大部分为位于细胞核的不稳定亲水蛋白质。系统进化树分析表明,Aux/IAA家族成员可分为A、B 两组,共9个亚组。大部分Aux/IAA蛋白质含有4个高度保守的结构域。16个Aux/IAA家族基因在三月李及其红肉突变体果实成熟过程中差异表达。PsIAA11、PsIAA13、PsIAA14、PsIAA18、PsIAA19和PsIAA25在三月李及其红肉突变体果实成熟过程中的表达模式存在显著差异。上述结果表明,Aux/IAA家族基因与李果实成熟密切相关,这为深入研究Aux/IAA家族基因在李果实成熟过程中的功能奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(2): 256-264. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0256为获得花生栽培种中有效的InDel标记,本研究基于花生简化基因组检测到的InDel信息,经PCR扩增以及电泳检测验证引物的有效性与多态性,利用生物统计学软件检测InDel标记的多态性水平。结果表明,在花生基因组上设计的39对引物在覆盖4个植物学类型的21份花生中均可获得扩增产物,其中14对引物具有多态性,为总引物数的35.9%,有3对引物位于基因编码区;Shannon指数为0.191 4~1.295 1,均值为0.579 4;多态性信息量(PIC)为0.090 7~0.674 6,均值为0.349 6。本研究筛选获得的InDeI标记可为花生栽培种遗传图谱构建和分子标记辅助育种提供有效的遗传标记。
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核农学报. 2020, 34(2): 265-272. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0265为了提高大白菜耐抽薹品种的分子育种效率,本研究针对大白菜抽薹相关基因BrFLC1第6个内含子的第一个碱基(Pi6+1)G-A的SNP变异开发进行高通量检测的竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记。结果表明,开发的KASP标记BrFLC1-KASP1可有效将晚抽薹类型材料Y177-12(G)和早抽薹类型材料Y195-93(A)分为2组。利用BrFLC1-KASP1标记可以对57份大白菜材料的基因型进行有效鉴别,且鉴定结果与酶切扩增多态性标记(CAPS)G-MvaI以及直接测序法的鉴定结果完全一致。综上所述, BrFLC1-KASP1标记在大白菜材料中具有通用性,且具有准确率高、成本低、效率高的特点。本研究结果对大白菜耐抽薹性的分子标记辅助选择具有重要的育种实践价值。
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核农学报. 2020, 34(2): 273-280. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0273有色大麦较普通大麦含有较多花色苷等活性成分,具有较好的保健和辅助治疗功能。为了解大麦籽粒花色苷的遗传特点,选育高花色苷含量的大麦新品系,本研究以紫光芒裸二棱×Schooner构建的193个重组自交系为材料,测定3个试点[玉溪(2013年)、白邑(2014年)及嵩明(2015年)]的大麦籽粒总花色苷含量和粒色,分析大麦籽粒总花色苷含量的遗传变异及其与粒色的相关性。结果表明,大麦RIL群体籽粒总花色苷含量遗传变异大,3个试验点大麦总花色苷含量变异范围分别为0.36~1.38、0.50~1.50、0.50~1.58 mg·g-1,变异系数为25.00%~33.85%。大麦总花色苷含量呈右偏态、尖顶峰分布,由主效基因控制遗传。高海拔冷凉气候在一定程度上有利于大麦籽粒总花色苷含量累积。3个试点大麦总花色苷含量与粒色均呈极显著正相关,表明大麦籽粒颜色越深,其总花色苷含量越高。与紫光芒裸二棱相比,3个试点有8个共同株系(27、34、35、37、38、60、138、167)的总花色苷含量显著或极显著提高。本研究结果为高花色苷含量大麦种质创新及育种提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 281-287. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0281为探究miR-29a在酉州乌羊不同体组织表达特征及在B16细胞中的表达特性,本研究采用RT-qPCR方法检测miR-29a在酉州乌羊不同体组织以及B16细胞不同发育时期的表达水平。结果表明,miR-29a在酉州乌羊各体组织均有表达,其中在大脑中的相对表达量最高,肺和皮肤中的相对表达量最低;同时在渝东白羊皮肤中的相对表达量是酉州乌羊皮肤的3.44倍,且差异极显著(P<0.01);在细胞增殖过程中,miR-29a相对表达量极显著增加(P<0.01);在分化初期miR-29a相对表达量较高,之后趋于稳定且差异不显著(P>0.05)。在加入分化培养基后,细胞的形态发生变化,黑色素分泌增多。综上所述,miR-29a在酉州乌羊各组织中广泛表达,miR-29a的相对表达量随着B16细胞的增殖而递增,但随着B16细胞的分化而降低,推测miR-29a与B16细胞的增殖与分化密切相关。本研究结果为明确miR-29a在酉州乌山羊各组织中的表达特性及其是否参与了黑色素细胞行为学的调控提供了一定的理论证据。
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核农学报. 2020, 34(2): 288-297. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0288为探讨贮藏温度对美味猕猴桃果实风味品质的影响,将猕猴桃布鲁诺果实贮藏于常温(20±0.5℃)、低温(1±0.5℃)下,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定猕猴桃果实常温和低温贮藏后主要挥发性成分的种类和含量变化;同时,分析果实挥发性成分合成的脂肪酸代谢途径底物(亚麻酸、亚油酸)含量、关键酶活性及其基因表达量的变化。结果表明,与常温相比,低温贮藏降低了猕猴桃果实中酯类物质的种类和相对含量,保持较高醛酮类物质种类和相对含量;常温贮藏下猕猴桃果实风味物质随贮藏时间变化明显,而低温则能够较好维持猕猴桃果实的特征风味。与常温贮藏相比,低温贮藏抑制了脂肪酸代谢中脂氧合酶(LOX)、脂氢过氧化物裂解酶(HPL)、乙醇脱氢酶(ADH)以及醇酰基转移酶(AAT)等关键酶活性及其基因的表达,降低了果实亚油酸和亚麻酸的分解,通过脂肪酸代谢途径合成的酯类物质也因此有所降低。本研究为低温贮藏调控猕猴桃果实风味物质合成及维持猕猴桃果实特征风味提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 298-306. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0298为研究高温杀菌对预浸泡豆杆产品在货架期内品质变化的影响,本试验对经过105℃、15 min和110℃、10 min 2个杀菌条件处理的预浸泡豆杆在货架期内的主要微生物、感官和理化指标的变化情况及相关性进行了分析。结果表明,随着储存时间的延长,2个杀菌条件处理的预浸泡豆杆的菌落总数、硬度和咀嚼性均显著增加(P<0.05),水分含量、pH值、感官评分和亮度L*值均显著降低(P<0.05),蛋白质含量、脂肪含量和弹性变化不显著(P>0.05)。对2个杀菌条件下的各项指标进行相关性分析,其结果与各指标在货架期内的变化趋势基本一致,预浸泡豆杆的表观指标和内部理化指标存在显著的相关性,并确定感官品质和色泽是储存过程中影响预浸泡豆杆品质的关键指标。本研究证实经110℃、10 min杀菌处理的预浸泡豆杆在货架期内能更好地保留预浸泡豆杆的品质。该研究结果为预浸泡豆杆货架期内产品品质的稳定和货架期的延长等问题提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 307-314. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0307为了探究稳定剂对蛋白液鸡蛋干质构特性的影响,以蛋白液为主要原料制作鸡蛋干,分析不同加水量、NaCl添加量以及不同种类稳定剂及添加量对鸡蛋干感官评分、硬度、胶着性、咀嚼性、弹性、粘聚性、回复性等参数的影响。结果表明,鸡蛋干的感官评分和质构参数随着水、NaCl的添加量变化而发生明显改变,在加水量12%、加盐量1.5%的条件下,鸡蛋干的品质相对较好。与不添加稳定剂的对照组(CK)相比,单独添加复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶(TG酶)、瓜尔豆胶、结冷胶的试验组的鸡蛋干感官评分均提高,质构同样得到不同程度的改善。上述稳定剂的各自最佳添加量分别为:复合磷酸盐0.20%、TG酶0.25%、瓜尔豆胶0.25%、结冷胶0.10%。本研究结果为改进蛋白液鸡蛋干的加工配方,有效提升蛋白液鸡蛋干的感官品质和质构特性提供了一定的技术指导。
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核农学报. 2020, 34(2): 315-321. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0315为探讨高压脉冲电场(PEF)电学参数致耐辐射奇球菌破壁提取类胡萝卜素的影响及最佳工艺参数,采用正交试验法,分析了电场强度、处理时间、频率和脉宽4种电场参数对类胡萝卜素提取效果的影响。结果表明,PEF技术提取类胡萝卜素的最优提取水平组合为:电场强度30 kV·cm-1,处理时间30 s,频率30 Hz,脉宽10 μs。该条件下,提取量为75.06 μg·g-1,与未进行电场处理的样品提取量48.27 μg·g-1相比,增加了55.5%。本研究结果为PEF技术的工业化大规模应用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 322-328. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0322为寻求食品中安全高效的亚硫酸盐脱除方法,本研究考察了酪蛋白对虾仁中亚硫酸盐的脱除效果及其机理。通过单因素试验考察了酪蛋白浓度、料液比、浸泡时间对虾仁中亚硫酸盐脱除率的影响,并应用Box-Behnken响应面设计,对脱除工艺进行优化,利用紫外光谱(UV)和傅里变换红外光谱(FT-IR)法初步探究其脱除机理。结果表明,亚硫酸盐脱除的最佳工艺条件为:浸泡时间2.37 h,料液比 1∶6.8 g·mL-1,酪蛋白浓度1.30 g·L-1,亚硫酸盐的实际脱除率为84.13%,且处理后的虾仁在硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性方面依然保持较优水平。UV和FT-IR结果表明,酪蛋白分子和S
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核农学报. 2020, 34(2): 329-338. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0329为了评价高淀粉马铃薯品种的综合品质性状,本研究以甘肃省农业科学院育成的15个马铃薯品种(系)为参试材料,2011-2018年连续8年定点田间试验,测定了块茎产量、营养品质(干物质、淀粉、维生素C、粗蛋白)含量和矿物质元素(钾、钙、铁、锌)含量。结果表明,参试材料的块茎产量和营养品质含量均存在显著的基因型、环境及基因型与环境的互作效应,其中块茎产量、淀粉产量、干物质含量、淀粉含量性状的基因型效应大于环境效应,而营养品质中的维生素C、粗蛋白和还原糖含量的环境效应大于基因型效应。参试材料的块茎产量24 549~50 140 kg·hm-2,淀粉产量4 271~9 298 kg·hm-2,干物质含量21.07%~30.18%,淀粉含量14.63%~21.83%,维生素C含量12.20~18.95 mg·100g-1,粗蛋白含量2.17%~2.71%,还原糖含量0.18%~0.43%,钾含量4 316~5 368 mg·kg-1,钙含量85.10~138.40 mg·kg-1,铁含量10.17~24.50 mg·kg-1,锌含量2.45~3.80 mg·kg-1。大西洋的衍生品种陇薯8号、陇薯9号、陇薯12号、陇薯14号、L0527-2、L08104-12、LZ111和L1149-2淀粉含量均超过18%,其中,L1149-2总体表现优异,其平均块茎产量50 140 kg·hm-2、淀粉产量9 298 kg·hm-2、干物质含量26.75%、淀粉含量19.30%、维生素C含量14.62 mg·100g-1、粗蛋白含量2.52%、还原糖含量0.28%、钾含量5 297 mg·kg-1、钙含量138.40 mg·kg-1、铁含量20.40 mg·kg-1、锌含量3.20 mg·kg-1;而陇薯5号淀粉产量及营养品质较差。本研究为合理利用陇薯系列高淀粉马铃薯品种提供了科学依据,对改良高淀粉马铃薯品种产量和品质具有指导意义。
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核农学报. 2020, 34(2): 339-347. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0339为研究前表面荧光光谱法在水产品品质评价方面的应用,利用前表面荧光对不同冷藏时间的大黄鱼肌肉进行扫描,对色氨酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的荧光光谱数据进行主成分分析(PCA)和Fisher线性判别分析(FLDA),并运用偏最小二乘回归(PLSR)建立了大黄鱼鱼肉荧光光谱数据和冷藏时间的预测模型。结果表明,用PCA方法提取色氨酸和NADH荧光光谱的有效信息,所建模型可区分不同冷藏时间(0~8 d)的大黄鱼样品,且色氨酸作为内源荧光探针的分析效果更好;用FLDA方法分析色氨酸和NADH荧光光谱,留一法(leave-one-out)交叉验证的判别正确率分别为100%和98%,对不同冷藏时间的大黄鱼区分效果优于PCA方法;PLSR模型中色氨酸和NADH荧光光谱的校正集和预测集的相关系数均大于0.9,交互验证均方根误差(RMSECV)分别约为1.13、0.41,校正集均方根误差(RMSEC)/预测集均方根误差(RMSEP)分别约为0.53、0.99,通过NADH荧光光谱建立的PLSR模型预测能力较好。前表面荧光光谱法结合化学计量学技术能够对不同冷藏时间的大黄鱼进行有效区分。本研究结果为前表面荧光光谱技术在大黄鱼冷藏保鲜中对冷藏时间的预测提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 348-355. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0348为阐明罗汉果皂苷提取物(MGE)对胰岛β细胞糖脂毒性的保护作用,本试验通过噻唑蓝(MTT)比色法、Hoechst 33342/PI荧光染色法和Western blotting研究MGE对高糖、高脂诱导INS-1胰岛β细胞活力降低、凋亡及促凋亡因子caspase 3表达水平的影响。结果表明,在0.1~100 μg·mL-1浓度范围内,MGE对INS-1细胞无明显细胞毒性(P>0.05)。高糖、高脂处理使INS-1胰岛β细胞活力显著降低(P<0.05),而MGE(0.1~100 μg·mL-1)干预可明显增强INS-1细胞活力,并呈一定的剂量效应关系。与高糖高脂模型组相比,100 μg·mL-1MGE干预使INS-1胰岛β细胞活性上升了15.5%。荧光染色表明,MGE处理明显抑制了高糖、高脂诱导的INS-1胰岛β细胞凋亡。免疫印迹结果表明,高糖、高脂处理的INS-1胰岛β细胞,cleaved caspase 3蛋白表达水平显著上调,而MGE干预显著下调cleaved caspase 3水平(P<0.05)。本研究结果表明,MGE干预改善了胰岛β细胞的糖脂毒性,抑制了细胞凋亡,其抗凋亡作用可能与抑制caspase 3的剪切活化有关。本研究结果为罗汉果高附加值产品的开发及天然、安全降糖功能因子的筛选提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 356-362. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0356运用高光谱技术鉴别玉米霉变等级时,因光谱波段数多、数据量大、信息冗余度高,使鉴别工作难度加大。为了减少数据量,获得最有利于鉴别的高光谱信息特征波长,本研究提出了一种连续投影算法(SPA)融合信息熵的特征波长选择方法。首先,对霉变玉米样本高光谱数据运用多元散射校正(MSC)进行光谱预处理以消除噪声,然后利用SPA对处理过的光谱进行波长初选,得到8个初选特征波长,再通过信息熵原理处理初选特征波长下的图像信息,获得最佳特征波长。结果表明,运用SPA融合信息熵法得到有利于霉变玉米鉴别的最佳波长为819 nm,提取该波长下霉变玉米图像的纹理特征后,采用Fisher判别分析(FDA)进行鉴别,6个等级霉变玉米的鉴别正确率高达98.6%,充分证明所给出的特征波长选择方法是有效的。本研究特征波长选择方法可为更好地运用高光谱技术鉴别玉米霉变等级提供指导。
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核农学报. 2020, 34(2): 363-369. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0363微波是波长微小的电磁波,具有很强的介质穿透能力,可实现物料内外的同时升温。在利用微波熟化淀粉类食品时,具有热效率高、可控性强、设备占地小等优点。本文介绍了淀粉升温糊化过程中微波热效应和非热效应;总结了研究微波非热效应的几种新手段;比较了微波处理与热传导处理在淀粉升温糊化过程中,淀粉颗粒表观特征、晶体结构和分子结构的变化以及热学特性的差异;论述了微波处理淀粉乳中水的响应。本文为后续深入研究微波处理对食物中淀粉糊化的影响与微波糊化淀粉特性的开发利用提供了参考。
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核农学报. 2020, 34(2): 370-375. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0370为明确花生氮素吸收与分配规律,以花育25号为试验材料进行土柱栽培试验,采用15N 示踪法研究氮肥用量对花生不同器官氮素同化吸收与积累分配的影响。结果表明,当施氮量超过90 kg·hm-2(N2)时,花生植株各器官干物质量及氮素积累量基本不再显著增加。籽仁干物重在3个施氮量(N1、N2、N3) 条件下分别较不施氮增加2.61%、5.32%和1.88%,且在施氮量90 kg·hm-2(N2)时最高,为19.00 g/株。同一施氮量条件下,花生不同器官15N 积累量表现为籽仁> 叶> 茎>果壳>根;在不同施氮量条件下,15N 在花生各器官积累量随施氮量增加而增加。N2增加了15N 在籽仁中的分配比例,降低了茎和叶片中的分配比例,促进氮素由营养器官向生殖器官转运,提高了15N 在籽仁中的积累量,其氮肥利用率分别较N1、N3和N4提高22.77%、17.56%和28.13%。综上,本试验条件下施用90 kg·hm-2氮素(N2)可提高花生籽仁干物重,增加氮素积累量和氮肥利用率。一元二次方程模拟结果表明,77.19 kg·hm-2为花生产量最高的最适施氮量。本研究结果为花生氮肥利用率及氮肥的合理施用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 376-382. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0376为明确南方双季稻区不同复种方式对稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响,试验设置油菜-一季中稻(R-MR)、冬季绿肥(紫云英)-早稻-晚稻(GM-ER-LR)、冬闲-早稻-晚稻(WF-ER-LR)3个处理,采用静态暗箱-气相色谱法监测周年温室气体排放,探明不同复种方式对周年作物产量、稻田全球增温潜势(GWP)、籽粒能量产出(GEY)和全球增温潜势强度(GWPI)的影响。结果表明,与R-MR相比,GM-ER-LR和WF-ER-LR显著增加了CH4累积排放量(分别提高1.27倍和1.18倍),显著降低了N2O累积排放总量(分别降低34.1%和49.4%),GM-ER-LR和WF-ER-LR的CH4和N2O累积排放量无显著差异。与R-MR相比,GM-ER-LR和 WF-ER-LR显著提高了周年GEY(分别提高28.6%和27.0%)。在100年时间尺度上,GM-ER-LR和WF-ER-LR的稻田GWP分别是R-MR的1.27倍和1.18倍,GWPI分别较R-MR提高100%和50%。因此,GM-ER-LR和WF-ER-LR有利于提高作物产量,但会增加稻田综合温室效应和温室气体排放强度。鉴于双季稻区中稻面积有增大的趋势,综合环境效益和经济效益,油菜-一季中稻减排增效效果更好。
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核农学报. 2020, 34(2): 383-391. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0383为探究南方稻区旱直播对旱稻茎秆倒伏能力及产量的影响,本试验以旱稻品种旱优73和沪优2号为材料,进行不同直播方式大田晚稻试验,共设置3个处理:旱直播(DDS)、湿直播(WDS)和淹水直播(FDS),系统比较3种直播方式下旱稻的产量、产量构成及抗倒伏特性。结果表明,与WDS和FDS相比,DDS可提高旱稻供试品种的出苗率,增幅为6.57%~23.29%,且处理间差异达显著水平(P<0.05)。同时,DDS有利于提高供试品种旱稻产量,两品种增产幅度为7.89%~22.21%,其中沪优2号产量较旱优73增加3.87%。从产量构成因素分析,产量的提高主要得益于单位面积有效穗数的提高。此外,DDS有利于提高供试品种茎秆抗折力和秆型指数,降低弯曲力矩与倒伏指数,株高与基部节间较短,有利于茎秆粗壮和增加茎壁厚度。茎粗、壁厚和秆型指数与抗折力呈显著或极显著正相关,与倒伏指数呈极显著负相关。株高和弯曲力矩与抗折力呈极显著负相关,与倒伏指数呈极显著正相关。上述结果表明,采用DDS种植方式不仅有利于提高旱稻产量,而且可明显提高植株抗倒伏能力,降低倒伏风险,可在生产中推广使用。本研究结果为南方稻区旱稻品种直播高产稳产栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 392-400. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0392为探索贮藏温度影响种苗质量的光合生理机制,以西瓜品种早佳8424嫁接苗为材料(砧木为南瓜品种壮士),研究黑暗条件下25℃和15℃贮藏温度对西瓜幼苗叶片超微结构及其光合特性的影响。结果表明,黑暗贮藏造成叶绿体内片层排列紊乱、片层数量减少,叶绿体内淀粉粒消失;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随着黑暗贮藏时间的延长持续降低;贮藏4 d内,Pn、Gs和胞间CO2浓度(Ci)同步降低,此时是气孔限制造成的Pn降低;贮藏时间延长至6 d,Pn和Gs继续下降,Ci却显著上升,非气孔限制成为Pn降低的主要因素。与15℃黑暗贮藏相比,25℃黑暗贮藏6 d的叶绿体片层结构受损更严重,叶绿体内有较多的嗜锇颗粒,且Fv/Fm、ΦPSⅡ、Gs和Tr显著低于前者。定植后,从贮藏时间看,黑暗贮藏4 d的幼苗Fv/Fm、ΦPSⅡ和叶绿体结构在定植后6 d均能恢复至对照(CK)水平,贮藏6 d的幼苗叶绿体结构和Pn则不能完全恢复;从贮藏温度看,25℃黑暗贮藏6 d,Fv/Fm和ΦPSⅡ在定植后6 d不能恢复;而15℃黑暗贮藏6 d,Fv/Fm和ΦPSⅡ在定植后6 d均可恢复。两种黑暗贮藏温度导致的幼苗地上部干重降低在定植后6 d均不能恢复到CK水平,但15℃黑暗贮藏显著高于25℃黑暗贮藏。与25℃黑暗贮藏相比,15℃黑暗贮藏的幼苗能够保持较好的叶绿体结构,较高的碳同化水平和PSⅡ光化学活性以及定植后较快的光合性能恢复和物质积累速度。综上,建议西瓜种苗低温黑暗贮藏不宜超过6 d,而常温黑暗贮藏应控制在4 d内。本研究结果为瓜类种苗贮藏及植物对光温胁迫响应的生理机制研究提供了理论参考。
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核农学报. 2020, 34(2): 401-408. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0401为探究金花茶幼苗对低温胁迫的生理响应及其耐寒性,本研究以2 a生金花茶幼苗为材料,进行6~-9℃低温胁迫处理,测定了细胞伤害率(CIR)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、束缚水(BW)/自由水(FW)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)等指标,并进行了低温半致死温度(LT50)和抗寒生理指标相关性分析。结果表明,3~12 h的低温LT50为-6.62~-3.94℃,且随着时间的延长而升高。随着温度的降低, CIR、SS含量及POD、CAT活性总体呈上升趋势, BW/FW、MDA、Pro含量呈先上升后下降趋势, SOD活性总体呈下降趋势;随着胁迫时间的延长,CIR含量呈上升趋势,3~-9℃的SOD活性、0~-9℃的POD活性、-6~-9℃的BW/FW比值呈下降趋势,6~-6℃的SS含量变化较小,-9℃的SS含量呈下降趋势。相关性分析表明,CIR可作为耐寒性鉴定的主要指标,BW、SS、SOD、POD、CAT可作为辅助指标。本研究结果为金花茶引种区域和耐寒性鉴定指标的确定提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 409-417. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0409为进一步探明甘肃贝母种子后熟脱休眠机理,本研究对其种子不同后熟阶段水提取液不同质量浓度下小白菜种子的生物活性进行测定。结果表明,甘肃贝母种子水提取液对小白菜种子萌发及生长具有明显影响,影响程度随其所处后熟阶段的不同而异。在形态后熟阶段,与对照相比,水提取液浓度为2.5 mg·mL-1时,对小白菜种子发芽率和发芽势均有促进作用,但随着水提取液浓度的提高,小白菜种子萌发和幼苗生长均表现明显的化感抑制效应,化感效应指数RI值逐渐降低,当水提取液浓度为40 mg·mL-1时,化感抑制效应达到显著水平(P<0.05)。在生理后熟阶段表现出不同的化感效应,各处理组小白菜种子的发芽率均低于对照,但随着水提取液浓度的提高,化感效应呈现先增大后减小的趋势,当水提取液浓度为5 mg·mL-1时,小白菜苗高、根直径与单苗鲜重均较对照显著提高(P<0.05)。综上表明,甘肃贝母种子内源化感抑制物质在后熟不同阶段具有明显差异,从形态后熟转入生理后熟后,种子内源化感抑制物明显减少。本研究结果为进一步探究甘肃贝母种子中内源抑制物质的种类特性及生产实践中打破其种子休眠提供了科学依据和理论支撑。
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核农学报. 2020, 34(2): 418-424. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0418为了更好地揭示植物捕光色素分子内禀参数对超级早稻光合电子流的影响,探究超级早稻的光合特性差异及其产生的原因,本试验采用LI-6400XT便携式光合测定系统测量了不同超级早稻品种的电子传递速率对光的响应曲线,并利用光合电子流对光响应模型进行了拟合。结果表明,光合电子流对光响应模型在超级早稻上的拟合效果好,计算得到的最大电子传递速率和饱和光强与实测值高度符合。超级早稻品种的最大电子传递速率(ETRmax)和大部分品种的饱和光强(PARsat)显著高于金优402(CK),这与超级早稻捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命(τmin)较短、本征光能吸收截面(σik)较大有关。此外,随着光强的增加,超级早稻捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ'ik)下降缓慢,处于最低激发态的捕光色素分子数(Nk)增长速度较慢,这些都有利于超级早稻对光能的吸收和利用。本研究有助于进一步了解超级稻生长伏势的光合特性,为杂交稻超高产育种提供理论基础。
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核农学报. 2020, 34(2): 425-432. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0425为探讨有机硅改性复合肥防治水稻镉(Cd)污染的效果和机制,采用田间小区试验和大面积示范试验,研究不同配比的有机硅改性复合肥及其不同用量对水稻镉含量、养分吸收、产量和土壤镉有效性及其形态变化的影响。结果表明,小区试验中,与CK和CF1相比,施用有机硅改性复合肥降低了水稻分蘖期茎叶部和根部镉含量,分别下降57.0%~64.1%和24.0%~65.4%;与CK相比,成熟期茎叶镉含量降低30.1%~74.3%,稻米镉含量下降65.3%~81.1%。该结果在大面积示范中得到验证,与普通复合肥相比,有机硅改性复合肥降低了44.2%~86.0%的稻米镉含量,基本达到稻米食用安全国家标准;增加水稻对氮、磷、钾、铁的吸收;增产12.1%~20.0%;土壤pH值提高0.07~0.47;有效镉含量下降1.9%~14.3%。小区试验土壤镉形态分析表明,与CK和CF1相比,有机硅改性复合肥处理的交换态镉含量下降1.2%~22.3%、还原态镉含量增加6.1%~43.0%、氧化态镉含量下降6.8%~35.0%、残渣态镉含量增加2.2%~60.0%。综上所述,施用有机硅改性复合肥可以提高水稻养分吸收,增加水稻产量,同时降低水稻对镉的吸收转运,是一项水稻镉污染防治的新技术。
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核农学报. 2020, 34(2): 433-441. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0433为探讨钝化材料不同复配处理对Cd污染土壤有效Cd含量的影响,利用土壤培养试验和盆栽试验,采用正交试验设计,研究生物炭、粉煤灰、汉白玉3种钝化材料不同复配处理对土壤pH值和Cd生物有效性的影响。结果表明,3种钝化材料不同复配处理均显著提高了土壤pH值,降低了土壤有效Cd含量。随着时间的延长,大部分处理土壤有效Cd含量呈先降低后逐渐达到平衡的趋势,平衡时间为7~15 d。同时,3种钝化材料的因素主次效应依次表现为汉白玉>生物炭>粉煤灰。添加钝化材料后小白菜可食部位的Cd含量显著降低,降幅为9.10%~24.39%,以小白菜可食部位Cd含量作为评价指标,1.5%生物炭+1.0%汉白玉、1.0%生物炭+1.0%粉煤灰+0.5%汉白玉、1.0%生物炭+0.5%粉煤灰+1.0%汉白玉为最优复配处理。本研究结果为Cd污染土壤钝化修复和作物的安全生产提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(2): 442-451. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.02.0442为探究同时检测水中的硫酸新霉素(NEO)和磺胺二甲基嘧啶(SM2)的新方法,根据NEO和SM2在2-巯基乙醇的存在下可与邻苯二甲醛生成具有荧光特性的衍生物,建立时间分辨同步荧光法同时检测水中NEO和SM2的含量。通过研究不同组分的时间分辨同步荧光光谱,确定NEO与邻苯二甲醛衍生物、SM2与邻苯二甲醛衍生物的同步激发特征峰分别为335和291 nm波长处,最佳采集时间分别为1和80 min,最佳同步波长差分别为120和150 nm;采用单因素试验考察邻苯二甲醛溶液、2-巯基乙醇溶液和BR缓冲液的加入量对荧光强度的影响,确定最优的加入量:邻苯二甲醛溶液1.0 mL、2-巯基乙醇溶液0.25 mL、BR缓冲液0.025 mL;据此建立NEO浓度与荧光强度的线性关系,在0.5~14.0 mg·L-1范围内,得到其线性方程为Y=14.73X+6.14;建立SM2浓度与荧光强度的线性关系,在0.25~9.0 mg·L-1范围内,得到其线性方程为Y=13.86X+21.49。NEO和SM2的检出限分别为0.5和0.25 mg·L-1,训练集决定系数(
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