2018年, 第32卷, 第6期 刊出日期：2018-06-10
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核农学报. 2018, 32(6): 1041-1049. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1041为明确CRISPR/Cas9系统中Cas9蛋白的持续剪切是否会导致原已突变的靶位点在水稻代际之间传递时再次产生新的突变,本研究以水稻粳稻品种台北309为转基因受体材料,通过CRISPR/Cas9技术定点编辑了水稻基因位点LOC_Os05g31750,并获得了6株靶位点敲除成功的T0转基因突变体植株,经三代种植收获后,进一步对携带Cas9基因的T1和T2群体进行靶修饰位点PCR扩增测序检测。结果表明,来源于2个T0纯合双等位突变体T0-8和T0-12的所有测试后代群体的靶修饰位点序列都与对应的T0突变体保持一致,进一步证明CRISPR/Cas9基因编辑水稻的靶修饰位点在代际之间可以稳定遗传。本研究结果为利用CRISPR/Cas9基因编辑突变体的遗传后代进行基因功能丧失后的表型分析提供了参考依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1050-1059. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1050为了解中国南瓜(Cucurbita moschata Duch.)果皮颜色性状的遗传规律,筛选与皮色性状紧密连锁的SNP分子标记,本试验以中国南瓜墨绿无斑果皮自交系CMO-1(P1)和浅绿有斑果皮自交系CMO-97(P2)为试验材料构建F2遗传群体,对果皮颜色pc(pericarp color)基因进行遗传分析和基因定位研究,将定位区间内的SNP分子标记转化为dCAPS分子标记进行开发及应用。结果表明,浅绿有斑果皮对墨绿无斑果皮表现为显性,由1个显性单基因控制。此外,利用前期构建的高密度遗传图谱,在8号连锁群上检测到了1个与中国南瓜果皮颜色性状和斑纹性状连锁的基因位点,2个性状可能由同1个基因控制。将此基因定位在具有最高表型解释概率的标记R1_47757附近,两侧翼标记为R2_47028和R2_63809,遗传距离为1.86 cM,物理距离为145.13 kb。生物信息学分析表明,该区段存在32个预测候选基因。同时,根据检测到的与皮色性状相关基因位点内的SNP分子标记信息,设计dCAPS分子标记引物,经过PCR扩增及酶切验证,开发出2个扩增效率高、稳定性好的dCAPS分子标记,根据酶切带型可以准确的将F2群体中的墨绿无斑表型和浅绿有斑表型区分开,且可以用于鉴定中国南瓜自交系材料的果皮颜色。本研究结果为南瓜果皮颜色的形成机理及开展南瓜分子标记辅助育种奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2018, 32(6): 1060-1069. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1060为建立和优化节瓜的遗传转化体系,并高效地完成CqWRKY1基因的遗传转化,本研究以节瓜A39为材料,通过RT-PCR技术克隆了节瓜CqWRKY1基因,采用Gateway同源重组法构建了pEarleyGate101-CqWRKY1超表达载体,以节瓜子叶节为外植体,利用农杆菌介导的遗传转化法进行转化。结果表明,子叶节不定芽诱导的最适培养基为MS + 0.5 mg·L-1 6-BA + 1 mg·L-1 ABA,诱导率可达76.17%;生根的最佳培养基为1/2MS + 0.5 mg·L-1 IAA;农杆菌侵染的最佳条件为农杆菌浓度OD600为0.3、侵染时间为10 min、共培养时间为3 d;最佳的抑菌抗生素为500 mg·L-1的头孢霉素。本研究在181株拟转基因组培苗中共得到76株阳性T0转基因组培苗,其中共有37株移栽成活。PCR结果表明,CqWRKY1已成功整合到37株转化植株的基因组中。本研究结果为进一步研究CqWRKY1基因的功能奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2018, 32(6): 1070-1078. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1070为发掘自然高低温胁迫下粳稻穗粒数3个相关性状的稳定位点,本研究对日本晴/越光//日本晴染色体片段置换系(CSSL)群体的48个株系在2015年庐江正常年份(E1)、2016年陵水自然低温(E2)以及2016年庐江自然高温(E3)3个不同温度环境下的每穗总粒数(GNP)、每穗实粒数(FGP)和结实率(SF)进行非条件QTL定位和将生育期矫正到相同水平下的条件QTL定位。结果表明,控制3个性状的QTL均以加性效应为主。CSSL群体中检测到控制每穗总粒数的稳定位点qGNP7.1,控制每穗实粒数的稳定位点qFGP6.1和qFGP11,控制结实率的稳定位点qSF9和qSF11。其中,qGNP7.1、qFGP11和qSF11的增效等位基因来自越光,qFGP6.1和qSF9增效等位基因来自日本晴。位于相同染色体片段的qFGP11和qSF11在3个环境中均能检测到,表明控制该位点的等位基因在自然高低温下均能稳定表达;qGNP7.1在E1和E2中均能检测到,表明该位点等位基因的表达不受自然低温的影响;qFGP6.1和qSF9均在E1和E3中检测到,表明以上2个位点等位基因的表达不受自然高温的影响。本研究结果为利用分子标记改良粳稻穗粒数3个相关性状及耐高低温新材料的选育提供了参考。
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核农学报. 2018, 32(6): 1079-1088. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1079为探讨新疆稻麦与原始六倍体和四倍体小麦的遗传多样性及其亲缘关系,本研究通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对18份原始六倍体小麦和11份四倍体小麦的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及遗传多样性进行分析,并连续统计分析了4年8个形态学指标,分别构建了UPGMA聚类图。结果表明,参试材料HMW-GS组成变异丰富,包含了20种类型,多样性达66.7%,形态学特征也存在不同程度的差异;HMW-GS聚类分析表明,新疆稻麦与中国特有小麦地方品种和波兰小麦聚为一类;表型性状聚类结果表明,新疆稻麦和波兰小麦、硬粒小麦聚为一类。综上,推测新疆稻麦与中国特有小麦地方品种和波兰小麦具有较近的亲缘关系。本研究为明确新疆稻麦的亲缘关系提供了参考,且为后续利用新疆稻麦优异资源改良普通小麦提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1089-1096. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1089为开发换锦花EST-SSR标记和分析其遗传多样性,本研究利用MISA软件对换锦花转录组信息进行SSR位点检测,再利用Primer3.0设计引物,经PCR扩增和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测引物的有效性和多态性,并绘制换锦花种质资源的聚类图。结果表明,共检测到9 918个SSR位点,发生频率为18.59%,分布距离为3.729 kb;SSR位点重复单元为1~3个碱基,其中,单碱基重复>三碱基重复>二碱基重复,分别占SSR总数的61.08%、23.22%和14.23%,四碱基及以上重复单元相对较少。共设计出9 302对SSR引物,随机选取并合成278对引物进行PCR扩增,能够清晰扩增出的引物有185对(66.55%),在石蒜属的七个种中具有多态性的有59对(31.89%),其中11对(18.64%)能够在浙江和江苏种群的30份换锦花种质资源表现出丰富的多态性。综上,本研究开发的EST-SSR标记具有丰富的多态性,在换锦花以及石蒜属植物的遗传多样性分析、杂交种鉴定及遗传图谱的构建应用中具有重要意义。
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核农学报. 2018, 32(6): 1097-1105. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1097为研究福建省选育的与铁观音或黄棪有亲缘关系品种的遗传多样性,本研究以12个有亲缘关系品种和15个对照种为试验材料,利用SSR分子标记技术分析参试品种的遗传多样性。结果表明,铁观音与黄棪杂交选育的4个品种的遗传相似性与生物学形态和制茶品质相互印证;12个有亲缘关系品种的聚类图能清晰地呈现出品种间的遗传多样性,且大部分品种遗传背景更靠近黄棪,表明在育种阶段选择遗传相似系数更接近黄棪的株系,出现优良品种的可能性更高;各品种与其对应亲本的相似性分析表明,紫玫瑰与铁观音亲缘关系最近,瑞香与黄棪亲缘关系最近;对所有参试品种的相似系数分析发现,有亲缘关系品种的相似系数介于0.64~0.92之间,其中0.80以上的占19.70%,而对照种的相似系数介于0.63~0.81之间,大于0.80的仅占5.71%,二者的聚类图对比分析也表明,对照种的遗传多样性高于有亲缘关系品种。本研究结果为了解与铁观音或黄棪有亲缘关系品种的遗传多样性提供了数据支持,为茶叶生产中的选种和引种提供了遗传多样性指导,同时为茶树的杂交育种与遗传改良提供了理论参考。
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核农学报. 2018, 32(6): 1106-1115. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1106为建立南瓜亚适温弱光耐受性综合评价体系,选育适宜我国冬春季设施栽培的南瓜品种,本试验以30个南瓜种质为材料(包括15个印度南瓜种质和15个中国南瓜种质),采用自然低温结合人工遮光处理方法,测定生长和生理指标的胁迫耐受系数,利用主成分分析、隶属函数、系统聚类和回归分析等方法,对胁迫耐受指标进行综合评价。结果表明,亚适温弱光胁迫处理后,30个南瓜种质各指标的胁迫耐受系数存在显著差异;主成分分析将各指标综合成4个独立指标,聚类分析将30个种质按弱光耐受性聚为4支,隶属函数分析筛选根部干重、根部鲜重、EC值、叶绿素含量等指标作为亚适温弱光耐受性鉴定指标,通过回归分析建立南瓜幼苗亚适温弱光耐受性预测方程(R2=0.965,平均估算精度95%);利用该体系对30份南瓜种质进行综合评价,共获得4份亚适温弱光耐受性较强种质,分别为印度南瓜贝栗-2012D14、日南-99A17、中国南瓜黄皮小南瓜-2013D02-3和柿饼南瓜-5Bb040。本研究为南瓜亚适温弱光耐受性品种选育提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1116-1124. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1116
为探究辐照技术对草鱼货架期及品质的影响,以新鲜草鱼为原料,在不同剂量60Co-γ射线辐照处理下,研究4℃条件下草鱼贮藏品质的变化,以菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)含量、色差值、pH值、鲜度值(K值)为指标,并配合汁液流失率及感官评价来综合评定生鲜草鱼肉鲜度变化情况。结果表明,在0、3、6和9 kGy辐照剂量下,辐照剂量越高,生鲜草鱼肉的菌落总数、TVB-N含量及K值随着贮藏时间的延长其增长趋势越缓慢,pH值均表现为先下降后上升,而色差值受辐照剂量影响较小;9 kGy辐照剂量对草鱼肌肉品质有一定影响,表现为草鱼肌肉色差值和汁液流失率较低剂量升高,伴随着感官评分有不同程度下降。当辐照剂量为6 kGy时,生鲜草鱼肉贮藏效果最好,低温(4℃)冷藏可延长保质期至30 d。本研究延长了草鱼的货架期,并最大限度地保持了其鲜度和品质,为草鱼的冷藏保鲜提供了新思路。
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核农学报. 2018, 32(6): 1125-1132. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1125银杏花粉富含黄酮类化合物,且主要是黄酮苷。为了发酵银杏花粉并高效转化银杏花粉黄酮苷,本研究从保存的22株乳酸菌出发对生物转化菌株进行筛选,并进行生理生化和分子生物学鉴定;同时采用单因素试验从发酵温度、接种量、发酵时间、银杏花粉料液比4个参数对发酵条件进行优化。结果筛选出一株能单一利用银杏花粉生长并高效转化银杏花粉黄酮苷的菌株B2,经鉴定为恶味乳杆菌。单因素试验结果表明,当发酵温度37℃、接种量2%(v/v)、发酵时间72 h、银杏花粉培养基的料液比1∶4(w/v)时,转化产物中的山奈酚含量最高。本研究结果为银杏花粉的深加工及功效成分研究奠定了理论基础。
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核农学报. 2018, 32(6): 1133-1143. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1133为明确3种不同包装材料(妙洁保鲜袋P1、普通超市食品袋P2、气调包装袋P3)对绿芦笋货架期品质影响的关键因子,以打孔妙洁保鲜袋为对照(CK),采用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析、通径分析等5种方法进行分析。单因素方差分析表明,P3处理可维持袋内较高CO2浓度,抑制绿芦笋菌落生长、呼吸速率和多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性,保持组织较高的总糖、总酚和维生素C(Vc)含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,降低绿芦笋组织中过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的积累,使绿芦笋保持较高的感官品质;主成分分析表明,PC1与PC2较好地区分了货架期间各处理绿芦笋的品质指标和活性氧代谢指标;偏最小二乘与相关性分析表明,感官品质与MDA和H2O2含量、菌落总数及POD、PAL、PPO活性呈负相关效应,而与APX和SOD活性、CO2/O2浓度、总糖和Vc含量呈正相关;通径分析表明,PPO活性通过自身的直接作用及菌落总数的间接作用对绿芦笋感官品质产生较大的影响,是作用于感官品质的主要因素。综上所述,P3处理主要通过调控绿芦笋PPO和APX活性、菌落总数以及总糖和Vc含量来维持绿芦笋较好的货架期品质。本研究为绿芦笋货架期保鲜提供了理论及技术支持。
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核农学报. 2018, 32(6): 1144-1152. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1144为降低小麦胚芽脂肪酶和脂肪氧化酶的活性,提高贮藏稳定性,优化小麦胚芽红外干燥的工艺,采用单因素试验研究红外干燥温度、载量和距离对小麦胚芽干燥特性的影响,利用响应面分析法优化得到最佳工艺为干燥温度100℃、干燥载量1 kg·m-2、干燥距离15 cm;结合微观结构、脂肪酶活动度、脂肪氧化酶活性、酸价、过氧化值和TBA值等指标,比较新鲜、红外干燥和热风干燥小麦胚芽在贮藏过程中的品质变化。结果表明,干燥处理可以大幅度地钝化脂肪酶和脂肪氧化酶的活性;当贮藏天数达到75 d时,红外干燥处理后的小麦胚芽酸价为52.49 mg·g-1,过氧化值为18.75 meq·kg-1,TBA值为4.58 mg·g-1,各个指标均显著低于热风处理组和新鲜组小麦胚芽(P<0.05)。由此说明,红外干燥处理比热风干燥能够更好地保持小麦胚芽的品质。本研究结果为小麦胚芽的贮藏及生产提供了相关的理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1153-1161. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1153为探究铜藻多糖在葡聚糖酶作用下最佳的酶解条件及其不同分子量多糖组分产物的肠道环境调节功能,本试验采用响应面分析法优化铜藻多糖(SHP)酶解工艺条件,并考察所得多糖组分对小鼠肠道环境指标的影响。结果表明,SHP最优酶解工艺参数为酶解温度48℃、酶液浓度3.6%、pH值4.8、酶解时间2 h,测得的还原糖含量为0.550 mg·mL-1,与理论值基本吻合。SHP的酶解产物(SHPE)经分离纯化得到SHPE1、SHPE2、SHPE3 3种多糖组分,SHP纯化得到SHP0。对上述铜藻组分进行小鼠肠道环境调节功能试验,结果表明铜藻多糖组分均能够改善小鼠肠道环境,其中较低分子量的SHPE2和SHPE3与阳性对照组低聚果糖(FOS)在小鼠肠道pH值、内容物挥发性盐基氮(TVB-N)含量等肠道环境指标上相近。本研究表明铜藻多糖组分具备开发成为海洋藻类来源的益生元的潜力。
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核农学报. 2018, 32(6): 1162-1170. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1162为研究热处理对双孢蘑菇质量特性的影响,本试验在75、85、95和121℃条件下分别进行热处理0.5、1、5、10、15和20 min后,测定多酚氧化酶(PPO)活性、总酚含量、色差、质构指标,结合感官评价筛选出最适的热处理温度和时间,并在最适热处理条件下,观察组织结构和挥发性成分的变化。结果表明,双孢蘑菇PPO活性和总酚含量显著下降,总色差(△E)先上升后下降;随着温度的升高和时间的延长,硬度、咀嚼性、弹性和胶粘性逐渐下降,内聚性值先升高后降低;结合感官评价得出最适热处理条件为温度95℃、时间10 min;热处理后双孢蘑菇组织结构疏松、细胞孔隙微增,细胞间持水能力增大,植物香型和蘑菇香型变浓,同时还呈现出微弱的烤香型气味。综上,适当的热处理可增加双孢蘑菇的质构特性并赋予其新的风味。本研究结果为双孢蘑菇的加工提供了理论基础,在最大程度上保证了双孢蘑菇的独特风味。
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核农学报. 2018, 32(6): 1171-1179. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1171为探究蛋白质与多糖之间的相互作用,以大豆分离蛋白(SPI)-壳聚糖(CS)复合体系为研究对象,采用浊度法、电位分析、粒径分析、黏度测定及等温滴定量热法研究两者间的复合物形成状态、机理以及复合过程中的热量变化。结果表明,当pH值为3.0时,不同复合比对SPI-CS复合溶液的浊度影响不大;当 CS浓度大于SPI浓度且SPI/CS复合比为1∶30时,复合溶液的粒径分布出现明显的两个峰,电位值变化不大,且两者之间的静电相互作用力微弱,几乎无热量变化。当pH值为6.0时,SPI-CS复合溶液浊度值升高,并在SPI/CS复合比为1∶10时CS达到饱和,此时复合溶液的电位值由原来的负值变为正值,两者间由于静电相互作用形成复合物使得平均粒径分布明显增大;等温滴定量热法研究结果表明,SPI和CS之间的相互作用为放热反应(ΔH<0)。本研究为蛋白质和多糖在食品工业等领域的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1180-1185. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1180为了探究γ 射线辐照降解含抗生素废水的效应,选取磺胺甲恶唑(SMX)这种难以在废水中分解的磺胺类抗生素,研究不同溶剂对γ 射线辐照降解废水中SMX效果的影响,以及羟基自由基(·OH)、水合电子(
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核农学报. 2018, 32(6): 1186-1194. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1186为揭示作物种间作用对土壤微生物的影响机制,本研究通过田间定位试验,采用磷脂脂肪酸(PLFA)等方法,研究马铃薯与蚕豆、马铃薯与荞麦间作下土壤微生物群落结构及功能的变化规律。结果表明,与单作马铃薯相比,马铃薯/蚕豆、马铃薯/荞麦间作后土壤细菌、放线菌生物量均有所提高,革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值升高。培养120 h时,马铃薯/荞麦间作较马铃薯/蚕豆间作土壤平均颜色变化率(AWCD)高,土壤微生物对主要碳源化合物的利用能力增强;与马铃薯单作相比,马铃薯/蚕豆间作土壤微生物群落的丰富度、均匀度指数分别降低了35.6%、47.0%,但优势度指数增加了2.07倍;马铃薯/荞麦间作土壤微生物群落的丰富度指数降低了13.7%,但均匀度和优势度指数分别增加了8.8%和3.4%。多元分析(RDA)结果表明,间作栽培条件下土壤微生物群落组成及功能多样性与土壤全氮、速效磷、速效钾有相关关系。综上,马铃薯与不同作物间作栽培能够改变土壤微生态环境,影响土壤微生物群落结构及功能多样性。本研究为宁夏南部山区马铃薯合理间作作物选择提供了科学依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1195-1202. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1195为了调查和综合评价黑龙江省种植的花生品种抗寒能力,本研究以该地区种植面积较大的4个花生品种吉花3号(JH3)、四粒红(SLH)、白沙1016(BS1016)、宏花1号(HH1)为试验材料,测定不同温度下出苗率、出苗时间、生理生化特征等指标。结果表明,随着低温胁迫加剧,出苗时间(ED)延长,出苗率(ER)降低,丙二醛(MDA)、渗透调节物质含量积累,相对膜透性(RMP)、抗氧化酶活性逐渐增加。低温胁迫下SLH出苗时间最短,出苗率最高,可溶性糖和可溶性蛋白含量最高。隶属函数法综合评价4个品种苗期抗寒性发现,SLH抗寒性最强,JH3抗寒性中等,BS1016和HH1抗寒性弱。相关性分析表明,抗寒综合评价值与SP含量呈极显著正相关,与SOD和CAT活性呈显著正相关,但与MDA含量呈显著负相关。抗寒性评价和幼苗生理生化指标结果均表明多粒型SLH具有较强抗寒性,适宜黑龙江省气候条件种植。本研究为耐低温花生种质资源创新和新品种培育提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1203-1210. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1203为探究小麦物质积累分配和穗粒数形成对施氮量的响应,本试验以大穗型品种周麦16(V1)和多穗型品种豫麦49-198(V2)为供试材料,在大田条件下设置3个施氮量:0 (N1)、180 (N2)、360 kg·hm-2 (N3),研究不同施氮量对小麦物质积累分配和小花发育及穗粒数形成的影响。结果表明,两穗型品种干物质积累量对氮肥的响应差异主要表现在开花-成熟期;适宜施氮量(180 kg·hm-2)有利于两品种增加干物质总量和氮素同化量,成熟期同化物和氮素营养向穗部分配比例均高于N1、N3水平,分别达到48.07%、79.81%和43.61%、76.51%,为可孕小花发育成粒提供了充足的物质保证。两品种小花数动态表现一致,随播后累积生长度日增加均呈先上升后速降再缓降的趋势,且大穗型品种周麦16小花分化总数较多,达到21.73×104个·m-2。随着施氮量的增加,两品种完善小花数、花后5 d可结实小花数和成熟期穗粒数均有提高,但在施氮量增加至360 kg·hm-2时则有所降低;施氮量为180 kg·hm-2条件下,周麦16和豫麦49-198的上述3个指标分别较N1和N3提高了34.04%、11.28%,38.16%、0.79%,38.79%、3.37%和21.56%、6.82%,21.49%、7.10%,14.38%、7.09%。在不同施氮量下两品种的产量表现均为N2>N3>N1,其中周麦16在180 kg·hm-2下穗粒数达到39.78个·穗-1,产量达到 8 788.14 kg·hm-2;豫麦49-198穗粒数达到32.12个·穗-1,产量达到8 434.49 kg·hm-2。综上,180 kg·hm-2有利于2种穗型小麦品种产量构成因素的均衡发展。本研究结果为不同穗型品种小麦适宜施氮量的确定提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1211-1219. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1211为探讨重金属对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,本试验以桔梗种子为试验材料,采用培养皿滤纸发芽法,研究桔梗种子萌发、幼苗生长及生理生化特性对不同浓度镉(Cd)、汞(Hg)胁迫的响应特征。结果表明,低浓度Cd2+和Hg2+(≤20 mg·L-1)处理对桔梗种子的发芽势和发芽率影响不大; Cd2+浓度≥30 mg·L-1、Hg2+浓度≥40 mg·L-1时桔梗种子的发芽势和发芽率显著降低;Cd2+浓度≥20 mg·L-1、Hg2+浓度≥30 mg·L-1时桔梗种子的发芽指数显著降低;桔梗种子的活力指数随着Cd2+和Hg2+浓度的增加而降低。桔梗萌发幼苗的根长、株高和鲜重随着Cd2+和Hg2+浓度增加而降低;可溶性糖含量随着Cd2+和Hg2+浓度增加呈先增加后降低的趋势;可溶性蛋白含量随着Cd2+浓度增加呈先增加后降低又增加的变化,随着Hg2+浓度增加而增加且保持在较高水平。Cd2+处理后,桔梗幼苗的丙二醛(MDA)含量呈先降低后增加趋势;Hg2+处理后,桔梗幼苗的MDA含量增加。超氧化物歧化酶(SOD)活性随着Cd2+和Hg2+浓度增加呈先升高后降低的趋势;过氧化物酶(POD)活性随着Cd2+浓度增加呈先升高后降低再升高的变化,随着Hg2+浓度增加呈先降低后升高趋势。桔梗幼苗地上部和根部的Cd、Hg含量均随着Cd2+和Hg2+浓度增加而增加。综上,较低浓度的Cd2+和Hg2+对桔梗种子萌发影响不大,但会抑制幼苗生长;较高浓度Cd2+和Hg2+抑制种子萌发和幼苗生长,并引起生理生化变化及植株体内Cd、Hg含量的增加。本研究为阐明重金属胁迫对桔梗幼苗生长影响的机理提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1220-1229. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1220为探究不同根型水稻对缺磷和干旱的响应情况,本研究筛选了不同根型的10个典型水稻品种作为试验对象,在水培条件下对其进行低磷和渗透胁迫处理1个月,研究水稻根系的可塑性。结果表明,不同根型水稻对低磷胁迫的响应差异显著,低磷胁迫会特异性地促进深根品种根系的伸长,平均比浅根品种伸长48.78%,同时显著抑制浅根品种根数目的增加,平均比深根品种根数减少24.90%。渗透胁迫对地上部分的抑制作用大于对地下部分的作用,分别减少地上干重和地下干重37.51%和5.73%。水稻对低磷和渗透2种非生物胁迫的响应方式不同,两者交互作用会加剧抑制植株生长。与2种处理叠加相比,低磷胁迫分别增加地上干重、地下干重和最大根长53.31%、54.05%和36.36%,减少根数9.05%;渗透胁迫分别增加地上干重、地下干重、最大根长和根数136.33%、49.19%、5.37%和32.91%。与对照相比,经3种处理的根冠比均显著上升,分别增加57.30%、142.70%、141.01%,但不同根型品种受相同程度胁迫后均倾向于保持近似的根冠比。本研究首次发现深根型水稻品种在低磷环境下特异性伸长根系这一特性,为水稻的营养高效和节水抗旱的研究和育种提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1230-1238. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1230
生防菌Lx-11是一株对水稻细菌性条斑病具有较好防治效果的解淀粉芽孢杆菌,为明确其对水稻的促生作用,本研究以感病品种金刚30为试验材料,通过比较不同稀释倍数的生防菌Lx-11无菌上清滤液对水稻种子萌发和幼苗的生长的影响,测定其对水稻芽长、根长和株高,以及叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量和根系活力的影响,运用液质联用仪检测无菌上清滤液中与促生相关的物质赤霉素、脱落酸、生长素和亚精胺的含量。结果表明,生防菌Lx-11无菌上清滤液稀释后对水稻种子和幼苗均有一定的促生作用,且随着菌液稀释倍数的增加,促生作用呈先增加后减少变化,稀释倍数为100倍时,对水稻种子和幼苗的形态和生理指标的影响最为显著;当稀释倍数达到200倍以上,其对水稻的促生效果下降。不同浓度无菌上清液处理水稻幼苗时,水稻植株的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和根系活力均有不同程度的增加,其中以100倍稀释液增加最大,分别为45.97%、49.62%、46.95%和225.43%。生防菌Lx-11无菌上清滤液中生长素、赤霉素、脱落酸和亚精胺的含量分别为1 200、75.5、3 130和811 ng·mL-1。综上,生防菌Lx-11对水稻植株的生长具有明显的促进作用,且促生长物质主要存在于发酵上清液中。 本研究为解淀粉芽孢杆菌Lx-11在微生物农药领域的田间高效应用提供了理论依据。
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核农学报. 2018, 32(6): 1239-1247. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2018.06.1239为全面了解丽水市农业生产基地土壤质量情况,本研究以土壤肥力和土壤环境质量为评价指标,采用单因子指数与内梅罗指数相结合的方法对该市蔬菜和茶叶基地土壤质量进行综合评价。结果表明,蔬菜与茶叶基地耕层土壤全氮、速效钾含量充足,但速效磷平均含量和pH值的平均值分别为162 mg·kg-1、4.39和106 mg·kg-1、3.77,土壤磷素均过量,且酸化严重。蔬菜基地全氮、速效钾以及土壤磷酸酶与脲酶活性均高于茶叶基地,土壤微生物数量低于茶叶基地。2个基地土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、As、Hg、六六六及滴滴涕平均含量均低于国家土壤环境质量二级标准,其中Cd和Pb为潜在污染因子,蔬菜和茶叶基地综合污染指数分别为0.57和0.42。2个基地灌溉水与肥料重金属含量均低于国家相关标准,蔬菜及茶叶样品重金属和农残超标率均为0。综上,丽水市蔬菜与茶叶基地环境整体处于清洁水平。本研究为土壤质量综合管理提供了科学依据。
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