2017年, 第31卷, 第10期 刊出日期：2017-10-10
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核农学报. 2017, 31(10): 1873-1880. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1873为了提高生防菌株wswshg-10低温生长速度和抑菌活性,采用常压室温等离子体诱变技术(ARTP)对其进行诱变选育。结果表明,最佳照射时间为120 s,此时菌株致死率为95.4%,单菌落变大的突变率为24.5%。经低温平板培养和抑菌活性测定,从19个大菌落的菌株中筛选出2株低温生长速度和抑菌活性明显高于出发菌株的突变菌株WM4和WM7,其低温(15℃)生长速度分别是出发菌株的1.94倍和2.09倍,平板抑菌活性分别较出发菌株高26.2%和29.8%。传代培养10代,2株突变菌株在低温生长速度和抑菌活性方面均表现出良好的遗传稳定性。突变菌株WM7对玉米茎基腐病的温室防效为70.8%,比出发菌株高15.1%。本研究结果为适于低温地区生物农药的研发提供了菌株资源。
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核农学报. 2017, 31(10): 1881-1888. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1881为建立高效的棕色棉茎尖遗传转化体系,以陆地棉棕彩选1号为材料,采用农杆菌介导茎尖的遗传转化方法,以培养7 d的棕彩选1号幼苗茎尖为受体,设计正交试验对共培养时间、共培养温度、菌液OD600、侵染时间等条件进行优化;此外,还研究了受体茎尖的大小及真空渗透等因素对转化效率的影响,初步建立了棕色棉茎尖农杆菌介导的遗传转化技术体系。结果表明,带有0.5 cm下胚轴的茎尖适合转化,适宜的农杆菌介导遗传转化条件为农杆菌菌液浓度OD600=1.0,侵染时间20 min,共培养时间3 d,共培养温度24℃。此外,真空渗透处理有助于抗性苗的发生。再生植株经在含100 mg·L-1卡那霉素的培养基上筛选,获得102株抗性植株,再进行PCR鉴定和Southern杂交检测,共获得24株转基因植株,转化率为0.4%,且为单拷贝基因插入。本试验建立的优化条件为棕色棉的遗传转化奠定了理论基础。
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核农学报. 2017, 31(10): 1889-1895. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1889为了评价顶芒山羊草和无芒山羊草在小麦育种中的利用价值,本研究利用人工接种和近红外二极管阵列分析仪分别对圆锥小麦-顶芒山羊草双二倍体和中国春-无芒山羊草双二倍体的抗病性及籽粒品质进行了鉴/测定。结果表明,二者均近免疫小麦条锈病和白粉病,且其籽粒蛋白和湿面筋含量均极显著高于对照小麦,因此,这2个种质值得向小麦进行回交转育。为了建立可用于鉴定小麦背景中2种山羊草的细胞遗传标记辅助鉴定相应回交群体,利用寡聚核苷酸原位杂交(FISH)方法对2份双二倍体进行分析。结果发现,探针(GAA)8可有效鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体;探针Oligo-pSc119.2-1、Oligo-pTa-535-1和(GAA)8结合使用可有效鉴定小麦背景中的无芒山羊草染色体。本研究首次建立的2种山羊草细胞遗传学标记可用于相应杂种后代的筛选与鉴定工作,为辅助选育含有2种山羊草优异基因的小麦新种质奠定了基础。
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核农学报. 2017, 31(10): 1896-1903. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1896为研究不同砧木嫁接中黄瓜果实蜡质合成相关基因的表达量变化,本试验以3461黄瓜为接穗,黑籽南瓜和白籽南瓜为砧木,研究黑籽南瓜嫁接株、白籽南瓜嫁接株和自根苗不同果实生长时期(开花前2 d、开花当天、开花后4 d、开花后6 d、开花后8 d)中蜡质合成基因(CsCER1、CsCER3、CsCER4、CsCER6、CsCER8、CsCER10)的表达变化,并利用RNAhybrid、psRNATarget及 RegRNA软件对调控这6个蜡质基因的microRNA(miRNA)作出预测。结果表明,不同砧木嫁接处理中蜡质基因表达差异主要体现在开花后4 d的果实中,CsCER1、CsCER3、CsCER6、CsCER8、CsCER10基因在黑籽南瓜嫁接株中的表达量明显高于白籽南瓜嫁接株和自根苗。miRNA预测结果显示,cme-miR164可能调控CsCER1、CsCER3、CsCER4、CsCER6和CsCER10基因,cme-miR168可能调控CsCER3、CsCER4、CsCER6和CsCER10基因,cme-miR390可能调控CsCER6、CsCER8和CsCER10基因。推测CsCER1、CsCER3、CsCER6、CsCER8、CsCER10这5个基因与黑籽南瓜嫁接导致的蜡质含量增加密切相关,cme-miR164、cme-miR168和cme-miR390可能参与调控黄瓜蜡质合成。本研究结果为探究嫁接导致蜡质含量变化的机制提供了新的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1904-1912. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1904为从蛋白水平揭示不同甘薯品种的苗期耐旱性差异,明确甘薯耐旱性生理机制,以耐旱性强的济薯21(JS)和耐旱性弱的济紫薯1(JH)为材料,采用PEG-6000模拟田间梯度干旱胁迫过程,采用iTRAQ技术开展甘薯苗期根系全蛋白组差异蛋白分析。结果表明,在4个比较组中,共筛选到567个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白302个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白数的58.6%。GO分析发现,JS苗期根系差异蛋白主要集中在胁迫响应、非生物刺激响应等生物过程,而JH苗期根系差异蛋白主要集中在糖基复合物代谢和辅酶代谢等生物过程,干旱均主要影响2个品种的细胞质、细胞溶质等细胞组分,2个品种的差异蛋白分子功能均涉及催化活性、氧化还原酶活性等方面。KEGG分析发现,正常条件下,耐旱性强的较耐旱性弱的甘薯品种苗期根系中的过氧化物酶(POD)和肉桂醇脱氢酶(CAD)表达上调;在干旱条件下,次生代谢合成过程中的苯丙烷合成通路中上调表达的差异蛋白最多,耐旱性强的JS苗期根系中主要是胁迫响应相关蛋白,而耐旱性弱的JH苗期根系中主要是能量代谢相关蛋白。总之,干旱对甘薯苗期根系细胞质中次生物质合成和能量代谢影响较大,耐旱性强的甘薯苗期根系氧化还原酶类蛋白表达上调,不同耐旱性甘薯苗期根系在蛋白组学水平上响应干旱的生理调控途径存在明显差异。本研究为甘薯耐旱性品种生理鉴定和耐旱基因发掘提供了线索。
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核农学报. 2017, 31(10): 1913-1920. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1913为完善冬枣生殖生物学和枣树遗传改良理论基础,以不同发育时期的冬枣花蕾为材料,采用压片技术和常规石蜡切片技术,对冬枣大小孢子发生及雌雄配子体发育过程进行观察。结果表明,冬枣具五枚花药,花药四室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层和腺质型绒毡层组成,花药壁的发育属于基本型。小孢子母细胞胞质分裂为同时型,四分体的排列多数呈四面体型,成熟花粉具3个萌发孔,3沟,为二细胞型花粉。冬枣为2室子房,倒生胚珠,多胚珠,内外双层珠被,厚珠心;大孢子母细胞经减数分裂形成的四分体沿珠心呈直线排列,靠近合点端的大孢子发育为功能大孢子,经连续三次有丝分裂发育为七细胞八核的成熟胚囊,胚囊发育属于蓼型。冬枣雄蕊发育显著早于雌蕊,小孢子发育过程存在不同步和异常现象,花朵开放时雌、雄蕊发育趋于同步,大小孢子的发育进程与花蕾外部形态具有相关性。本研究揭示了冬枣大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中的基本现象和规律,为枣胚胎学的进一步研究以及倍性育种提供了重要参考。
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核农学报. 2017, 31(10): 1921-1930. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1921为探讨光皮桦低氮胁迫中miR393调控机制,以光皮桦(Betula luminifera)G49-3无性系为材料,分为两组处理,低氮组以含0.03 mmol·L-1 N
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核农学报. 2017, 31(10): 1931-1937. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1931为了剔除冗余且有潜在安全问题的选择标记基因,本研究通过PCR扩增出ubiquitin启动子序列、loxP序列、Cre-GR融合基因和NPTⅡ抗性基因的编码区序列,采用酶切连接的方法将其引入载体pBRACT806,从而构建一个新的可诱导剔除选择标记基因及重组酶基因的表达载体pBLCK,测序结果显示其构建成功。该载体含有Gateway组件,可进行外源目标基因的高效重组整合;具有NPTⅡ基因,利于转基因植株的筛选;具有可诱导剔除外源基因的Cre-GR组件,诱导处于loxP位点之间的抗性标记基因NPTⅡ和Cre-GR融合基因的剔除,保留目标基因表达元件。此外,目标基因、Cre-GR融合基因和NPTⅡ基因都由ubiquitin强启动子控制,可在农作物中组成型超量表达外源基因。本研究为农作物转基因安全性研究提供了新的载体系统,具有一定的育种价值。
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核农学报. 2017, 31(10): 1938-1945. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1938为研究清酒乳杆菌固态发酵鳓鱼过程中品质的变化,以促进传统发酵水产品标准化生产中品质控制水平的提高,本研究综合测定了鳓鱼发酵过程中的理化、色度和质构等常规指标,采用电子舌技术对滋味特性进行分析,对感官品质进行了人工评价,并对各指标之间的相关性进行了分析。结果表明,在鳓鱼发酵过程中,pH值先下降后上升,最小值为4.88,水分含量减少,总酸度先升高后下降,最大值为13.4 g·kg-1,氨基酸态氮(ANN)、挥发性盐基氮(TVB-N)含量增加;内聚性、硬度和咀嚼性均先上升后下降,第9天达到最大值,分别为0.6、437.4 g和217.8 g,弹性和回复性持续下降;鳓鱼色泽变化显著(P<0.01),L*值先升高后下降,a*值先下降后上升,b*值持续上升,逐渐呈现黄亮的发酵色泽。基于电子舌技术的滋味特性分析表明,发酵过程中主要形成酸味、苦味、甜味和复合滋味等,而鲜味和咸味的成分较少,且构建的主成分分析模型可明显区分不同发酵时间的样本。对感官品质的人工综合评价在第9 天达到最大值(72.8)。综上所述,清酒乳杆菌固态发酵过程中,发酵鳓鱼的理化、质构、色度和滋味品质存在一定关联性,各指标在发酵中期达到最佳,发酵周期以9 d为宜,这为发酵水产品加工提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1946-1954. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1946为进一步开发玉米须资源,以废弃的玉米须为原料,探讨不同萃取剂、超声时间、表面活性剂、温度、提取时间、液料比、搅拌转速对类胡萝卜素提取量的影响,同时研究光照、pH、营养元素、超声时间对玉米须类胡萝卜素稳定性的影响。结果表明,玉米须类胡萝卜素最适提取工艺条件:以丙酮为萃取剂,超声预处理6 min,十二烷基硫酸钠(SDS)用量1.6%,提取温度35 ℃,提取时间45 min,液料比13 mL·g-1,搅拌转速125 r·min-1,此条件下的提取量为311.21 mg·kg-1,与理论预测值(313.96 mg·kg-1)相近。玉米须类胡萝卜素对光照,提取温度,酸碱环境,Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+元素和超声处理较为敏感,而在避光、中性环境、Na+和K+元素条件下有利于其储存,适度的超声处理在提高玉米须类胡萝卜素提取率的同时对其稳定性无显著影响,节约时间成本。综上,高效利用玉米须中的类胡萝卜素对玉米须深加工具有重要意义。
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核农学报. 2017, 31(10): 1955-1962. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1955为探究热激处理对鲜切莴笋色泽和质地的影响,以鲜切莴笋为材料,通过两因素三水平旋转中心组合试验,研究热激处理温度、处理时间对鲜切莴笋a*值、b*值、硬度、脆度、咀嚼性的影响,并在统计分析后,建立二次多项数学模型。结果表明,a*值、硬度、脆度、咀嚼性的回归模型都极显著,b*值不显著;热激处理温度是鲜切莴笋a*值的主要影响因素,处理时间是硬度、脆度、咀嚼性的主要影响因素;鲜切莴笋最佳热激处理条件为:温度49.52℃,时间13.14 min。在此条件下,鲜切莴笋达到最小a*值-12.97,最大硬度40.86 N,最大脆度44.69 N,最大咀嚼性17.96 mJ。由此可见,实际应用中可采用处理温度50℃,处理时间14 min得到莴笋净菜良好的色泽和质构。本研究结果为鲜切莴笋热激处理提供了一定的技术依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1963-1971. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1963为探究外源褪黑素减轻桃果实低温冷害发生的机制,以湖景蜜露水蜜桃果实为材料,研究了100 μmol·L-1外源褪黑素处理对桃果实采后4℃贮藏期间可溶性糖含量及蔗糖代谢相关酶基因表达的影响。结果表明,100 μmol·L-1外源褪黑素能显著减轻果实冷害的症状,保持较高水平的蔗糖和葡萄糖含量。RT-qPCR分析表明,外源褪黑素处理抑制了蔗糖代谢相关酶基因PpSPS3、PpSPP1、PpSUS1、PpSUS5、PpHK1、PpFK1和PpFK3的表达,提高了蔗糖合成相关酶基因PpSPS1、PpSPS2、PpSUT1和PpNI1的表达水平,维持果实较高的蔗糖和葡萄糖含量,从而提高了桃果实的抗冷性和贮藏品质。本研究结果为揭示外源褪黑素减轻桃果实低温冷害发生的机制提供了新的思路。
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核农学报. 2017, 31(10): 1972-1978. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1972为探索鱿鱼墨黑色素提取物(SIME)对体外培养的肿瘤细胞的抑制效应,通过四甲基偶氮唑盐(MTT)法和划痕试验比较SIME对人结肠癌细胞HCT-116、宫颈癌细胞Hela、肝癌细胞HepG2、乳腺癌细胞MCF-7和前列腺癌细胞PC-3增殖及细胞迁移能力的影响。结果表明,SIME对肿瘤细胞形态有不同程度的影响,对肿瘤细胞增殖有浓度依赖性抑制作用,并具有抑制肿瘤细胞非定向迁移的作用。SIME对HCT-116和PC-3细胞增殖的抑制作用较好,72 h时两者半数抑制浓度IC50分别为0.144 mg·mL-1和0.485 mg·mL-1。由此可见,SIME具有较强的抗肿瘤活性,该研究结果为鱿鱼墨高值化利用提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1979-1985. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1979为研究绣球菌最适的液体发酵条件,同时保证其多糖的产量,以绣球菌菌丝干重和胞外多糖(EPS)产量为评价指标,采用单因素和正交试验L9(34)优化绣球菌液体发酵工艺。结果表明,最佳液体发酵工艺条件为:碳源为葡萄糖,氮源为蛋白胨,无机盐为硫酸镁,pH值5.5,C/N=20/1,培养温度27℃,此工艺条件下菌丝干重和EPS产量最高,分别为1.5 g·L-1和2.87 mg·L-1。本研究结果为绣球菌后续的相关研究提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1986-1992. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1986为筛选适用于发酵蛤蜊制备降血压活性多肽的纳豆芽孢杆菌,本试验从7种日本纳豆中初筛6株具有较高蛋白酶活性的纳豆芽孢杆菌株用于发酵蛤蜊,以体外血管紧张素转化酶(ACE)抑制率及多肽含量为评价指标筛选目的菌株。结果表明,共筛选出3株目的菌株(GL-5、GL-12和GL-25),其发酵产物对ACE抑制率分别为71.55%、78.31%、75.08%,多肽含量分别可达8.12、9.62、8.79 mg·mL-1。其中,GL-12发酵产物经消化酶水解后仍保持68.31%的ACE抑制率,表明其具有较强的抗消化能力。本研究结果为蛤蜊高值化利用开发具有降血压作用的功能食品提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 1993-1997. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1993刺苋是一种外来入侵植物,刺苋花粉现已成为我国华南地区的重要过敏原,且刺苋花粉变应原易与其他过敏原交叉反应。为研究刺苋花粉的过敏性,以刺苋花粉为研究对象对其进行致敏原纯化,再利用BALB/c小鼠进行腹腔注射,致敏滴鼻激发建立BALB/c小鼠动物过敏评价模型。通过对小鼠鼻部症状观察及评分,鼻腔分泌物涂片染色观察和血清中小鼠组胺和IgE含量的测定,以及对小鼠解剖后肺部H&E染色观察来确定小鼠的致敏剂量。结果表明,小鼠体内IgE含量随注射剂量的增加呈线性增长的趋势,在注射量为75 μg时达到最大值;小鼠体内组胺含量在低剂量注射时呈线性增长趋势,在注射量达到38 μg后组胺含量变化趋于平缓;75 μg注射量可引起小鼠明显的过敏反应,且导致小鼠肺部炎症反应。本研究对刺苋花粉进行过敏性评价研究,为全面进行外来入侵植物的健康风险评价做了一定补充。
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核农学报. 2017, 31(10): 1998-2006. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.1998为探究稻田养殖能否改善水稻的株型结构从而影响产量的形成和品质的改善,通过田间对比试验,研究水稻分蘖期、孕穗期和齐穗期的部分株型结构。结果表明,与水稻直播处理相比,稻-鸭-泥鳅耦合能促进水稻根系生长、增加植株株高和根冠比,减少无效分蘖,保持后期分蘖稳定;减小水稻茎基宽,增加水稻冠层幅度,保持水稻具有一定的松散度;减小倒3叶和倒4叶叶开角和披垂度,增加剑叶和倒2叶叶开角、披垂度、叶长和叶宽,使水稻叶面积和叶绿素含量较多的分布在植株上部,利于地上部干物质的积累;提高水稻基叶高,减少枯黄叶,减缓叶片衰老,延长叶片的功能时期。本研究结果为水稻产量的提高奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2017, 31(10): 2007-2015. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2007为明确不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响,以旌优127为试验材料,研究了2种施氮量(中等施氮量MN, 120 kg·hm-2;高等施氮量HN, 180 kg·hm-2)和3个移栽密度(12.0、16.5、22.5穴·m-2,记作D1、D2、D3)下,德阳、泸州生态点杂交稻产量、产量构成、干物质生产、稻米品质的变化。结果表明,德阳点土壤全氮、碱解氮含量高于泸州点,德阳点播种至齐穗平均太阳辐射、最高温度、最低温度均高于泸州点,但其齐穗至成熟平均太阳辐射、最高温度、最低温度低于泸州点。与泸州点相比,德阳点杂交稻产量、糙米率和精米率分别增加了14.3%~24.3%、0.9%~1.9%和0.7%~5.3%,其增产优势主要表现在有效穗、每穗粒数、生物产量和收获指数上。不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响不同。德阳点杂交稻产量随施氮量增加而减少,相同施氮量水平下杂交稻产量随移栽密度的增加而增加,以MND3产量最高,为10.87~11.72 t·hm-2,且该密肥组合下碾米的品质、外观、食味相对较好。泸州点杂交稻产量随施氮量和移栽密度的增加而增加,以HND3产量最高,达到9.25~9.85 t·hm-2,碾米的品质、食味相对较好。德阳点的最佳密肥组合为120 kg·hm-2和22.5穴·m-2;泸州点的密肥组合为180 kg·hm-2和22.5穴·m-2。由此可见,合理的施氮量和适宜的移栽密度有助于提高杂交稻产量和稻米品质。本研究结果为不同生态稻区肥料优化管理和合理密植提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2016-2022. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2016为了探究微生物肥料在节肥条件下对烟草根际微生物功能多样性的影响,应用Biolog-ECO技术,研究了金农肥中肥和德根贝在0%、10%、20%、30%节肥水平下烟草根际微生物碳代谢特征。结果表明,金农肥中肥和德根贝的根际微生物,对4类碳源的利用能力均随节肥量的增加而下降;主成分分析表明,在节肥水平下,金农肥中肥和德根贝的根际微生物对碳源的利用方式不同,金农肥中肥偏好代谢中间产物及次生代谢物,而德根贝偏好糖类、脂肪酸和脂类;金农肥中肥和德根贝的根际微生物群落的丰富度、均匀度、优势度在各节肥水平下均显著高于全量施肥(P<0.05);从减少化肥施用量对根际微生物碳源代谢能力、碳源利用多样性的影响来看,金农肥中肥和德根贝的节肥比例均以不高于20%为宜,且德根贝表现更优。本研究结果为烟草生产上微生物肥料和节肥能力的选择提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2023-2031. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2023为探索顶端调控技术对烤烟上部叶烟碱含量影响及其生理指标变化规律,提高上部叶的工业可用性,采用框式盆栽试验研究了打叶留顶技术对烤烟上部叶和根系中的氮、钾养分、烟碱含量及其主要合成酶、生长素含量等生理指标的动态影响。结果表明,顶部处理后,上部叶和根系的干物质积累均表现为常规打顶>打叶留茎>打叶留花,打顶后40 d,常规打顶和打叶留茎的上部叶干物质积累分别较打叶留花增加32.55%和5.99%。上部叶中氮、钾素含量均以打叶留花较高,但积累量以常规打顶较高,打顶后40 d,常规打顶的氮和钾素积累较打叶留花高出39.73%和40.35%。上部叶和根中烟碱含量和积累量均表现为常规打顶>打叶留茎>打叶留花,打顶后40 d打叶留花和打叶留茎的烟碱积累量较常规打顶分别下降53.72%和35.82%。顶部处理后,打叶留花烟株的根系体积增幅较少,根活、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、腐胺-N甲基转移酶(PMT)和N-甲基腐胺氧化酶(MPO)活性变化总体稳定,生长素(IAA)含量变幅不大;而常规打顶和打叶留茎的根系体积、根活、ODC、PMT、MPO活性和IAA含量变幅较打叶留花明显增强,打顶后10 d,常规打顶的根活、ODC和IAA分别较打叶留花提高36.68%、119.61%和74.19%。根系烟碱合成与根活、IAA含量和烟碱合成酶呈正相关。打叶留顶技术不同程度调控根系烟碱合成酶活性和生长素合成,减弱根系二次发育及其合成烟碱能力,从而调节了上部叶的氮、钾养分吸收和烟碱含量。本研究改善了烤烟内在质量,提高了烤烟工业可用性。
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核农学报. 2017, 31(10): 2032-2038. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2032为了探讨烤烟生长发育特性、产量和质量对施肥技术的响应,开展了有机肥、绿肥及无机肥3种不同施肥技术措施下,烤烟生长发育特性及产质量的响应差异性对比研究。结果表明,烤烟配施生物有机肥和绿肥翻压还田,可以增加根系体积,提高烟叶光合作用面积,增加净光合速率(Pn),降低土传病害危害,提高上等烟叶比例,改善烟叶品质,增加烟叶产量和产值。其中,烟叶的经济效果指数(ECI)和烟叶化学成分可用性指数(CCUI)、上等烟叶比例以及产量和产值,以配施生物有机肥处理表现为最大,分别为88.7、71.0和72.1、43.68%、2 436.5 kg·hm-2和64 079.9元·hm-2;其次是绿肥翻压还田处理,单施化肥的处理最小;且配施生物有机肥处理的产量和产值显著高于其余处理。综上,烤烟生长发育特性、产质量对施肥技术的响应效果,以配施有机肥处理最好,绿肥翻压处理次之,纯施化学肥料处理最差。本研究为开展有机肥绿肥的利用及促进烤烟品质提升提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2039-2046. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2039为揭示岩溶山区白刺花耐旱性与外源钙的关系及抗旱机理,以贵州野生白刺花为试验材料,利用聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱,以未加PEG的1/2浓度Hoagland营养液为对照,研究了外源钙对PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗生长和生理的影响,并利用隶属函数综合评价出最佳的外源钙施用量。结果表明,未施入外源钙时,随着PEG诱导的干旱胁迫强度的增加,白刺花幼苗根干重、根冠比、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性均逐渐增加,当胁迫浓度为10%时,以上指标均显著高于对照;可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)呈先升高后降低趋势,均(除POD外)在胁迫浓度为10%时达到最大值,与对照相比差异显著;白刺花幼苗地上部生物量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈降低趋势,其中地上部生物量、Pn在胁迫浓度为10%时显著降低,Gs和Tr在胁迫浓度为15%时显著降低。在PEG诱导的干旱胁迫下,白刺花幼苗通过提高渗透调节物质含量、增强保护酶活性、增加根冠比等来适应干旱环境。施入适宜浓度的外源钙,显著抑制了PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗地上部生物量、Pn、Gs和Tr降低的幅度以及MDA含量增加的幅度;显著促进了根干重、可溶性蛋白含量及SOD、POD和CAT活性的增加,即PEG诱导的干旱胁迫下外源钙可以进一步提高白刺花幼苗根干重和幼苗中渗透调节物质含量,增强保护酶活性,降低Tr,维持生长、生理和光合功能,增强白刺花的抗旱能力。隶属函数综合评价指出,本试验条件下施入50 mmol·L-1的外源钙对提高白刺花幼苗抗旱性的效果最佳。本研究结果为更加充分、合理地利用白刺花灌丛资源提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2047-2054. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2047为了解白刺光合特性适应盐胁迫的生理机制,以唐古特和西伯利亚白刺为材料,采用盆栽试验,以不施盐为对照(CK),比较8‰ NaCl胁迫40 d后,2种白刺光合色素、光合参数、叶片核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性以及稳定碳同位素组成(δ13C值)的变化。结果表明,与CK相比,高盐处理后,唐古特白刺叶片叶绿素a(Chl a)、总叶绿素(Chl a+b)及类胡萝卜素(Car)含量分别下降了5.6%、2.1%和11.3%,叶绿素b(Chl b)增加了8.9%;西伯利亚白刺叶片Chl a、Chl b及Chl a+b含量分别下降了14.2%、15.4%和14.5%,Car含量下降了10.7%,但2种白刺光合色素的变化与CK的差异均不显著(P>0.05);在有效光辐射达到1 000 μmol·m-2·s-1左右时,唐古特白刺盐胁迫下净光合速率(Pn)较CK低15.4%,西伯利亚白刺较CK高10.0%,但差异不显著(P>0.05)。盐胁迫下,与CK相比,唐古特白刺叶片Rubisco和PEPC活性分别下降9.9%和8.3%,胞间CO2浓度(Ci)与气孔导度(Gs)分别下降0.9%和26.4%,气孔限制值(Ls)升高,表明其Pn的下降是气孔限制与非气孔限制共同作用的结果;西伯利亚白刺叶片PEPC活性显著下降56.2%,Rubisco活性升高41.4%,Ci与Gs分别上升5.8%和35.1%,Ls降低。盐胁迫使唐古特和西伯利亚白刺叶片δ13C均值发生偏正变化,增幅分别为1.9%和1.4%,主要是盐分对其生理活动的影响所致。盐胁迫还导致唐古特白刺光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)分别下降了30.5%和38.6%,CO2补偿点(CCP)升高了61.6%,与CK的差异达到显著或极显著水平;西伯利亚白刺LCP和Rd分别下降了15.9%和27.1%,CCP升高了26.8%,且与CK的差异达到显著水平。综上,盐胁迫造成白刺体内代谢活动减弱,但未导致2种白刺Pn的显著降低,说明其耐盐能力较强,且西伯利亚白刺盐胁迫下维持较高的Rubisco羧化效率是其耐盐能力高于唐古特白刺的内在原因之一。本研究结果为白刺在改良治理盐碱地中的应用提供了生理生态学依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2055-2062. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2055为探讨外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下植物生长的缓解作用,以夏枯草为试验材料,研究1.25~10.00 mg·L-1 ALA对70 mmol·L-1盐胁迫下夏枯草幼苗叶片和根系的抗氧化酶活性、叶片的叶绿素含量与光合特性的影响。结果表明,1.25~5.00 mg·L-1 ALA处理均可不同程度地提高盐胁迫下夏枯草幼苗叶片和根系过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及可溶性糖含量;增加夏枯草叶片的叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、总叶绿素(Chl a+b)及类胡萝卜素(Car)含量;提高净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr),降低胞间CO2浓度(Ci)。外源ALA可以通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,增强叶片的光合作用,进而缓解盐胁迫对夏枯草幼苗产生的伤害,从而提高夏枯草幼苗的抗盐能力,ALA浓度以5.00 mg·L-1最佳。本研究结果为探明ALA缓解夏枯草盐胁迫危害的作用机理提供了理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2063-2071. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2063为了研究西藏青稞种质籽粒遗传变异程度、变异规律、地理因子对籽粒表型性状的影响程度,确定决定籽粒表型的关键性状,从而为青稞育种提供籽粒表型基础模型,本研究以527份西藏青稞农家种、野生近缘种为试验材料,基于青稞籽粒表型性状变化和相关地理环境因子,采用数字图像分析法对西藏青稞农家种、野生近缘种等527份青稞种质资源籽粒长、粒宽、粒长宽比、粒面积、圆度值、密度指数和千粒重(TKW)7个表型性状进行精确测量,并进行典型相关分析、聚类分析和主成分分析。结果表明,西藏青稞种子表型存在广泛的变异类型,TKW的变异系数最大,粒长的变异系数最小。典型相关分析显示,海拔、经度和纬度地理因子与7个籽粒表型性状间存在着显著相关关系(α=0.05),海拔高度的增加可使青稞粒面积、粒长宽比、粒圆度值增加,而粒长逐渐减少。纬度和经度的增加与粒长呈正相关,并与TKW有一定联系。籽粒7个表型性状的聚类分析表明,527份青稞材料可聚为3大类群,各类群表现一定的地理分区。主成分分析显示,青稞籽粒TKW、面积、粒宽、粒密度可代表7个籽粒表型性状的变异,且表现出以粒宽、TKW、粒面积为主反映种子大小的指标及以长宽比、粒长、圆度值为主反映种子形状的指标。西藏青稞种质资源籽粒表型变异极为丰富,并与多变的地理因子显著相关。青稞籽粒表型性状可分为种子大小和种子形状2个方面,两者对千粒重贡献率分别达到60.3%和33.8%,且表现为独立遗传特性,这说明在今后的青稞育种工作中,应以籽粒大小指标为重,兼顾籽粒形状,该研究结果为西藏青稞高产栽培育种提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2017, 31(10): 2072-2079. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.10.2072为探讨不同浓度的硒(Se)对植物生长、化学指标及矿质营养元素含量的影响,本研究以云烟87为试验材料,采用盆栽试验方法,研究了不同硒浓度对烤烟生长、化学指标及烤烟根、茎、叶中矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Cu累积的影响。结果表明,土壤施硒(亚硒酸钠)4.4 mg·kg-1时,烟叶中烟碱、蛋白和还原糖等含量处于最适范围,根、茎、叶中矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Cu的含量达到最大值。低硒处理(Se≤4.4 mg·kg-1)显著提高了烤烟各部位对矿质元素的吸收,尤其对N、K、Ca、Mg、Mn的影响最为显著,从而促进了烤烟的生长,烟叶化学成分更加协调;而高硒处理(Se≥11.1 mg·kg-1)则降低了烤烟各部位对矿质元素的吸收,尤其对N、P、K的影响最显著,从而抑制了烤烟的生长。土壤中不同硒浓度通过调控植物对矿质元素的吸收进而影响植物的生长和化学指标,该研究结果为指导富硒烟叶的生产提供了理论依据。
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