2020年, 第34卷, 第4期 刊出日期：2020-04-10
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核农学报. 2020, 34(4): 681-690. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0681为探讨60Co-γ射线对不同庭院月季品种扦插苗的辐射诱变效应,以粉扇、金凤凰、梅朗口红、紫袍玉带、安吉拉、粉色达芬奇、你的眼睛、香槟和九重香9个庭院月季品种的扦插苗为研究对象,60Co-γ射线为辐照源,设置不同剂量(0、25、45、60、80 Gy)进行辐射处理,测定了死亡率、萌芽率、变异率和主要的形态指标。结果表明,随着辐射剂量增加,月季扦插苗平均死亡率逐渐增加,从33.61%(0 Gy)上升至79.71%(80 Gy);植株生长受到显著抑制,植株变异率呈先升高后降低的趋势,辐射剂量为45 Gy时,植株变异率达到最高,占总体变异率(4.20‰)的64.70%。此外,不同品种月季对60Co-γ射线辐射的敏感性不同,半致死辐射剂量也存在差异,其有效值介于26~55 Gy之间。综合60Co-γ射线对月季扦插苗死亡率、生长势和变异率的影响,推荐庭院月季扦插苗的最适辐射剂量为45 Gy,这为月季辐射育种提供了理论基础。
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核农学报. 2020, 34(4): 691-697. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0691为了确定电子束对番茄种子及幼苗的影响,本试验采用200、300、400、500和600 Gy 5个剂量的电子束分别辐照两个番茄品种黄盆栽和1479的干种子,以未辐照种子为对照,分析电子束处理对番茄种子萌发及其幼苗生理生化特性的影响。结果表明,随着电子束辐照剂量的增加,黄盆栽和1479种子的发芽率逐渐降低;当电子束剂量达到600 Gy时,黄盆栽和1479种子的发芽率分别为对照的97.2%和77.2%。此外,随着电子束辐照剂量的增加,番茄幼苗叶片内渗透调节物质,如游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量显著增加,其中Pro含量增加最为明显;抗氧化酶活性也发生一定的变化,但无明显规律性。总之,不同剂量电子束对番茄种子的影响不同,相同剂量的电子束对不同品种番茄种子的影响也有显著差异,黄盆栽抗辐射能力较1479强。本研究结果为电子束辐照技术在番茄诱变育种中的应用提供了理论指导。
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核农学报. 2020, 34(4): 698-704. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0698在谷子基因组中鉴定出一个CIPK(Seita.5G145900,命名为SiCIPK19)基因。为揭示SiCIPK19对逆境胁迫的响应,对其基因结构、蛋白特征、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,并用实时定量PCR(RT-qPCR)检测了其在谷子苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫下的表达。结果表明,SiCIPK19基因位于谷子5号染色体,基因组序列长1 353 bp,编码450个氨基酸,基因无可变剪切,且不含内含子。功能域分析和多序列比对发现,SiCIPK19蛋白具有非常保守的序列结构,与其他植物CIPK蛋白也非常相似。RT-qPCR分析表明,SiCIPK19基因被聚乙二醇6000(PEG 6000)、ABA、高盐和低温胁迫强烈诱导。此外,SiCIPK19基因在谷子拔节期、抽穗期和灌浆期干旱条件下参与了对干旱胁迫的响应,推测该基因参与谷子对非生物逆境的应答,尤其在抽穗期和灌浆期干旱胁迫应答中发挥重要作用。本研究结果为进一步分析CIPK基因逆境应答机制,以及利用基因工程方法改善谷子抗逆性和提高产量提供了理论支持。
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核农学报. 2020, 34(4): 705-713. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0705LTR反转录转座子是植物基因组中重要的组成部分,可作为遗传工具在生物学研究上发挥重要作用。为探究毛竹中具有潜在活性的LTR反转录转座子,解析LTR反转录转座子转座激活机制,本研究从毛竹基因组中克隆1条典型的LTR反转录转座子序列,命名为PHRE8,系统地分析了PHRE8的结构特征、插入特性和进化关系,并利用荧光定量PCR检测PHRE8在DNA甲基化抑制剂(5-氮杂胞苷)、辐射、高温、低温、高盐逆境胁迫下的转录水平。结果表明,PHRE8属于Ty3-gypsy超家族,全长 5 296 bp,具有完整的GAG与POL结构域,插入时间约为123.07万年,是具有理论潜在活性的转座子;在不同胁迫处理下,与野生实生苗相比,PHRE8的相对表达量均有所增加,猜测PHRE8在不同胁迫条件下,会激发其转录活性,影响宿主基因组结构和基因表达模式的变化,以适应外界环境改变。本研究结果为进一步探究毛竹基因组中活性转座子的功能奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2020, 34(4): 714-720. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0714DNA序列同源比对分析预测出镰刀菌氧胁迫调控因子Fgap1在DON合成基因簇的Tri5和Tri10基因上有结合位点。为阐明Fgap1转录因子在禾谷镰刀菌的Tri基因表达和DON产生中的作用,本研究以野生型PH-1和突变株⊿Fgap1为试验材料,通过菌落形态观察、菌丝生长速率、菌丝结构观察分析氧压敏感性,通过实时荧光定量PCR技术分析Tri基因在不用氧化压力下的表达量,并采用HPLC法测定DON毒素含量。结果表明,过氧化氢、甲耐醌、过氧化叔丁醇、重铬酸钾4种氧化剂均可抑制镰刀菌生长;通过同源重组构建的Fgap1基因缺失突变株对氧化压力更加敏感,明显抑制了镰刀菌的菌丝生长。在氧化胁迫下野生型PH-1菌株中DON毒素含量大量增加,Fgap1基因缺失突变株的DON毒素含量没有明显增加;在氧化胁迫下野生型PH-1菌株的Fgap1基因和Tri基因的表达量大幅上调,而基因缺失突变株⊿Fgap1中未检测到Fgap1基因表达,Tri基因的表达没有明显上调。本研究明确禾谷镰刀菌中Fgap1转录因子能够感受并传递氧化压力信号,为调控Tri基因的表达和DON毒素的合成提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 721-728. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0721为研究生防菌YN201728在烟草体内的定殖规律及防病机制,本研究利用其绿色荧光标记菌株YN28-P43GFPmut3a实时动态观测标记菌的定殖部位及密度,并探究其对温室烟草白粉病的盆栽防效与定殖的关系。结果表明,YN28-P43GFPmut3a发酵液处理烟草种子和幼苗后,种子内的标记菌含量可达2.18×106 CFU·g-1,在幼苗的根表土、根际土、根、茎、叶等组织中均能检测到标记菌,且其定殖密度表现为根表土>根际土>根>茎>叶。激光共聚焦显微镜观察显示,标记菌主要聚集在烟草根表皮、木质部导管、茎表皮、韧皮部及维管束组织、叶片表面和叶肉细胞间隙以及种皮与胚等部位。盆栽防效试验结果表明,YN201728野生型和标记菌株对烟草白粉病均有较好的保护和治疗效果,持效期长达21 d。此外,烟草叶片中内生菌的定殖量与其防效呈正相关。本研究结果表明,内生菌YN201728在烟草体内有良好的定殖和防治白粉病效果,具很好的开发潜力,为烟草病害的生物防治提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2020, 34(4): 729-734. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0729为得到高质量的谷子种子RNA,本研究以5个不同谷子品种为材料,对RNAiso Plus法、改良RNAiso Plus法、CTAB法提取的RNA进行质量和纯度的比较。结果表明,改良RNAiso Plus法提取的总RNA完整性、纯度、浓度均优于其他2种方法提取的总RNA,5个不同谷子品种和不同萌发时期的谷子均可用改良RNAiso Plus法提取出高质量、完整性好的RNA,所得RNA产物可用于构建cDNA文库和转录组测序等后续试验。本研究为禾谷类植物种子的总RNA提取提供了一定的参考,也为谷子种子后续的分子生物学试验奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(4): 735-744. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0735为了研究螺旋藻中的多肽成分,以钝顶螺旋藻为原料,采用超滤法提取螺旋藻中的游离肽,利用nanoUPLC-MS/MS和PEAKS Studio分析谱图信息,结合NCBI数据库进行比对和从头测序分析,获得游离肽的结构组成和百分含量信息。结果表明,利用数据库比对法和从头测序法,分别得到可信的游离肽4 485个和20 597个,匹配到的蛋白质有1 036种。数据库比对结果中的游离肽主要为七肽到二十一肽,少量为二十一肽以上;从头测序结果中游离肽主要为二肽到十六肽,少量为十六肽以上。数据库比对结果中百分含量最高的游离肽是十肽,为15.95%;从头测序结果中百分含量最高的是五肽,达到24.09%。本研究结果为螺旋藻蛋白资源的进一步开发和利用提供了依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 745-751. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0745为从分子水平揭示宁夏枸杞钠的吸收积累机理,本试验采用原子吸收分光光度法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对盐胁迫下宁夏枸杞根中Na+、K+含量以及质膜和液泡膜Na+/H+转运蛋白与H+-ATPase基因表达水平进行测定分析。结果表明,相同胁迫时间下,随着NaCl处理浓度的增加,枸杞根系中Na+浓度总体呈缓慢增加趋势,K+含量呈先增加后减少趋势,Na+/K+比值呈先减少后增加趋势;编码质膜和液泡膜的Na+/H+转运蛋白基因LbSOS1、LbNHX1以及液泡膜H+-ATPase基因LbVHA-C1表达量均呈升高趋势,质膜H+-ATPase基因LbHA1表达量呈先升高后降低趋势。相同NaCl处理浓度下,随着胁迫时间的延长,Na+含量总体呈增加趋势,K+含量呈先增加后减少趋势,Na+/K+比值呈增加趋势。LbSOS1、LbNHX1表达量总体呈先升高后降低趋势,LbVHA-C1、LbHA1表达量总体呈降低的趋势。相关性分析显示,不同胁迫时间下,枸杞根中LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1表达量与Na+含量存在一定的正相关或负相关。上述结果表明,在低浓度NaCl胁迫时,维持枸杞体内较高的K+/Na+比值是宁夏枸杞耐盐的主要方式之一,同时也说明在胁迫初期,质膜和液泡膜的Na+/H+转运蛋白与H+-ATPase参与了枸杞细胞中Na+及时排出胞外和区隔于液泡,从而保持了根细胞内Na+的稳定性。此外,随着胁迫时间的延长和NaCl处理浓度的增加,LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1的表达水平均降低,而 Na+积累量大幅增加,致使枸杞抗盐性降低。本研究揭示了宁夏枸杞的耐盐机理,为利用宁夏枸杞改良宁夏大面积盐碱地提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 759-769. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0759
为探索不同解冻方式对猪肉饼品质和蛋白质氧化程度的影响,本试验将-18℃冻藏的调理猪肉饼分别采用室温解冻、冷藏解冻、流水解冻以及盐水解冻4种方式进行解冻,通过测定解冻后肉饼的保水性(解冻损失率、离心损失率)、pH值、TBARS值、TVB-N值,并测定猪肉饼肌原纤维蛋白羰基含量、巯基含量、蛋白溶解等,分析不同解冻方式对其蛋白氧化程度的影响。结果表明,解冻对调理猪肉饼保水性有较大影响,其中空气解冻与冷藏解冻组的保水性最好,解冻损失维持在5.03%~5.75%之间,离心损失率在31.02%~32.19%之间;同时与新鲜肉饼组相比,空气解冻、盐水解冻和流水解冻组猪肉饼TVB-N值显著上升(P<0.05),盐水解冻组TVB-N值上升至3.17 mg·100g-1;但解冻对调理肉饼pH值、TBARS值、色泽的影响均不显著(P>0.05);通过对肌原纤维蛋白氧化程度的测定发现,解冻会引起肌原纤维蛋白羰基含量上升、巯基含量和溶解度下降,SDS-PAGE试验也证明解冻会引起蛋白质发生不同程度的降解。本研究为实际生产中冻结肉制品解冻工艺的选择与优化提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 770-778. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0770为实现鱼粉加工副产物的高值化利用,本研究对鱼粉加工压榨液经酶解发酵后的挥发性风味及游离氨基酸含量进行了分析。结果表明,鱼粉加工压榨液经酶解发酵后,其滋味成分、游离氨基酸含量、呈味强度和呈鲜能力明显增加,且其牛磺酸含量高达0.263 g·100mL-1,远高于市售鱼露。挥发性风味分析表明,酶解和发酵显著改善了鱼粉加工压榨液的风味,其醛醇类化合物、吡嗪类以及含硫类化合物含量均有所增加,酮类物质含量下降,其风味与市售鱼露相当。本研究为鱼粉加工压榨液或其他水产品下脚料的综合利用提供了有效手段。
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核农学报. 2020, 34(4): 779-787. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0779为提高墨鱼汁在食品加工业中的应用价值,将高压微射流均质处理后的墨鱼汁添加到生鲜面中,分析不同处理压力(0、40、80、120、160、200 MPa)对墨鱼汁粒径变化及墨鱼汁生鲜面蒸煮、质构特性的影响。结果表明,微射流最佳处理压力为120 MPa。该条件下,墨鱼汁粒径显著减小为101.20 nm(P<0.05),墨鱼汁生鲜面条最佳蒸煮时间为315 s,蒸煮断条率和蒸煮损失率分别降低至4.44%和4.98%,膨胀率增加至183.50%,硬度、咀嚼性分别达到642.37 g、176.84 g,感官评价综合得分为94.31。扫描电镜结果显示,微射流处理后墨鱼汁生鲜面结构变得更加均匀致密,孔隙相对减小,结构得到改善。综上,微射流可较好地改善墨鱼汁生鲜面的蒸煮特性和质构特性。本研究结果为墨鱼汁食品的开发提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 788-795. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0788为比较不同生长阶段墨瑞鳕肌肉中脂肪酸组成的变化,本研究通过气相色谱技术测定墨瑞鳕幼鱼、成鱼、亲鱼肌肉中脂肪酸含量,并对脂肪酸组成进行主成分分析。结果表明,3个不同生长阶段墨瑞鳕的不饱和脂肪酸(UFA)总量分别为52.2%、58.2%、60.1%;在高度不饱和脂肪酸(HUFA)中DHA含量均最高。随着鱼体生长,墨瑞鳕棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量均呈上升趋势,从高到低依次为亲鱼>成鱼>幼鱼;肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA、DHA 含量呈下降趋势,从高到低依次为幼鱼>成鱼>亲鱼;UFA总量和单不饱和脂肪酸(MUFA)含量呈上升趋势,从高到低依次为亲鱼>成鱼>幼鱼;多不饱和脂肪酸(PUFA)总量和必需脂肪酸(EFA)总量含量呈先升后降趋势,从高到低依次为成鱼>亲鱼>幼鱼。墨瑞鳕不同生长阶段脂肪酸含量大部分存在显著差异,特别是幼鱼与成鱼的脂肪酸含量(除二十碳三烯酸外)均存在显著差异;肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA等5种脂肪酸是墨瑞鳕的主要特征脂肪酸,这5种主要特征脂肪酸之间均互呈强正相关。随着墨瑞鳕的生长发育应及时提高相应阶段功能性脂肪酸的比例,降低相应阶段呈强负相关的主要特征脂肪酸的比例。本研究结果为墨瑞鳕的开发利用以及饲料营养需求等提供了理论参考。
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核农学报. 2020, 34(4): 796-804. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0796为确定花生叶可溶性蛋白提取最佳工艺,本试验以花生叶为材料,利用碱溶酸沉法提取花生叶可溶性蛋白,分析浸提pH值、料液比及提取时间对蛋白提取率的影响;在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)优化花生叶可溶性蛋白提取条件,并对所得蛋白进行抗氧化活性分析。结果表明,各影响因素主次顺序为浸提pH值>提取时间>料液比,最佳提取条件为料液比1∶20(w/v)、提取时间40 min、浸提pH值 9.0,以此条件建立的响应面试验回归模型拟合性好(R2=0.992 7),花生叶可溶性蛋白理论提取率为52.8%,实际提取率为54.2%,纯度为63.8%。花生叶可溶性蛋白具有较强的DPPH自由基、超氧阴离子自由基清除能力,以及较好的还原能力。本研究结果为花生叶的开发利用及花生产业链的延长提供了一定的数据支持。
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核农学报. 2020, 34(4): 805-815. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0805为优化超声波辅助液-液萃取(LLE)结合气相色谱(GC)检测酿酒酵母菌株合成单萜化合物的工艺条件,本试验以模拟葡萄汁为原料,研究超声功率、超声时间、NaCl添加量和萃取剂体积对萃取效果的影响,在单因素试验的基础上,采用响应面试验优化超声辅助萃取模拟葡萄酒中单萜化合物的萃取工艺。结果表明,模拟葡萄汁单萜类化合物最佳萃取工艺参数为,超声功率405 W、超声时间15 min、NaCl添加量4.9 g、萃取剂体积15.5 mL,在此萃取条件下结合GC可从模拟葡萄汁发酵酒样中检测出芳樟醇、α-萜品醇、香茅醇、香叶醇4种单萜物质,总含量高达46.29 μg·L-1,进一步证实了酿酒酵母可以从头合成单萜化合物。本研究结果为深入探究酿酒酵母菌株单萜化合物合成代谢机制提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 816-823. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0816为研究不同剂量秋葵微粉对小鼠肠道内环境的影响,将小鼠随机分为4组,即对照组、高剂量组(1 800 mg·kg-1·d-1)、中剂量组(900 mg·kg-1d-1)以及低剂量组(450 mg·kg-1d-1),灌胃6周后,检测其粪便、结肠、盲肠相关的肠道指标。结果表明,与对照组相比,各剂量组小鼠粪便含水量均增加,且高剂量组粪便含水量显著高于对照组(P<0.05);各剂量组粪便pH值均极显著降低(P<0.01);各剂量组盲肠内容物 pH 值和结肠内容物pH值均降低。各剂量组盲肠内容物菌群OTU数量均极显著高于对照组(P<0.01),中剂量组Chaol值显著高于对照组(P<0.05);各剂量组结肠内容物菌群的OTU数量较对照组均有增加,中剂量组和低剂量组Chaol值极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)高于对照组。各剂量组盲肠、结肠内容物中短链胎肪酸(SCFA)含量均较对照组增加。秋葵微粉可以提高小鼠肠道中的益生菌比例,降低有害菌比例,促进肠道乙酸、丙酸和丁酸等SCFA含量明显升高。本研究结果为秋葵微粉用于改善动物肠道健康提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 824-830. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0824为比较热鲜和冷鲜黄羽肉鸡原料肉的风味差异,本研究以雪山黄羽肉鸡为原料,分析热鲜(1、2、4 h)和冷鲜(24、48、60 h)鸡肉的pH值以及其脂肪酸、还原糖、游离氨基酸、核苷酸、硫胺素等风味前体物的含量。结果表明,热鲜1 h组鸡肉pH值显著高于其他各组(P<0.05),冷鲜组间鸡肉的pH值无显著差异。热鲜2 h组肌苷酸(IMP)高于其他组,冷鲜组的肌苷(I)和次黄嘌呤(Hx)含量明显高于热鲜组,冷鲜组的游离氨基酸总量均大于200 mg·100 g-1,且显著高于热鲜1 h和2 h组(P<0.05)。热鲜与冷鲜组间的不饱和脂肪酸无明显差异,两处理组中的硫胺素含量均远低于其风味贡献浓度。综上,热鲜鸡与冷鲜鸡的单个风味前体物含量各有优势,二者的风味前体物整体相差无几,冷鲜鸡替代热鲜鸡进行黄羽肉鸡深加工具有较高的可行性。本研究为推广冰鲜黄羽肉鸡提供了技术支撑。
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核农学报. 2020, 34(4): 831-838. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0831为研究牦牛血低聚肽对缺氧所致H9c2心肌细胞损伤以及对运动后小鼠抗疲劳能力的影响,本研究通过建立H9c2 细胞缺氧损伤模型以及小鼠负重游泳试验,研究其抗缺氧能力以及抗疲劳能力。结果表明,与正常对照组相比,缺氧组的H9c2细胞存活率极显著降低(P<0.01),表明缺氧对H9c2心肌细胞有一定损伤;与缺氧组相比,低聚肽干预组的细胞存活率增加且存在剂量依赖性;与常用抗缺氧药物红景天苷相比,牦牛血低聚肽高剂量组细胞存活率为75.1%,而红景天苷组为88.0%。牦牛血低聚肽及其复合肽均能延长小鼠负重游泳时间,提高运动后小鼠肝脏肝糖元(HG)含量,降低运动后小鼠血清乳酸(BLA)和血清尿素氮(BUN)含量。综上,牦牛血低聚肽对缺氧介导的心肌细胞损伤具有一定的保护作用,能提高小鼠的抗疲劳能力,且牦牛血低聚肽与大豆低聚肽按照 5∶5 比例复配后的抗疲劳能力优于单一使用牦牛血低聚肽。本研究结果为耐缺氧活性因子的研究提供了一条新途径。
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核农学报. 2020, 34(4): 839-848. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0839为研究微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,本试验在旱棚条件下以郑单958为试验材料,设置2种灌水方式:微喷灌P(灌水定额:38 mm/次)和畦灌Q(灌水定额:75 mm/次),3种灌水次数:1次(W1)、2次(W2)和3次(W3),采用土壤水分测定仪实时监测整个夏玉米生长季多土层(0~200 cm)土壤体积含水量的动态变化。结果表明,在2种灌水模式下,随着灌水次数的增加(总灌水量增加),夏玉米产量呈增加趋势;相同灌水次数下,微喷灌处理的产量均低于畦灌。与QW1相比,PW2灌水量相同、灌水次数较多,产量提高5.0%;与QW2相比,PW3灌水量减少24%、灌水次数增加,产量提高14.3%。与QW1和QW2相比,PW3植株具有较高的穗位叶光合速率和干物质积累量,且增加了粒重和产量。进一步分析微喷灌(PW2)和畦灌(QW2)的耗水特性发现,与QW2相比,PW2叶面积指数、穗位叶蒸腾速率、阶段耗水量、耗水强度、灌水后日蒸散量及对0~100 cm土层水分的消耗均降低,而深层尤其是100 cm以下土壤水分的利用比例增加,进而PW2全生育期总蒸散量降低10.8%,WUE提高10.3%。综上所述,在华北地区夏玉米足墒播种前提下,采用微喷灌控水方式,灌水定额38 mm、灌水2~3次,可在保障产量的前提下,提高WUE。本研究对华北缺水地区压采地下水,实现节本增效具有重要的理论指导意义。
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核农学报. 2020, 34(4): 849-859. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0849为研究施氮条件下磁化水灌溉对葡萄生长发育及光合特性的影响,以夏黑葡萄(Vitis vinifera×V. labrusca cv. Summer Black)为试验材料,采用盆栽试验,设置磁化水灌溉处理(M0)、非磁化水灌溉处理(NM0)、磁化施氮处理(MN)、非磁化施氮处理(NMN)4个处理,测定生长参数、叶绿素含量、光合气体交换参数以及荧光参数等指标。结果表明,与NMN相比,施氮条件下,MN对葡萄生长有明显促进作用,叶片、根系和全株生物量显著提高80.58%~163.35%(P<0.05),茎生物量无明显变化,根冠比提高26.43%。与NMN相比,MN葡萄叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量提高8.58%~23.78%,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)提高6.06%~8.14%,而胞间CO2浓度(Ci)显著降低(P<0.05)。与NMN相比,MN处理中实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)提高7.97%~9.78%,非光化学猝灭系数(qN)、非光化学耗散(NPQ)和激发能压力(1-qP)降低了12.51%~22.94%。综上所述,施氮条件下,磁化水灌溉可以提高葡萄叶片的光合生产力,维持叶片较好的光合性能,以提高葡萄生物量累积、优化生物量分配格局,促进葡萄的生长。因此,磁化水灌溉技术可投入葡萄生产中。本研究结果为葡萄优质生产及氮肥施用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 860-869. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0860为研究氯化胆碱和海藻糖对油菜蕾薹期干旱胁迫的缓解效应,本试验以5个油菜栽培品种为研究对象,在蕾薹期设置干旱胁迫、干旱胁迫下添加氯化胆碱及干旱胁迫下添加海藻糖3个处理,通过考察15个耐旱指标,探究不同处理对油菜蕾薹期形态、生长发育和生理特性的影响,并对3种处理下的油菜耐旱性进行综合评价和耐旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫导致油菜株高、茎粗、总鲜重、地上部鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降,可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量极显著上升。添加氯化胆碱后,可溶性蛋白含量显著下降(34.96%);添加海藻糖处理后,SOD、过氧化物酶(POD)活性极显著升高(77.22%和183.93%),MDA和可溶性蛋白含量均极显著降低(64.68%和27.68%)。耐旱性效应综合评价表明,干旱胁迫下,淮油18号耐旱性最强(D=0.706),南农油3号耐旱性中等(D=0.476),秦优33、秦油10号和美国油王999耐旱性最差(D=0.364~0.404)。添加氯化胆碱(D值平均提高40.00%)较海藻糖(D值平均提高13.95%)起到更好的抵御干旱逆境的作用。本研究筛选出的根长、茎粗、总鲜重、根鲜重、地上部干重和总干重等指标,可作为油菜抗旱特性快速鉴定的指标(R2=0.992)。综上所述,外源氯化胆碱对干旱胁迫下蕾薹期油菜有更好的缓解作用,这为油菜的耐旱栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 870-877. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0870为探究硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾对桃树生长的效应,以盆栽一年生瑞蟠21号毛桃(Amygdalus persica Linn.)为试验材料,设置3种不同施肥方式(T1:硅钙钾镁;T2:硅钙钾镁+黄腐酸钾;CK:空白对照),在桃幼树生长季进行追肥处理,研究硅钙钾镁肥及硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾对土壤酶活性、土壤养分状况及桃幼树根系构型和植株生长的影响。结果表明,与CK相比,T1、T2均显著提高了桃幼树生长季各时期土壤酸性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性,以及土壤中碱解氮、有效磷、速效钾和有效硅等含量,且配施黄腐酸钾后作用更明显。与CK相比,T1、T2细根比重分别提高了11.2%和26.2%,根系活力分别提高了12.2%和18.1%,根系总长度分别增加了28.1%和61.9%,且有效延缓了根系衰老;T1、T2植株总干重分别提高了1.2倍和2.0倍,根冠比分别提高了9.4%和17.0%,且差异显著。与CK相比,T1、T2各器官中全氮、全磷、全钾含量均显著增加,地上部硅含量分别提高了61.3%和91.9%,地下部硅含量分别提高了62.3%和102.5%,且差异显著。同时,T1、T2桃幼树叶片叶绿素含量和净光合速率均显著提高。综上所述,硅钙钾镁肥可有效提高土壤酶活,促进桃幼树细根的生长,延缓根系衰老进程,增加氮、磷、钾、硅等营养元素积累量,提高叶片光合速率,促进植株生长;硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾后,提高了土壤有效硅及植株硅含量,比单施硅钙钾镁肥效果更加显著。本研究结果为桃树合理施用硅钙钾镁肥提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 878-886. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0878为探明白银市有色冶炼污灌区土壤镉(Cd)形态、空间分布特征及小麦中Cd含量对人体健康的影响,采用连续分级提取法和地理信息系统(ArcGIS)空间插值方法,研究污灌区表层土壤和不同污染程度典型土壤剖面Cd赋存形态及其空间分布差异,阐明污灌区Cd在不同生育期春小麦不同器官中分布和富集特征,并利用健康风险模型计算Cd的健康风险水平并进行空间区划。结果表明,表层土壤Cd不同形态平均含量依次为碳酸盐结合态>可交换离子态>铁锰氧化物结合态>残渣态>有机结合态,占全量比例依次为碳酸盐结合态>残渣态>可交换离子态>铁锰氧化物结合态>有机结合态,其空间分布与Cd总量分布相似。Cd的五种形态均与pH呈显著负相关,与土壤有机质(SOM)呈显著正相关。除残渣态外,其他四种Cd形态和阳离子交换量(CEC)呈显著正相关。0~60 cm土壤剖面Cd形态以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为主,可交换离子态随污染程度降低而降低,残渣态随污染程度降低而增加。春小麦不同器官的Cd含量随春小麦生长总体表现为根>叶>茎>籽粒。Cd健康风险分布与土壤Cd总量、土壤可交换离子态和碳酸盐结合态Cd的空间分布一致。不同区域居民食用小麦对成人的健康风险指数(HQ)范围在1.2~5.6之间,均大于1,已存在非致癌健康风险。本研究结果为白银市土壤重金属Cd污染综合防控提供了科学依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 887-895. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0887为探明曲靖植烟土壤pH状况,在曲靖烟区采集土壤样品3 456份,分析其土壤pH空间变异情况及影响因素。结果表明,曲靖植烟土壤pH均值为6.28,变幅为4.16~8.50,pH值<5.5的土壤样品所占比例为24.36%,pH值>7的土壤样品所占比例为22.56%;各县植烟土壤pH均值在5.43~6.57之间。曲靖植烟土壤pH空间结构为指数模型,其空间变异由结构因子和随机因子共同决定,不同等级呈插花状分布。海拔高度、地形地貌、土壤类型、土壤质地、有机质含量、盐基阳离子和阴离子均显著或极显著影响植烟土壤pH;随着海拔升高,土壤pH呈下降趋势;不同土壤类型以黄壤土pH最高,红壤土pH最低;不同质地土壤以中壤土pH最低,以砂壤土pH最高;土壤pH与土壤有机质含量、速效钾、有效钙含量、有效镁含量和阳离子总量等均符合对数函数模型;土壤pH与土壤有效硫符合“Ⅴ”字型分段线性模型,与水溶性氯符合对数函数模型。本研究结果为曲靖烟区土壤保育提供了科学依据。
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核农学报. 2020, 34(4): 896-903. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.04.0896为研究外源铀对土壤微生态的影响,设置不同浓度(0、10、20、50、100、150 mg·kg-1)的铀对土壤进行处理,测定各铀处理组中土壤酶活性和微生物功能多样性。Biolog-ECO微平板技术分析结果表明,随着铀污染浓度升高,微生物活性逐渐降低;各铀处理组土壤微生物群落Shannon、Simpson、McIntosh多样性指数均显著低于对照组。铀处理后,六大类碳源利用能力较对照组显著降低,其中酚酸类碳源平均颜色变化率(AWCD)仅为对照组的19.98%。对照组中,微生物对胺类碳源利用能力最高;10 mg·kg-1铀处理组中,微生物对多聚物类碳源利用能力最高;50、100和150 mg·kg-1铀处理组中,微生物对羧酸类碳源利用能力最高。酶活性分析表明,随着铀污染浓度升高,碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性均呈下降趋势,而亚硝酸还原酶活性呈先升高后降低的趋势。纤维素酶活性仅在高浓度铀污染土壤中受到抑制。铀处理第30天,酶活性受到的抑制作用最强。4种酶对铀敏感程度依次为芳基硫酸酯酶>碱性磷酸酶>亚硝酸还原酶>纤维素酶。综上可知,铀污染对土壤微生物群落碳源利用能力有显著的抑制作用,同时芳基硫酸酯酶可有效表征土壤受铀污染程度。本研究结果为评估和修复铀污染生态环境提供了理论依据。
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