2020年, 第34卷, 第5期 刊出日期：2020-05-10
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核农学报. 2020, 34(5): 905-912. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0905利用萌动的成熟胚作外植体进行基因转化,可有效提高高粱转基因材料选育的效率。为了建立并完善以高粱萌动种胚作为外植体的遗传转化体系,本研究以高粱材料Is-623为转化受体,质粒pM3301UbiSpCP4为外源基因供体,采用农杆菌介导法进行遗传转化,并对转化的关键因素进行分析。结果表明,麦草畏(dicamba)诱导高粱萌动的成熟胚产生愈伤组织适宜浓度约为5 mg·L-1;农杆菌侵染时间为2 h时遗传转化效率较高;经筛选共获得301块抗性愈伤组织,75个转化事件,经PCR、Southern blotting杂交分析、CP4-EPSPS蛋白检测试纸条检测及田间草甘膦耐性鉴定,最终获得草甘膦耐性等级1级株系6株,耐性等级2级株系3株的转基因高粱株系。本研究初步建立了以高粱萌动种胚作为外植体的遗传转化体系,为高粱遗传转化体系的研究和应用奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 913-920. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0913为了解光氧化水稻的光合特性对UV-B辐射的反应,以籼稻两用不育系812S(野生型)及其光氧化突变株系812HS为材料,在自然条件下,采用40 kJ·m-2·d-1剂量的UV-B增强辐射处理植株65 d,分别在幼苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期进行相关生理指标检测和分析。结果表明,与自然光照条件相比,增强UV-B辐射使812HS的分蘖数和有效分蘖数减少,植株矮化,但对其生长抑制程度弱于普通水稻;812HS的叶绿素含量在分蘖期显著降低,但降低幅度低于普通水稻,抽穗期后叶绿素含量显著增加,尤其是在灌浆期,812HS叶绿体含量的增加幅度较普通水稻极显著多出34.3个百分点。增强UV-B辐射处理后,812HS的PSⅡ原初光转化效率(Fv/Fm)在分蘖期的提高幅度比普通水稻大,而在拔节期和灌浆期则明显低于普通水稻。PSⅡ失活的原因是质体醌PQs和PSI蛋白复合体对UV-B辐射敏感,电子从
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核农学报. 2020, 34(5): 921-931. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0921为探究AP2/ERF转录因子在苹果(Malus pumila Mill.)生长发育以及生物或非生物胁迫应答下的功能,本研究利用同源比对和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法,克隆苹果MdAP2/ERF全长cDNA序列并进行生物信息学分析。采用Array技术检测MdAP2/ERF在苹果16种不同组织中的表达情况,RNA-seq技术检测MdAP2/ERF在苹果斑点落叶病菌(Alternaria alternata apple pathotype, AAAP)侵染下的表达特性,RT-qPCR技术检测MdAP2/ERF在NaCl和甘露醇胁迫下的表达模式。结果表明,共获得了MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20-21、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69共计14个MdAP2/ERF基因,其GenBank登录号依次为MG099818-19、MG099821-24、MG099829-30、MG099839、MG099846和MG099855-58,开放阅读框(ORF)分别为966、540、1 260、843、1 056、1 011、1 347、1 047、669、615、1 956、1 455、1 365和1 101 bp。进化分析表明,MdERF12、MdERF37、MdERF20分别属于DREB亚家族A-2、A-4和A-6组;MdERF30、MdERF15、MdERF14/MdERF21和MdERF9/MdERF10/MdERF13分别属于ERF亚家族B-1、B-3、B-5和B-6组;MdAP2D66-69属于AP2亚家族。亚细胞定位预测结果显示,MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69可能位于细胞核;MdERF21可能位于线粒体。Array分析结果显示,14个MdAP2/ERF在16个检测组织中均有不同的相对表达水平。RNA-seq结果显示,MdERF12、MdERF14、MdERF15、MdERF20和MdAP2D66/67/69响应斑点落叶病菌侵染;在150 mmol·L-1 NaCl处理下,MdERF10、MdERF12、MdERF13、MdERF15、MdERF20、MdERF30和MdERF37转录水平上调,而MdERF14和MdAP2D68转录水平下调;在300 mmol·L-1甘露醇处理下,MdERF10、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69转录水平上调,MdERF14转录水平下调。综上表明,MdAP2/ERF基因呈组成型表达,并受斑点落叶病菌、NaCl或甘露醇胁迫诱导或下调,可能参与调控苹果生物胁迫和非生物胁迫应答的过程。该研究结果为进一步揭示AP2/ERF转录因子调控苹果生长发育及逆境胁迫的机理奠定了理论基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 932-938. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0932为了探究羊脂酸对小飞蓬的化感作用,以羊脂酸处理小飞蓬的蛋白质组学数据信息为基础,采用同源克隆和RACE技术克隆了编码CcLhca-Z6基因的完整cDNA序列,利用荧光定量PCR比较了羊脂酸处理后不同时间CcLhca-Z6表达量的差异。结果表明,CcLhca-Z6基因序列全长1 016 bp(Gene Bank 序列号为 MH512007.1),编码266个氨基酸,分子量为28.14 kDa,理论等电点为5.29;小飞蓬Lhca-Z6蛋白与黄花蒿(PWA84283.1)蛋白进化程度最为接近,处于同一分支,亲缘比较近。RT-qPCR分析结果显示,羊脂酸处理显著影响小飞蓬叶片CcLhca-Z6基因的表达,并随着处理时间的延长呈现先升高后降低的趋势。由此推测,CcLhca-Z6基因可能是小飞蓬响应羊脂酸胁迫的关键基因。本研究结果为进一步探索植物源除草剂羊脂酸的作用机理奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 939-947. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0939为明确茶树SNAT基因的序列特征和表达特点,在茶树转录组测序的基础上以茶树(Camellia sinensis)品种舒茶早为试验材料,通过SMARTTM RACE技术克隆茶树褪黑素合成途径中关键限速酶5-羟色胺-N-乙酰转移酶CsSNAT基因的cDNA全长序列,并分析其基因结构和表达模式。结果表明,CsSNAT基因序列全长1 014 bp,其中包含742 bp的完整开放阅读框(ORF),编码247个氨基酸,预测等电点7.64,蛋白分子量27.36 kDa。氨基酸序列比对显示,CsSNAT蛋白与其他高等植物的SNAT蛋白具有较高同源性,与葡萄 VvSNAT(CBI31163)同源性最高,为66.19%。诱导蛋白最佳条件为温度28℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.5 mg·L-1,诱导时间6 h,在上清液中可获得大量分子量为66 kDa的可溶性融合蛋白。实时定量 PCR 分析表明,CsSNAT在褪黑素处理6 h后表达量最高,为对照的3倍;茶尺蠖取食6 h后,CsSNAT表达显著上调。不同激素处理结果显示,CsSNAT受脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)诱导表达。本研究结果为5-羟色胺-N-乙酰转移酶功能研究奠定了一定的基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 948-953. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0948为获知芥蓝中类纤维素合成酶基因的序列特征和表达特性,利用RT-PCR技术从芥蓝中扩增获得1个类纤维素合成酶基因全长cDNA序列,命名为BaCSLD (GenBank 登录号:MH491418),对该基因的序列特征、亚细胞定位、组织特异性表达情况进行分析,并通过最大似然法构建系统进化树。结果表明,BaCSLD cDNA序列包含一个2 796 bp的最大开放阅读框,编码931个氨基酸,且BaCSLD属于跨膜蛋白,具有8个跨膜区。BaCSLD与12个物种同源序列在进化树上分为4组,来自十字花科的AtCSLD与BaCSLD处于同一分支,亲缘关系较近的为苦瓜中的McCSLD,而与同属的油菜中的BnCSLD和芜菁中的BrCSLD关系较远。BaCSLD::GFP融合蛋白定位于细胞膜。此外,BaCSLD仅在芥蓝三级花蕾和花中表达。本研究结果为类纤维素合成酶基因功能的深入研究提供了参考。
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核农学报. 2020, 34(5): 954-962. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0954为研制一种兼防大豆根腐病和根部虫害的高效、低毒种衣剂,本研究采用菌丝生长抑制法测定了96%烯效唑(uniconzole)原药、96%丙环唑(propiconazole)原药、97%阿维菌素(abamectin)原药对大豆根腐病致病菌尖孢镰孢菌(Fusarium oxyporum)和禾谷镰孢菌(F. graminearum)的毒力,筛选最佳复配比,并利用湿研磨法制备种衣剂,进行室内盆栽苗的防效验证。结果表明,当烯效唑、丙环唑和阿维菌素的配比为5:1:2时,对2种镰孢菌抑制作用最佳。播种前,采用8%烯·丙·阿悬浮种衣剂0.2~0.5 g·kg-1处理大豆种子,能促进大豆出苗,且对大豆根腐病的相对防效达80.1%以上。本研究开发的8%烯·丙·阿悬浮种衣剂为进一步开展大豆根腐病和根部虫害田间防治奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 963-972. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0963为探讨岩藻黄质对人红白血病HEL细胞株增殖抑制作用及其诱导凋亡机制,以岩藻黄质处理人红白血病细胞(HEL细胞),采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞凋亡率,分析细胞周期,测定细胞线粒体膜电位,并应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blot法检测凋亡相关基因及蛋白表达的变化。结果表明,岩藻黄质呈剂量依赖性抑制HEL细胞增殖(P<0.01)。流式细胞术检测显示,岩藻黄质作用24 h后,HEL细胞早期和晚期凋亡的比率极显著增高(P<0.01),G0/G1细胞比例增多,S期和G2/M期细胞比例减少,线粒体膜电位降低;岩藻黄质通过上调促凋亡基因和下调抑凋亡基因的表达引起细胞的凋亡,Bcl-xL蛋白的表达变化不显著(P >0.05),Bcl-2蛋白的表达下调,Caspase-3和Bax蛋白的表达极显著上调(P<0.01)。由此可见,岩藻黄质能诱导HEL细胞凋亡,这为新型抗白血病功能食品的开发及白血病的治疗提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 973-981. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0973兰科是重要的观赏、药用园艺植物,在长期的进化演变中形成了丰富的形态类型和复杂的染色体倍性,并普遍存在内多倍性现象。挖掘兰科的遗传信息是育种研究中重要的基础工作。流式细胞术作为一种高通量的细胞分析和分选技术,在植物DNA含量、细胞周期和倍性鉴定等方面应用广泛。本文主要综述流式细胞术在兰科基因组大小测定、染色体倍性分析和内多倍性研究等方面的应用,为进一步利用流式细胞术开展兰科植物杂交育种、染色体结构、进化分类等相关研究提供参考。
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核农学报. 2020, 34(5): 982-993. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0982
硝态氮是植物吸收利用的主要氮源,其吸收利用是一个高度协调复杂的调控过程。植物为了在各种变化的环境中生存,进化出了适宜不同环境的硝态氮吸收利用机制。植物根系中存在不同类型的硝态氮受体,可以感受外界硝态氮浓度变化,并启用高亲和力或低亲和力硝态氮吸收系统,从而吸收硝态氮;硝态氮进入根系后,大部分被运输到地上部进行同化作用,合成大分子物质,以促进植物生长;如果地上部硝态氮含量过多,植物可把多余的硝态氮运送到液泡内储存,待需要时再从液泡转运至细胞质中利用。植物生长发育过程中,老叶和成熟叶片中的硝态氮可被转运到新生组织中,促进新生组织生长。硝态氮吸收利用过程中大量硝态氮吸收、转运、储存、同化和信号调控基因被有序激活并协调工作,促进植物高效吸收利用硝态氮。本文主要针对NRT1和NRT2硝态氮吸收转运相关基因及其功能,以及参与初级硝态氮反应的相关转录因子和小信号多肽在硝态氮信号传导和组织间的信号交流进行综述,以便深入理解植物吸收利用硝态氮的机理,为高效利用氮素的作物育种和栽培技术的创建提供新的思路。
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核农学报. 2020, 34(5): 994-1001. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.0994为探索脉冲强光(IPL)处理对采后食用菌贮藏品质的影响,本试验以新鲜双孢蘑菇为原料,采用不同强度(28.8、48.0、67.2 mJ·cm-2)的IPL进行前处理,研究其在25℃贮藏期间生理指标及品质的变化。结果表明,随着贮藏时间的延长,IPL处理能有效延缓双孢蘑菇开伞、质量损失、褐变及脂膜氧化,在一定程度上保持原有硬度。同时,IPL处理可显著抑制双孢蘑菇中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),可减缓其总酚和维生素C含量的下降(P<0.05),其中48.0 mJ·cm-2处理组效果最佳;贮藏第8天,总酚和维生素C含量分别较对照提高39.06%、53.63%。本研究结果为IPL技术在控制食用菌品质方面的应用提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 1002-1011. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1002为改善乌贼墨黑色素在食品中的应用性能,以虎斑乌贼(Sepia pharaonis)墨囊为原材料,采用碱性蛋白酶酶解制备乌贼墨黑色素,研究不同动态高压微射流(DHPM)(0、40、80、120、160、200 MPa)均质对其物理性质的影响,并采用红外光谱、扫描电子显微镜分析其微观结构。结果表明,DHPM处理使乌贼墨黑色素聚集体解聚,浊度增加、平均粒径减小,粒度分布更加集中和细微化,同时改善了其在去离子水和生理盐水中的溶解性;在压力作用下表现为粘度、空间色度值均有所增大;差示扫描量热法(DSC)分析表明,乌贼墨黑色素在120 MPa下热变性温度为90.70℃,焓变值为0.45 J·g-1,且该压力下其贮藏稳定性最好;红外光谱分析表明,在特定压力处理范围内,DHPM处理使乌贼墨黑色素分子间形成了较强的氢键;扫描电镜观察发现样品颗粒在120 MPa处理后颗粒尺寸最小。因此,DHPM改性技术改善了乌贼墨黑色素的物理性质和微观结构,为其在食品工业中的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 1012-1019. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1012为研究超高压对泥蚶脱壳率及其肌肉品质的影响,以鲜活泥蚶为材料,初步确定合适的辅助泥蚶脱壳的超高压处理参数,并在这些参数条件下,考察超高压对泥蚶肌肉色差、质构、菌落总数和氨基酸组成及其营养评价的影响。结果表明,泥蚶经300 MPa保压5 min(300/5),350 MPa分别保压3、5 min(350/3、350/5),或400 MPa保压1 min(400/1)处理,其脱壳率均达到100%,同时具有较高感官质量。在上述4组优化参数下,超高压组泥蚶肉的白度较对照组显著提高,但超高压组间的总色差值无显著差异;其硬度值提高,黏附性、弹性、内聚性和恢复度值均有所减少;泥蚶的菌落总数从5.3×104 CFU·g-1 降至10~100 CFU·g-1;泥蚶肉氨基酸总量随压力增加而逐渐降低,其中400/1组色氨酸未检出,氨基酸总量比新鲜泥蚶肉下降7.58%,且除400/1组外,其余组泥蚶肉的蛋白均为优质蛋白。传统漂烫、超高压处理均不改变泥蚶肉第一、第二限制性氨基酸种类,分别为甲硫氨酸和色氨酸。综合超高压处理对泥蚶脱壳及泥蚶肉品质的影响,合适的工艺参数为300 MPa保压5 min以及350 MPa保压3~5 min。本研究结果为超高压脱壳技术在泥蚶加工中的应用提供了一定的理论指导。
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核农学报. 2020, 34(5): 1020-1027. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1020为揭示白杨梅果实颜色和单果质量等相关性状的变化规律,以及各指标间的相互关系,本研究以10年生水晶种为试材,测定其果实生长发育过程中各生长指标的动态变化,选择3种理论生长方程对单果质量、纵径、横径、果形指数、果实明度(L*)、红绿值/黄蓝值(a*/b*)、柠檬酸、草酸、葡萄糖、蔗糖和果糖等11个指标进行拟合,并根据拟合结果确定合适的生长方程确立数学模型;同时,对果实生长各指标间的相关性进行分析。结果表明,L*、果形指数、柠檬酸和蔗糖等指标适合选择三项式方程,a*/b*、草酸、果糖和葡萄糖等指标符合二项式方程,单果质量、纵径和横径等指标符合Logistic方程。在果实发育过程中,a*/b*与单果质量、纵径、横径、蔗糖、葡萄糖、果糖和明度之间呈极显著正相关,a*/b*与果形指数和柠檬酸之间呈显著负相关,草酸与L*和a*/b*之间呈极显著负相关。本研究结果为基于颜色对杨梅品质进行无损伤检测和模拟、预测果实发育奠定了理论基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 1028-1037. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1028为考察辣木叶黄酮对采后金桔青霉病的防治效果,以意大利青霉菌为试验菌种,采用体外平板接菌试验和体内损伤接种试验研究辣木叶黄酮对金桔果实采后青霉病的抑制效果及其抑制机理。结果表明,辣木叶黄酮对意大利青霉菌具有良好的抑菌活性,其最小抑菌浓度(MIC)及最小杀菌浓度(MFC)分别为4.00和8.00 mg·mL-1。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果表明,辣木叶黄酮会引起意大利青霉菌菌丝体的扭曲,明显改变青霉菌菌丝的形态,而胞内超微结构显示辣木叶黄酮会破坏其膜结构和细胞器,导致胞内内容物外流,胞内空洞化,进而引起菌体死亡;损伤接种结果表明,辣木叶黄酮处理可显著降低金桔的病斑直径并保持金桔硬度(P<0.05),同时提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)和几丁质酶相关防御酶的活性,使果胶酶保持较低的活性,增强果实的抗病性。本研究结果对辣木叶黄酮在柑橘类水果采后贮藏保鲜的应用具有重要意义。
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核农学报. 2020, 34(5): 1038-1046. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1038为明确广东石豆兰的抗氧化能力及抗氧化成分,以鳞茎为材料,以甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯为提取剂得到4种提取物,测定了4种提取物中总黄酮、总酚含量及其抗氧化活性,并分析了两者之间的关系。结果表明,石豆兰总酚含量高于总黄酮,乙醇为总酚和总黄酮2种物质的最佳提取溶剂;甲醇提取物对羟基自由基清除力和对Fe2+的螯合力最强,对DPPH自由基清除效果最差;丙酮提取物具有最强的总还原力和清除超氧阴离子的能力,而清除羟基自由基能力最弱;乙酸乙酯提取物清除DPPH自由基的能力最强,但总还原力、清除超氧阴离子的能力、Fe2+的螯合力最弱。此外,除了DPPH自由基外,其他4个抗氧化指标与总黄酮或总酚含量呈正相关(0.185<r<0.969),总还原力与总黄酮含量呈显著相关。本研究结果为广东石豆兰抗氧化物质的提取及进一步开发利用提供了参考依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 1047-1053. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1047为建立中华鳖背甲中胶原蛋白酶解物(CH)的制备条件,并明确其体外抗氧化活性,本研究采用单因素试验探讨鳖甲胶原蛋白酶解物的分离条件。结果表明,其最佳提取工艺参数:胃蛋白酶添加量 4 000 U·g-1、pH值2.5、酶解温度35℃。通过透析纯化后获得体外抗氧化活性最好的组分为分子量<50 kDa的样品。该样品经Sephadex G-75凝胶色谱分离纯化得到2个组分,其中GP-2组分对
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核农学报. 2020, 34(5): 1054-1060. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1054为探明电子舌对调味料酒生产工艺的判别能力和理化指标的预测能力,本研究采用电子舌和理化检测手段,结合不同统计方法,对54份料酒样品分别建立定性和定量分析模型。结果表明,应用主成分分析(PCA)可以区分不同生产工艺的料酒样品,第一主成分为鲜味,贡献率62.4%,第二主成分为酸味,贡献率33.2%;应用簇类独立软模式法(SIMCA)可以准确判别酿造料酒和配制料酒,各传感器区分能力(DP)>5,识别率达到100%;应用偏最小二乘法(PLS)将传感器信号与行标方法检测结果进行拟合,总酸、氨基酸态氮和食盐的验证集标准偏差与预测标准偏差的比值(RPD)分别为12.1、6.5和14.1,建立的模型效果良好,可进行准确的定标和预测;酒精度RPD值为2.7,也可进行定量分析,但模型稳定性较弱。本研究结果为应用电子舌对调味料酒进行品质区分和检测提供了理论和实践基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 1061-1069. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1061为定量评估区域农田土壤重金属输入输出平衡,以浙江省衢州市某典型镉(Cd)、铅(Pb)中、轻度复合污染农田为研究对象,对其主要输入源(大气沉降、灌溉、肥料和农药)的Cd、Pb输入通量以及输出通量(水稻秸秆与籽粒移出)开展了长期监测与定量平衡分析。结果表明,大气沉降通量无显著季节变化,由大气沉降导致的Cd、Pb年均输入量分别为3.18和54.46 g·hm-2,输入量占比分别达到34.98%和34.95%;而灌溉水Cd、Pb年均输入量分别为5.76和100.62 g·hm-2,占比分别达到63.37%和64.57%;由肥料带入的Cd、Pb年均输入量分别为0.15和0.74 g·hm-2,占比仅为1.65%和0.47%;而农药带入的Cd、Pb输入量可忽略不计。在该地区双季稻种植模式下,通过水稻秸秆和籽粒的收获和转移,Cd、Pb年输出量分别为10.69和41.74 g·hm-2。综上,调查区域农田土壤Cd的输入输出基本达到平衡,而土壤Pb仍为输入状态,建议对该地区灌溉水进行净化并开展长期监测,同时避免水稻秸秆直接还田。本研究强调了重金属污染区水稻秸秆移除的重要性,为农田土壤重金属污染风险管控提供了理论依据和数据支持。
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核农学报. 2020, 34(5): 1070-1078. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1070为研究土壤氧气扩散速率(ODR)和作物养分利用对不同增氧灌溉方式的响应,以地下滴灌为供水方式,设置循环曝气(VAI)、H2O2(HP30、HP3K)和常规水对照(CK)4种灌溉处理,通过盆栽冬小麦试验,系统分析ODR、作物产量和养分利用规律。结果表明,VAI和HP30处理后48 h内20 cm土层深度的ODR较CK均有明显改善,拔节期、抽穗期和灌浆期经VAI处理后的ODR分别提高60.45%、73.77%和87.88%(P<0.05),拔节和抽穗期经HP30处理的ODR分别提高21.37和23.61%(P<0.05)。VAI和HP30处理后的产量、水分利用效率分别较CK显著提高了36.27%、38.98%和23.37%、21.47%。增氧灌溉促进了作物养分的利用,与CK相比,VAI冬小麦的N、P、K吸收总量分别提高了53.23%、107.41%和72.94%(P<0.05),HP3K冬小麦的P、K吸收总量提高了39.51%、56.19%(P<0.05),HP30冬小麦的N、P吸收总量提高了50.32%、29.63%(P<0.05);VAI和HP30冬小麦N的养分吸收效率较CK提高了43.64%和34.55%(P<0.05),VAI和HP3K籽粒的N素分配率较CK增加了8.33%和6.94%(P<0.05)。相关性分析表明,ODR与冬小麦的N、P吸收总量呈显著正相关;VAI和HP30籽粒的N吸收量和产量呈显著正相关。综上,增氧灌溉改善了ODR,提高了作物的产量和水分利用效率,促进了作物对养分的吸收利用,VAI效果最为显著。本研究结果为增氧灌溉技术提供了理论依据和技术支撑。
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核农学报. 2020, 34(5): 1079-1087. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1079为保证水稻施肥的准确性,揭示水稻机插与同步一次性侧深减量施肥的应用效果,筛选适宜施肥配方,本试验在典型双季稻种植区,以测土配方施肥量为依据,结合精量施肥机,研究机插同步一次性精量施肥对双季稻产量及经济效益的影响,并探讨各构成因素间及其与产量的相互关系。结果表明,侧深施N量和稻季品种对机插双季稻产量、产量构成因素及经济效益具有显著或极显著影响。与常规施肥处理相比,机插同步一次性减N 10%~30%处理的早稻产量和经济效益分别提高16.5%~20.2%和26.4%~31.8%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高5.5%~7.5%、8.2%~25.3%和8.3%~27.6%;晚稻产量和经济效益分别提高3.9%~11.1%和12.6%~20.9%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高15.8%~22.5%、16.8%~26.5%和14.0%~31.6%。其中,以机插同步一次性减N 20%~30%处理效果较好。水稻机插同步一次性精量施肥随着施N量的降低,双季稻产量、经济效益及有效穗数、总颖花数和总实粒数呈先升高后降低的趋势。回归分析表明,早、晚稻侧深施肥N用量分别为130.0和161.5 kg·hm-2时达到最大值,即8 538.2和7 459.1 kg·hm-2。通径分析表明,有效穗数对早、晚稻籽粒产量的直接效应最高。综上所述,通过施肥技术和机插模式的集成与优化,能够有效减少稻田N肥施入,有利于形成有效穗数,扩充籽粒库容,从而达到双季稻生产节肥、省工、增产的目的,为机插同步一次性精量施肥技术应用提供理论支撑。
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核农学报. 2020, 34(5): 1088-1096. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1088为探究高产稻田中防止倒伏发生的早期诊断技术,2015-2016年,以大面积推广的杂交中稻高产新品种蓉18优1015为试验材料,设计3因素完全因子试验,研究不同密肥群体下喷施多效唑对稻谷产量和抗倒伏性的影响。结果表明,随着施氮量和移栽密度的增加,稻谷产量提高,植株抗倒力下降,以施氮量150 kg·hm-2和移栽密度18.75 万穴·hm-2的产量较高。不同密肥群体下施用多效唑对产量和植株抗倒伏性有显著影响,施用多效唑后植株抗倒力增强,但产量因穗粒数下降而减少。不同密肥处理下施用多效唑对产量影响各异。于水稻最高苗期施用多效唑使植株重心高度、弯曲力矩、倒伏指数显著降低,折断弯矩则明显提高,穗粒数平均减少5.24~7.87粒。多效唑对产量的影响表现为低施氮量下因穗粒数减少而减产;中施氮量下产量差异不显著;高施氮量下植株未倒伏、籽粒灌浆结实正常,因结实率和千粒重高而增产。综上所述,肥力水平和施氮量高的稻田于最高苗期施用多效唑有利于水稻产量提高和控制后期倒伏。本研究为指导大面积水稻高产稳产提供了科学依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 1097-1105. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1097为明确籽粒黄熟度对杂交水稻种子活力的影响,探究杂交水稻高活力种子适宜收获期的感官指标,于2016-2017年以深两优1813、隆两优1813、Y两优1128、创两优华占和Ⅱ优838为材料进行杂交水稻制种,通过不同收获时期形成籽粒黄熟度不同的群体,系统分析了不同籽粒黄熟度群体间种子活力、水分、千粒重及内含物的差异。结果表明,在不同品种间,籽粒黄熟度的增加速率存在明显差异。随着籽粒黄熟度的增加,种子活力先增加后趋于稳定;种子水分先降低后趋于稳定;种子千粒重逐渐增加,但差异不显著;种子的直链淀粉、总淀粉、蛋白质及可溶性糖含量均先增加后趋于稳定。当籽粒的黄熟度为75%~90%时,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均处于高值水平,且差异不显著;种子水分和千粒重均未达到显著差异。相关性分析表明,籽粒黄熟度与种子发芽率、活力指数呈极显著正相关,相关系数分别为0.870 3**和0.664 0**;与种子水分呈极显著负相关(R2=-0.842 4**),与种子千粒重相关性不显著(R2=0.197 2)。籽粒黄熟度与种子内含物均无显著相关性,但种子发芽势、发芽指数和活力指数均与种子内含物达到显著相关。综上,籽粒黄熟度为75%~90%可以作为杂交水稻高活力种子生产适宜收获期的感官指标。本研究结果为杂交水稻高活力种子生产提供了理论参考。
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核农学报. 2020, 34(5): 1106-1112. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1106为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响,本试验以薄皮甜瓜DX108为试验材料,以尿素为氮源的处理为对照(CK),研究了相同施氮量条件下,鸡粪与尿素配施(A)以及鸡粪(B)对甜瓜果实葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影响,分析了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS,蔗糖合成与分解方向)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性。结果表明,与CK相比,B、A明显促进了果实中果糖、蔗糖及葡萄糖积累,尤其是显著增加了成熟果实中这3种糖的含量。相关性分析表明,CK的甜瓜果实蔗糖积累与AI活性呈显著负相关,葡萄糖与SPS和SS(蔗糖合成酶)合成方向酶活性呈显著正相关;A和B果实中蔗糖、葡萄糖和果糖积累(除B中葡萄糖积累)与SPS、NI活性呈显著或极显著正相关,与SS分解方向酶活性呈极显著负相关,而A果实中葡萄糖积累与SPS和NI活性呈极显著正相关。综上所述,A和B提高了果实中SPS、NI活性,降低了SS分解方向酶活性,进而促进了糖的积累。本研究结果为有机肥替代化学氮肥在甜瓜生产上的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(5): 1113-1118. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1113为探究豇豆主要根系分泌物肉桂酸对豇豆根系的毒害作用,本研究以2种抗性差异品种豇豆特早30号(TZ30)和紫秋豇6号(ZQJ6)为试验材料,在水培条件下,施用0.2 mmol·L-1肉桂酸,测定并分析根系的生理生化指标。结果表明,肉桂酸处理对2种豇豆根系均有明显毒害作用,2种豇豆的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数均显著下降,但TZ30比ZQJ6降幅小,具有较高抗性。TZ30的平均根系直径升高,无显著性差异;ZQJ6的平均根系直径升高,呈显著性差异,表明TZ30的抗性较高,并说明肉桂酸对豇豆根系的影响主要在幼嫩根系部位。2种豇豆根系的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均显著升高,说明豇豆可以通过提高抗氧化酶的活性来抵抗肉桂酸的自毒作用,其中TZ30的3种抗氧化酶活性提高程度均高于ZQJ6,说明TZ30对肉桂酸的抗性强于ZQJ6。2种豇豆的根系相对电导率均显著增加,根系可溶性蛋白含量均显著下降,说明肉桂酸破坏了豇豆根系的细胞结构,其中TZ30的根系相对电导率增加程度和可溶性蛋白下降程度均较ZQJ6高,说明TZ30的细胞结构受损害更严重。本研究分析了豇豆主要根系分泌物肉桂酸对不同抗性品种豇豆根系的毒害作用,为预防和克服豇豆自毒作用提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2020, 34(5): 1119-1127. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.05.1119为探究萝卜对土壤中镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)和铬(Cr)5种重金属的累积特性,采用温室盆栽试验,通过测定9个不同萝卜品种不同部位的重金属含量,结合重金属富集系数和转移系数以及单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法综合评价萝卜对上述5种重金属的响应规律。结果表明,萝卜地下部对5种重金属富集能力依次为Cd>Pb>Cr>Hg>As,并较易发生重金属的向上转移,地上部较地下部更易累积重金属;萝卜品种和重金属种类均可显著影响重金属累积,且二者交互作用明显。研究发现春不老是一种高产且重金属低累积的萝卜品种。本研究结果为萝卜安全生产及消费提供了指导。
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