2016年, 第30卷, 第6期 刊出日期：2016-06-27
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核农学报. 2016, 30(6): 1037-1044. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1037利用γ射线辐照水稻品种嘉浙B的种子,从处理后代中获得了稳定的类病斑突变体嘉浙DB。为了阐明该突变体性状形成的遗传和生物学基础,开展了突变基因定位和类病斑特征及叶绿体相关特性的研究。结果表明,嘉浙DB是一种典型的Sekiguchi类病斑突变体,在无病原菌侵染和外界胁迫的情况下,叶片上可自发形成棕黄色病斑,病斑的面积随着植株的生长不断扩大;在病斑扩展阶段,突变体叶片细胞中叶绿体结构紊乱,提早降解,光合作用效率显著下降;嘉浙DB的类病斑性状属隐性性状,很可能受LOC_Os12g16720的1个突变等位基因控制,其第1 425位核苷酸G缺失可导致移码突变从而编码一个截断的蛋白;突变体中清除活性氧的4个叶绿体抗坏血酸过氧化物酶(APX)的基因转录水平在白天光合作用下均显著高于野生型,而在夜间则无显著差异。叶绿体的结构紊乱及细胞内的高活性氧含量可能是引发突变体叶片细胞凋亡的原因。本研究为从叶绿体的角度阐述Sekiguchi类病斑发生的分子机制提供了依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1045-1053. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1045为获得进口转基因玉米筛查检测策略,并根据策略建立多重PCR方法,对15个进口转基因玉米分子特征进行分析。结果表明,将P-CaMV 35S、T-NOS等2个基因组合作为检测策略可全部检出15个进口转基因玉米至少1次;将P-CaMV 35S、P-ract1、T-NOS、bar、pat、PMI等6个基因组合作为检测策略,除MON810检出1次外,其他每个转化体可检出至少2次。同时,利用获得的筛查检测策略建立多重PCR体系,对2个基因组合的策略优化,结果表明适宜退火温度为58 ℃,适宜引物终浓度(μmol·L-1)配比为0.2:0.2;对6个基因组合的策略优化,结果表明适宜退火温度为60 ℃,引物终浓度配比为0.2:0.1:0.1:0.1:0.1:0.05。采用已知样品对多重PCR体系进行验证,图谱显示与转化体分子特征完全一致。该研究结果将为进口转基因玉米筛查检测提供参考。
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核农学报. 2016, 30(6): 1054-1058. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1054
为选育高油酸、高产花生新品种,以高油酸亲本CTWE为父本、高蔗糖亲本06-I8B4为母本搭配杂交组合,结合近红外分析技术与分子标记辅助选择技术育成FAD2B/FAD2A双突变高油酸小花生新品种花育662。该品种油酸含量80.8%,油亚比29.92,出米率高达79.7%。在2012年山东省花生研究所莱西试验农场产量试验中,子仁产量5 132.4 kg·hm-2,略低于对照品种花育33号5 224.5kg·hm-2的产量水平,2014年通过安徽省品种鉴定。本研究为加速高油酸花生育种进程提供了良好的技术方法。
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核农学报. 2016, 30(6): 1059-1066. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1059为进一步提高小麦花培育种效率,拓宽花培杂交亲本可利用的基因型,以86份甘肃主栽小麦和骨干亲本为供试材料,利用花药培养技术,分析并评价其花药培养特性,探讨所筛选的具有高花药培养力基因型材料的应用潜力。结果表明,在供试小麦材料中,春小麦较冬小麦更易于诱导愈伤组织并分化出绿苗;愈伤组织诱导率与绿苗分化率及白苗分化率之间不具有相关性;绿苗生产率可作为评价小麦花药培养力的重要指标。此外,86份材料中共筛选出9份具有较高花药培养力的材料。研究结果可为利用甘肃小麦种质资源进行花培育种提供参考依据,同时所筛选出的高花药培养力材料在花培育种、DH群体构建、小孢子培养和无性系变异机理等基础研究方面具有重要的潜在应用价值。
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核农学报. 2016, 30(6): 1067-1073. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1067为探讨不同诱变剂对大蒜茎尖试管苗成苗率和四倍体率的影响,采用二次饱和-D最优设计方法,以氨磺乐灵、二甲戊乐灵和秋水仙素作为诱变剂,以大蒜品种金乡紫皮茎尖为材料,采用流式细胞仪分析和根尖压片染色体计数相结合的方法进行染色体倍性鉴定。结果表明,氨磺乐灵、二甲戊乐灵对大蒜茎尖试管苗平均成苗率和四倍体率的影响均显著高于秋水仙素。分别为62.58%和20.92%、60.95%和23.20%、44.28%和12.25%,但3种诱变剂不同处理组合对大蒜茎尖成苗率影响存在显著差异,均以低浓度处理较短时间成苗率较高,而在较高浓度长时间处理下,成苗率降低。3种诱变剂诱导大蒜四倍体率的最佳处理浓度和时间也不同,且以氨磺乐灵、二甲戊乐灵诱变处理显著优于秋水仙素。经模拟运算,三者诱变大蒜茎尖的最佳处理浓度和时间分别为4.17~8.52 mg·L-1和71.14~118.03 h、4.68~8.90 mg·L-1和72.96~106.18 h、3.87~6.94 g·L-1和67.92~114.43 h。本试验初步明确了3种诱变剂对大蒜茎尖试管苗四倍体的诱变效果,为进一步开展大蒜四倍体新品种选育奠定了基础。
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核农学报. 2016, 30(6): 1074-1082. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1074为了研究水曲柳中同源SnRK2转录因子的功能,在水曲柳干旱响应转录组中寻得SnRK2B的同源序列并克隆得到SnRK2B转录因子基因全长,将其命名为FmSnRK2B。使用SiteFinding-PCR法扩增获得SnRK2B启动子序列,并对FmSnRK2B基因编码区及其启动子进行生物信息学分析和启动子顺式调控元件分析。结果表明,克隆得到的全长序列包含完整的开放阅读框1 074bp,编码357个氨基酸。启动子顺式作用元件分析结果表明,其启动子区包含脱落酸应答元件ABRE及胁迫相关元件HSE、MBS等。干旱胁迫下,FmSnRK2B基因的表达随胁迫时间的延长先增加后降低,表明其参与植株的抗逆过程。本研究对进一步揭示水曲柳的抗逆机制具有重要意义。
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核农学报. 2016, 30(6): 1083-1090. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1083为探讨热激蛋白Hsp70基因在高温胁迫下的响应机制及其分子机理,分析Hsp70基因与叶用莴苣耐热性的关系,本研究通过同源克隆及RACE技术,克隆了叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-3701基因的cDNA全长序列,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在叶用莴苣热敏品种P-S11和耐热品种G-S59中高温胁迫下的表达差异。该基因cDNA全长为2 191 bp,开放阅读框为1 950 bp,编码649个氨基酸,具有Hsp70家族特有的标签序列,与拟南芥、番茄、小麦等物种的Hsp70同源性达到90%以上。qRT-PCR分析显示,高温胁迫下该基因在2个品种中的表达均上调,在耐热品种中总体表达水平显著高于热敏品种,且在42 ℃高温下热敏品种P-S11中基因表达随着胁迫时间的增加受到抑制,而耐热品种G-S59中则能长时间保持较高的表达水平。结果表明,LsHsp70-3701基因可能与叶用莴苣耐热性相关。本研究为有效解决叶用莴苣高温抽薹问题提供了数据支持。
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核农学报. 2016, 30(6): 1091-1097. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1091为了探索果树对酚类化合物的修复潜力,从八棱海棠中克隆获得多酚氧化酶基因MdPPO2B,并构建该基因植物超量表达载体,通过转化模式植物拟南芥研究该基因对酚类化合物的修复功能。结果表明,在平板、盆栽、液体3种试验中,不加入苯酚,转基因植株在生长状态和外部形态上和野生型相似;当苯酚浓度分别为0.1 mM和1 mM时,通过植物的根长、叶片鲜重等比较发现,转基因株系比野生型植株对苯酚的耐受性更强,其生长形态较为正常,而野生型植株的生长则受到了明显抑制。由此可见,MdPPO2B转基因植物的PPO活性在植物降解酚类化合物过程中起重要作用;使用果树来源的多酚氧化酶基因用于有机污染物修复,对环境治理具有较好的应用前景。
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核农学报. 2016, 30(6): 1098-1105. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1098为解决溴苯腈残留问题,采用连续富集传代培养的方法,从长期生产溴苯腈的农药厂污染土壤中分离筛选到1株溴苯腈降解菌株BX-1。经过形态学特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列系统发育分析,将菌株BX-1鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)。菌株BX-1能以溴苯腈为唯一碳源生长,能在40h内将50 mg·L-1的溴苯腈完全降解,其降解溴苯腈的最适温度为30℃,最适pH值为7.5。 0.1 mM Fe2+能轻微地促进菌株BX-1降解溴苯腈,而Hg2+能强烈抑制该降解过程。此外,菌株BX-1对溴苯腈的降解效果与起始接种量呈正相关。借助MS/MS鉴定出菌株BX-1降解溴苯腈的中间代谢产物为3,5-二溴-4-羟基苯甲酸和2,6-二溴苯酚。该研究结果为全面阐释溴苯腈的微生物降解机制和溴苯腈污染土壤的生物修复提供了新的种质资源。
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核农学报. 2016, 30(6): 1106-1110. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1106耐辐射奇球菌是迄今为止发现的最具辐射抗性的生物之一。其体内的PprI蛋白在整个DNA辐射损伤修复过程中起着必不可少的作用,pprI 作为一个细胞全局性的开关基因,协调控制DNA损伤响应与修复过程中众多细胞通路的基因表达。本文探讨了PprI在耐辐射奇球菌抗辐射和抗氧化中的生物学功能、相关结构功能以及对其他原核及真核生物抗逆性的影响,并展望了其潜在的生物学新功能与意义,旨在为进一步研究耐辐射奇球菌的辐射抗性机制提供理论依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1111-1116. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1111为探讨UV-C处理对贡橘冷害的影响,以贡橘为试材,在贮前分别用0、1、3、5 KJ·m-2UV-C辐射处理,研究在1℃贮藏时,果实冷害指数、失重率、果皮细胞膜透性、MDA、POD、SOD等指标的变化。结果表明,3 KJ·m-2的UV-C处理能有效延迟贡橘果实的冷害发生时间,并能减轻冷害症状,降低果实失重率,降低细胞膜透性,抑制MDA的积累,提高果实POD、SOD活性。由此可见,适当剂量的UV-C处理能提高贡橘对低温的适应性,降低冷害的发生,延长果实贮藏期,减少经济损失。本研究结果为减缓柑橘类果实冷害提供了理论依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1117-1125. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1117为研究在超高压下酶解处理后甘薯蛋白酶解产物乳化特性的变化,选用蛋白酶K(Proreinase.K)、碱性蛋白酶(Alcalase)、中性蛋白酶AS1.398、中性蛋白酶Neutrase和木瓜蛋白酶(Papain)5种酶,在4种压力(100、200、300和400 MPa)及最适酶活温度和pH下处理5种酶与甘薯蛋白的混合液4min后,取上清液并测定其水解度、乳化液的微观结构、乳化活性指数(EAI)、乳化稳定性指数(ESI)。结果表明,与常压下相比,超高压下5种酶解产物的水解度均显著增加,超乳化液颗粒除Alcalse外,其余4种均变得更为细小均一,且4种产物的EAI显著提高,其中Papain在300MPa下处理的酶解产物EAI最佳,为101.59m2·g-1。而经超高压下酶解处理后5种酶解产物的ESI均比常压下提高,Neutrase在300MPa下处理后的ESI最好,达到75.80min。此外,选用Papain(pH值7,55℃)在300MPa(EAI最佳的条件)下处理6min,酶解产物的EAI和ESI均达到最大值,分别为129.58m2·g-1和21.98min。本研究为甘薯蛋白作为乳化剂在食品工业中的应用提供了基础理论支撑。
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核农学报. 2016, 30(6): 1126-1134. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1126
为全面了解常见海产贝类的重金属污染状况,对3个不同养殖区域内水煮加工后的牡蛎、缢蛏和血蚶体内的Cd、Cr、Cu、Pb、甲基Hg和无机As等重金属含量进行分析,利用体外生物可利用度分析贝类中重金属在人体胃肠道中的溶解和转化情况,并采用生物质量指数(Pi)和靶标危害系数(THQs)对贝类食用风险进行评估。结果表明,牡蛎中重金属污染水平较高,且Cu、Cd是牡蛎的主要污染因子。Pb和Cd的单项污染指数平均值分别达到4.6675和1.0601,综合污染指数最大值达7.6552,说明部分贝类达到重度污染。体外生物利用度模型表明,贝类中的重金属在人体胃肠道环境下不能完全溶解,其生物利用度在1.1975%~69.5775%之间。采用THQs值评价贝类中金属元素总量和体外消化模型后的含量,以金属总量进行评价时,77.78%贝类样品的THQs值大于1.0;以体外消化模型后的金属元素含量评价时,3个养殖区的牡蛎和象山缢蛏的THQs值大于1.0,表明长期食用牡蛎对人体存在一定的健康风险,并且各重金属对人体的危害依次为Cd>无机As>Cu>Pb>甲基Hg>Cr。本研究结果为评价重金属对人类健康的风险提供了更为可靠的科学依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1135-1142. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1135为探讨杨梅果实发育过程中主要营养成分的形成规律,以早佳与荸荠种为材料,结合色度分析确定果实发育的6个关键时期,并测定糖、酸、维生素C(Vc)、花青苷、总多酚、总黄酮的含量。结果表明,随着果实发育,色度参数中色调ho、蓝绿值b*和亮度值L*逐渐变小,可用于果实发育时期的判断;饱和度C*、红绿值a*及总酸、总多酚、总黄酮等营养成分在转红期出现转折。葡萄糖、蔗糖和果糖3种糖组分及花青苷均在转白期后开始上升并在成熟期或后熟期达到最大。2个杨梅品种中主要营养成分含量不同,但其变化规律差异不大,多数生物活性物质变化规律具有各自的特征。研究结果为杨梅果实品质育种及生物活性物质代谢研究提供了重要的参考。
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核农学报. 2016, 30(6): 1143-1148. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1143为了揭示板栗种实生长发育过程中营养物质及形态指标的动态变化规律,以10年生南方优良板栗品种蜜蜂球为研究对象,通过测定板栗种实生长发育期间果实中淀粉、还原糖、可溶性总糖、蛋白质、脂肪以及果实纵径、横径、单果重、体积等指标,建立板栗果实的生长发育模型。结果表明,果实中营养物质的积累与果实生长天数间的关系符合多项式方程,果形指数变化与果实生长天数间的关系符合Logistic方程。在板栗种实生长发育过程中,果实中的糖类与淀粉发生了相互转化;在整个生长发育期,果实营养物质含量及果形指数均呈规律性变化,并且两者间具有显著的相关性。本研究结果为板栗栽培确定合理的田间管理措施、指导合理施肥、获得优质果品提供了数据支撑。
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核农学报. 2016, 30(6): 1149-1156. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1149为了阐明真空滚揉对加工过程中腊板鹅风味品质的作用机制,采用不同真空滚揉时间,0(对照,CK)、15(T1)、30(T2)、60(T3)和90min(T4),研究鹅肉蛋白水解酶活力、脂质氧化、非蛋白氮含量(NPN)和色泽等理化指标的变化。结果表明,风干第4天,T3的cathepsin B、calpain和caspase-3活性及NPN含量显著高于T1;风干第7天,T3的cathepsin B、caspase-3活性及NPN含量显著高于T1和CK。风干第4和第7天,T4的TBARS值显著高于T1、T2、T3及CK。T3和T4的L*值和b*值在第4天显著高于T1、T2和CK;T3的a*值在第4天显著高于T4和CK;各处理组与CK的a*值和b*值在第7天无显著差异。综上,滚揉60 min处理是一种最优的、潜在的可应用于工业化提高腊板鹅品质的工艺参数。该研究为真空滚揉技术对肉制品蛋白质降解、脂质氧化和宏观品质的影响研究提供了参考依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1157-1162. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1157为建立蔬果中2,4-D残留量高效液相色谱(HPLC)检测方法,以固相萃取为净化手段,采用HPLC法检测番茄、葡萄、枇杷和黄瓜4种蔬果中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的残留量。结果表明,样品经碱性水溶液提取、酸化,C18固相萃取小柱净化后,能够有效排除杂峰干扰,2,4-D残留量检测准确。该方法的线性相关系数为 0.9980,检测限为0.0012 mg·kg-1,2,4-D的添加回收率为81.8%~116.0%,变异系数(CV)小于6%,表明方法准确度高,能满足番茄、葡萄、枇杷和黄瓜产品中2,4-D残留量的检测。采用此方法测定番茄等4种蔬果21份样品,样品中仅有2份番茄样品检测出2,4-D,残留量均小于0.02mg·kg-1。本研究为利用HPLC检测果蔬中2,4-D残留量奠定了理论基础。
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核农学报. 2016, 30(6): 1163-1168. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1163鱼本身所含有的脂肪在很大程度上限制了鱼制品的加工和消费,探讨鱼类脱脂方法对鱼制品加工业具有重要意义。本文综述了国内外鱼类脱脂方法的研究进展,并对其进行展望,旨在为鱼类的脱脂研究及高价值鱼制品的开发提供参考。
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核农学报. 2016, 30(6): 1169-1177. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1169为考察铀污染对土壤微生物群落的影响,以50、100、150 mg·L-1铀处理的土壤为研究对象,未处理的土壤为对照(CK),采用BIOLOG-ECO微孔板技术考察土壤微生物群落的功能多样性和碳源利用动力学特征等的变化。根据微孔板中的孔平均颜色变化率(AWCD)可知,铀污染对土壤微生物的生理活性呈现显著的抑制作用;采用Shannon多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数描述微生物功能多样性,结果表明,铀处理组与CK的微生物群落功能多样性差异在3个多样性指数上均达到显著水平;土壤微生物对各类碳源的利用能力有所不同,以氨基酸类和胺类碳源为主;铀处理后,6类碳源相对利用率均比CK显著降低,其中羧酸类和多聚物类的利用率下降50%以上。主成分分析结果表明,铀污染后的土壤微生物特异利用的碳源主要有β-甲基-D-葡萄糖苷、D-半乳糖酸-γ-内脂、L-精氨酸等。因此,铀污染改变了土壤微生物的群落结构,导致微生物生理代谢等功能特性的变化。BIOLOG-ECO技术结合数学统计分析方法可以较为直观、快捷地反映土壤微生物的生物多样性,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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核农学报. 2016, 30(6): 1178-1185. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1178为明确黄瓜连作土壤和营养基质热处理的生物效应,以连作12茬黄瓜的土壤和营养基质为试材,分别设55 ℃和75 ℃ 2个处理温度,48 h和96 h 2个处理时间,热处理后采用塑料钵进行黄瓜苗期试验,研究土壤和营养基质热处理对黄瓜生长、土壤酶活性、土壤微生物区系和土壤养分的影响。结果表明,连作土壤和营养基质热处理后均明显促进了黄瓜的生长,减轻了连作障碍的发生;热处理显著提高了土壤中的过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性及细菌和放线菌数量,以及有机质、全氮、碱解氮、速效钾的含量,降低了真菌数量;但短时间55 ℃热处理提高了营养基质过氧化氢酶、中性磷酸酶活性和细菌及放线菌数量,降低了蔗糖酶和脲酶活性、真菌数量及全氮、碱解氮、速效钾的含量。综上所述,对连作土壤和营养基质进行热处理可有效减轻黄瓜连作障碍,其中以55 ℃、96 h的处理效果最明显。本研究为蔬菜连作营养基质修复再利用提供了理论基础和技术依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1186-1195. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1186为探讨水稻镉(Cd)低积累的生理生化机制,以从500份农杆菌介导的水稻T-DNA/Ds插入突变体库中筛选到的镉低积累突变体cadL-5和其野生型水稻粳稻中花11为材料,经CdCl2处理后,通过常规生物化学方法,对其脯氨酸和H2O2含量、AsA/DHA、GSH/GSSG及NADPH/NADP+比值和相应酶活性进行测定。结果表明,随着处理浓度的提高,低镉积累突变体cadL-5植株器官中Cd和H2O2积累量低于野生型,而游离脯氨酸含量则相反;GSH/GSSG、AsA/DHA及NADPH/NADP+的比值均表现为cadL-5高于野生型;抗坏血酸氧化酶还原型谷胱甘肽酶,脱氢抗坏血酸还原酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性也均表现为cadL-5高于野生型。植物对Cd的抗性或低积累依赖于植物的抗氧化保护系统,在这个抗氧化保护系统中抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环起着至关重要的作用。本研究结果为从分子水平把握植物对Cd的抗性研究积累了生理学方面的资料。
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核农学报. 2016, 30(6): 1196-1203. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1196为了探究不均衡种植方式对谷子产量的影响,以农大8号和农大10号为试材,采用裂区设计,以品种为主区,不均衡种植方式为副区,测定不均衡种植方式下的谷子主要农艺性状、光合参数等指标。结果表明,与等行距种植(30cm+30cm)和宽幅种植(60cm+15cm+15cm)相比,宽窄行种植(宽行40cm+窄行20cm)的谷子株高、茎粗、叶绿素、叶面积及光合速率、气孔导度等显著提高,胞间CO2浓度有所下降,产量显著提高,等行距种植与宽幅种植之间无显著差异;与等行距相比,宽幅种植的穗重、千粒重显著提高。本研究结果为谷子高产栽培提供了技术指导。
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核农学报. 2016, 30(6): 1204-1210. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1204为研究苗期喷施烯效唑对弱光胁迫下花生幼苗的影响,以花育22号为试验材料,采用人工气候箱模拟弱光环境进行花生盆栽试验,叶片喷洒烯效唑后,考察植株性状、根系形态状况,并测定叶片SPAD值、光合速率、蒸腾速率、与衰老有关的酶活性,观察叶绿体超微结构变化。结果表明,喷施烯效唑后,花生主茎高和侧枝长分别降低29.3%~32%和33.3%,各器官干重均有不同程度地减少,比叶重增加,根系增粗,直径0.5 mm以上根系的比例提高,但根系总长度和表面积处理间差异不显著;显著增加了叶片SPAD值和光合速率,对蒸腾速率影响不大,POD活性提高27.3%~74%,而对其他保护酶和MDA含量影响不大;显著增加了叶片细胞内叶绿体数、基粒片层数和叶绿体基粒数,这是弱光下提高花生幼苗光合能力的生理基础。本研究为麦套花生生产上合理使用烯效唑提供了科学依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1211-1217. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1211为了明确温室黄瓜幼苗生长及根系活力对补光时间及光质的响应,本研究分析了补光时间(2、4和8h)及光质[红蓝复合光(R:B=7:3,R:B=8:2)、蓝光(B)、红光(R)和白光(W)]对黄瓜幼苗地上部形态、根系形态、根系活力及干物质积累的影响。结果表明,补光时间及光质对黄瓜幼苗株高、茎粗、根长、根表面积、根分枝数、根系活力及地上部干重和壮苗指数影响显著,且互作效应显著。补光4h后黄瓜的各项生长指标均优于补光2、8h和不补光(CK);补照红蓝复合光处理后黄瓜的各项生长指标均优于补照蓝光、红光、白光和CK。其中,补照4h红蓝复合光(7:3)处理下黄瓜幼苗株高、茎粗、根长、根表面积、根分枝数和根系活力最高,黄瓜幼苗地上部干重和根干重分别显著高于补照2h蓝、红、白光,补照8h的蓝、红、白光及CK。黄瓜幼苗地上部干重、根干重均与根系活力呈显著正相关关系。说明通过补充4h红蓝复合光(7:3)可显著提高根系活力,进而有效促进黄瓜幼苗干物质的积累,为培育壮苗奠定了生理基础。
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核农学报. 2016, 30(6): 1218-1226. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1218为探究分根交替灌溉对肥城桃13C同化物分配的影响,以2年生肥城桃为试材,分根区处理设置1/4、2/4、3/4、4/4 4种灌水根区和500、1 000 mL 2种灌水量,交替周期处理设置2/4、4/4 2种灌水根区和4、8、16d 3种交替间隔,研究不同处理对各器官13C分配率、光合指标和荧光参数的影响。结果表明,全根区(C)处理叶部和新梢的13C分配率显著高于分根区(P)处理,分根区(P)处理果肉和根部的13C分配率则显著高于全根区(C)处理,多年生枝和主干的规律不明显;2/4根区8d交替处理果肉和根部的13C分配率最高,而新梢的13C分配率显著低于其它处理;净光合速率和蒸腾速率随灌水根区和灌水量的减少降低,蒸腾速率较净光合速率降低的幅度更大,单叶水分利用效率随之提高,其中2/4根区8d交替处理的净光合速率和单叶水分利用效率显著高于其它处理;荧光参数受处理的影响较小。综上所述,2/4根区8d交替处理的净光合速率和单叶水分利用效率均较高,能促进光合产物向果实的分配并抑制新梢的旺长。本研究结果为分根交替灌溉在果树生产中的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1227-1233. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1227为明确线粒体呼吸代谢与果实成熟期间颜色形成的关系,本试验探究了3种葡萄果实(夏黑、巨峰和金手指)成熟期间颜色、总花色苷含量、呼吸强度、内源乙烯产生和线粒体呼吸代谢的变化规律。结果表明,夏黑和巨峰葡萄果实的果皮颜色指数(CIRG)值和总花色苷含量随着果实成熟呈上升趋势,而金手指葡萄果实CIRG值在整个成熟期间变化不显著;葡萄果实成熟期间呼吸强度和内源乙烯均呈先上升后下降趋势,在花后63d达到峰值。同时,葡萄果实成熟期间,线粒体膜通透性转换孔(MPTP)逐渐增加,线粒体膜流动性(MMF)持续下降;线粒体琥珀酸脱氢酶(SDH)活性随着成熟进程逐渐下降,而细胞色素氧化酶(CCO)活性在花后63d开始上升。表明盛花63d之后是果实色泽快速形成阶段,可能为葡萄果实色泽形成的关键时期。线粒体呼吸代谢增强促进了果实成熟期间呼吸强度增加和内源乙烯释放,从而使夏黑和巨峰果实中花色苷大量积累,加快了金手指葡萄果实叶绿素的降解和类胡萝素的合成。本研究结果为调控南方葡萄果实着色提供了理论依据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1234-1239. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1234为探明我国北方烟草移栽期温度和光强等限制因素对烟草光合作用的影响,本试验通过模拟我国北方早春烟草移栽期的光温条件,分别设置低温+弱光(8±2 ℃,200 μmol·m-2·s-1)和低温+强光(8 ±2 ℃,1 000 μmol·m-2·s-1)处理,以常温弱光(25 ℃,200 μmol·m-2·s-1)为对照(CK),研究了烟草叶片在低温胁迫后不同光强下的光合及叶绿素荧光参数光响应特点。结果表明,与CK相比,处理组烟草叶片的光合碳同化能力显著下降,表现为表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光能利用生态幅降低以及光饱合时的最大净光合速率(Pmax)降低,其中,低温+强光处理对烟草叶片光合气体交换参数的抑制作用显著大于低温+弱光处理;烟草叶片吸收光能用于光化学反应的比例显著下降,但烟草叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均维持在0.8以上。低温+弱光下烟草叶片主要通过将光能分配到依赖于类囊体膜两侧质子梯度的叶黄素循环(ФNPQ增加)以保护PSⅡ免受过剩光能的破坏,但低温+强光下烟草叶片的ФNPQ虽显著大于CK,但较低温+弱光处理却显著降低,此时,烟草叶片主要将过剩光能以荧光和热能的形式进行耗散(Фf,D增加)。综上所述,低温后强光是导致烟草叶片光合能力受到抑制的重要诱导因素之一。该研究结果为烤烟移栽期的合理调控提供了基础数据。
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核农学报. 2016, 30(6): 1240-1247. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2016.06.1240稀土作为一类有益元素在农业领域广泛应用,近年来在粮食、蔬菜、水果等作物增产增质应用方面取得了丰硕成果。本文分别从稀土元素在作物不同器官的积累、作物体与土壤稀土含量的相关性、作物对稀土元素的选择吸收等方面综述了稀土元素在作物体内转运;概述了国内外稀土元素对作物保护酶活性、营养元素吸收与光合作用效率等影响的生理效应,以及稀土元素对作物生长发育影响和稀土元素对提高作物产量,改善品质,增长经济效益影响的研究进展,提出加强开展稀土对复合重金属和作物品质影响的分子机制,旨在为探索稀土纳米微粒的开发利用提供理论依据。
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