2019年, 第33卷, 第1期 刊出日期：2019-01-10
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核农学报. 2019, 33(1): 1-6. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0001为鉴定EMS突变的真实性,本研究利用SSR标记和90 K SNP芯片对小麦品系H261及其EMS突变体进行检测。SSR检测结果表明,H261与LF2010和LF2099的差异SSR标记为0个,但与LF2100的差异SSR标记为10个,多态性比例为47.62%。SNP芯片分析结果表明,H261与LF2010和LF2099之间的差异位点分别为66和12个,分别占总数的0.080 9%和0.014 7%,2个突变体与H261的纯合差异SNP数目均为0;而H261与LF2100之间的差异位点为2 846个,占总数的3.487 9%,二者之间纯合差异SNP为784,占总数的0.960 8%。综上所述,LF2010和LF2099 突变体与亲本H261的遗传背景高度一致,是H261经过EMS诱变的后代,而LF2100是天然异交或机械混杂产生的假突变体。本研究结果为更好地发挥小麦突变体在遗传改良和功能基因组研究奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 7-9. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0007脱水反应元件结合蛋白(DREBs)在植物非生物逆境胁迫中可调节下游一系列抗逆基因的表达。为探究巴哈雀稗DREB2基因在逆境胁迫下的功能,本研究采用RNA-Seq结合RT-PCR技术从巴哈雀稗中获得一个DREB2基因CDS区全序列,命名为PnDREB2(GenBank登录号:MH150946)。核苷酸序列分析表明,该基因开放阅读框全长774 bp,编码257个氨基酸,相对分子质量为28.09 kD,理论等电点为5.25;该植物蛋白中具有DREB类基因家族典型的保守域AP2结构域,属于DREB2类转录因子A类中A2亚类的亚型1。进化和聚类分析结果表明,巴哈雀稗PnDREB2基因与高粱、割手密、玉米、谷子及牛鞭草亲缘关系较近,氨基酸序列同源性分别为91.10%、89.50%、88.20%、87.60%和87.60%。RT-qPCR和生物信息学分析表明,PnDREB2基因在茎中表达量最高,幼穗次之,叶最低;表达产物定位于细胞质中,具有26个磷酸化位点,并具有结构和功能的特异性。PnDREB2表达量受干旱(PEG-6000,20%)和高温(40℃)的强烈诱导,同时也受到高盐(NaCl,300 mmol·L-1)、低温(4℃)、脱落酸(ABA,100 μmol·L-1)和赤霉素(GA,100 μmol·L-1)等非生物胁迫和激素的不同程度诱导,随着处理时间的延长,整体上均呈先增加后降低的趋势。本试验为巴哈雀稗抗逆分子机理研究与抗性增强的转基因材料培育奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 16-23. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0016乙烯反应传感蛋白在乙烯信号转导中起着重要作用,可作为负调控因子使下游的CTR1失活,并激活之后的一系列反应。为明确青花菜ERS基因的序列特征和表达特点,本研究以青花菜为试验材料,在克隆乙烯反应传感蛋白基因BoERS的基础上进行表达分析,以明确其在核盘菌和根肿菌侵染下的表达模式。结果表明,BoERS的基因组DNA全长为1 928 bp,含有1个长度为68 bp的内含子;编码区全长为 1 860 bp,编码619个氨基酸,编码蛋白有4个跨膜结构域、1个GAF结构域和1个HisKA结构域。序列比对结果表明,BoERS与芸薹属ERS序列的差异最小,在系统发育树上处于同一分支,但与萝卜属、盐芥属和拟南芥属植物ERS序列的差异较大,在系统发育树上处于不同的分支。实时荧光定量PCR结果表明,BoERS的表达受核盘菌的诱导,36 h时表达量最大,为对照的3.53倍,但BoERS的表达不受根肿菌的诱导。本研究结果为进一步开展BoERS基因功能鉴定和应用研究奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 24-30. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0024芥酸是重要的工业原料,主要来源是甘蓝型油菜种子,为调节甘蓝型油菜种子内芥酸含量,针对甘蓝型油菜芥酸合成过程中的关键酶基因Bnfad2设计特异性amiRNA,并构建种子特异表达载体,转化高芥酸甘蓝型油菜品种MY15和低芥酸甘蓝型油菜品种LEA01,并对转化植株T0种子脂肪酸进行分析。结果表明,转化的高芥酸甘蓝型油菜芥酸的增加最高达到5.12%,最低2.11%;而转化的低芥酸品种,最高仅为0.45%,最低只有0.16%,而且所有转化低芥酸材料的芥酸含量都小于1%;同时转化种子内油酸的含量得到了明显的提高,最低为4.99%,最高达到了10.71%,亚油酸降低的幅度十分明显,最大降幅达到17%。表明amiRNA技术可以通过影响脂肪酸合成过程中特定基因的表达,有效改变种子内脂肪酸的组成,从而改变其营养结构,提高营养价值,进一步提高油菜种子的附加值。本研究为运用amiRNA技术调节油菜脂肪酸组成和改变其营养结构提供了一定理论依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 31-38. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0031为了解橄榄密码子使用偏好特征,以福榄1号橄榄为材料,利用codonW和EMBOSS等软件分析橄榄转录组密码子使用偏好性参数,并探讨偏好性形成的可能因素。结果表明,橄榄转录组平均有效密码子数(ENc)、密码子G和C(GC)含量及密码子第3位上G和C(GC3s)含量分别为51.80、0.435和0.377,表明橄榄转录组密码子使用偏好性较弱,且倾向使用富含A和T且以A或T结尾的密码子。橄榄转录组高低表达基因样本之间同义密码相对使用度(RSCU)差异较小,其中CGC、ATC、CTC和ACC等可作为橄榄最优密码子群。密码子组分分析、中性绘图分析、ENc-GC3s关联分析和偏倚分析结果表明,橄榄转录组密码子使用偏好性可能是以突变压力为主,多种作用方式共同影响的结果。此外,烟草和酵母菌可作为橄榄目标基因异源转化的理想受体系统。本试验结果为进一步研究橄榄遗传背景和分子进化提供了一定的科学依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 39-47. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0039为了解黑龙江省春小麦抗白粉病基因的组成及分布规律,本研究利用已开发的Pm2、Pm3b、Pm4、Pm8、Pm13和Pm21抗白粉病基因分子标记对黑龙江省推广的123份小麦品种进行了检测和分析。结果表明,在123份小麦品种中分布4种抗白粉病基因,其中Pm2、Pm3和Pm13分布频率较高,分别为95.1%、95.1%和94.3%,Pm8分布频率较低,仅为0.01%,且不存在抗白粉病基因Pm4和Pm21;黑龙江省春小麦抗白粉病基因组合共有7种类型,其中Pm2/Pm3b/Pm13类型所占比例最高,为88.6%,其次为Pm2/Pm3b、 Pm2/Pm13和Pm3b/Pm13,所占比例分别为3.3%、2.4%和2.4%,Pm2和Pm2/Pm3b/Pm8/Pm13所占比例最低,为0.8%。本试验结果明确了建国后黑龙江省春小麦品种抗白粉病基因的组成和分布频率,为高效开展小麦抗白粉病育种提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 48-59. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0048为研究菜用豌豆种子萌发期的耐旱性,本试验以31份菜用豌豆品种资源为试验材料,通过2.5%PEG溶液模拟干旱胁迫处理萌发期豌豆种子,统计种子发芽势和发芽率,测定鲜重、干重、根长、芽长等指标,并采用相关性分析、主成分分析、聚类分析、灰色关联度分析及逐步回归分析等方法相结合,对31份菜用豌豆品种资源进行萌发期耐旱性鉴定及耐旱指标筛选。结果表明,2.5% PEG-6000模拟干旱胁迫对菜用豌豆种质资源萌发期各测定指标均有极显著影响;根据综合抗旱系数值(CDC值)、耐旱性度量值(D值)、加权关联度(WDC值)大小对供试种质进行排序,其中耐旱性最强的4个品种依次为16110、16055、16140、16107;耐旱性最弱的3个品种依次为16106、16175、16177。通过聚类分析,在欧氏距离D2=8.5处将31份豌豆品种资源划分为4种类型:第Ⅰ类包括16054、16142等20个品种;第Ⅱ类包括16140、16079和16055 3个品种;第Ⅲ类包括16175、16104等6个品种;第Ⅳ类包括16110和16107 2个品种。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标为发芽指数、活力指数、发芽势、根长,这些可作为豌豆种质资源萌发期耐旱性鉴定综合选择指标。本试验结果为进一步研究菜用豌豆萌发期耐旱性机理及干旱调控缓解机制提供了理论参考,也为菜用豌豆耐旱品种选育及其推广应用奠定了基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 60-68. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0060离体保存技术在植物种质资源保存方面具有独特优势和重要意义。为改善菊花离体保存技术,本研究以4个不同生长势的菊花品种为试验材料,在7±2℃条件下研究渗透调节物质甘露醇和蔗糖对不同菊花品种离体保存的影响,观察统计不同浓度蔗糖和甘露醇处理下菊花离体保存试管苗不同阶段的存活率和绿叶数,并对保存后试管苗的叶和茎段的组织结构、恢复生长能力和遗传稳定性进行了观察和鉴定。结果表明,保存12个月后,在MS培养基中添加15 g·L-1甘露醇处理对南农橙乒乓和小洋菊试管苗的离体保存效果最佳,存活率分别达86.67%和93.33%;20 g·L-1甘露醇处理对蒙娜丽莎黄和橙安娜保存效果最优,存活率分别达到80.00%和93.33%。60 g·L-1蔗糖处理,南农橙乒乓和小洋菊保存12个月存活率均达到70%以上,但相比甘露醇处理,其绿叶数少、生长状况差;高浓度蔗糖(45~90 g·L-1)对蒙娜丽莎黄和橙安娜保存效果不佳。保存12个月后,20 g·L-1甘露醇处理的蒙娜丽莎黄和橙安娜、15 g·L-1甘露醇处理的小洋菊和南农橙兵兵的叶片和茎段细胞间隙减小,细胞密度增加,试管苗恢复正常培养45 d后不同品种菊花生长良好,株高、叶片数、茎粗、节间长等形态指标及SSR分子标记图谱与对照相比无显著差异,保持了良好的遗传稳定性。本研究为菊花种质资源的低温离体保存提供了理论依据与技术支撑。
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核农学报. 2019, 33(1): 69-75. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0069高压电晕电场生物(HVCEF)技术是近年来发现的具有装置简单、生物效应明显、环境友好等特点的新型物理诱变技术。本文综述了高压电晕电场生物技术装置的结构和组成,分析了高压电晕电场诱变大肠杆菌和对其他物种的生物效应,以及高压电晕电场的物理特性和生物效应机制,为高压电晕电场技术的进一步应用研究提供了借鉴。
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核农学报. 2019, 33(1): 76-80. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0076为探究高压脉冲电场(PEF)在酒精发酵工业上的实际应用,本研究以酿酒酵母为试验材料,在设定脉宽、频率、作用时间等参数不变的条件下,以电场强度为唯一变量,分别采用电场强度为1、6 kV·cm-1的PEF对酵母进行预处理。通过检测发酵底液中酵母生长量、葡萄糖消耗量和乙醇产出量的变化,探究PEF对酿酒酵母发酵能力的影响。结果表明,经12 h发酵后,在电场强度为1 kV·cm-1的PEF刺激作用下,酿酒酵母葡萄糖消耗量提高了10.18%,乙醇产出量提高了11.05%;当电场强度为6 kV·cm-1时,葡萄糖消耗量和乙醇产出量均降低。本研究结果为提高酿酒酵母的发酵能力提供了一种新方法。
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核农学报. 2019, 33(1): 81-87. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0081亚东黑耳(Exidia sp.)是一种尚未实现人工栽培的珍稀食用菌,为发掘和利用其营养价值,在现行国际氨基酸模式谱的基础上,以氨基酸评分(AAS)、美国国家科学院医学研究所(IOM)模式评分、化学评分(CS)、氨基酸比值系数(RC)、氨基酸比值系数分(SRC)和必需氨基酸指数(EAAI)等多个参数为指标,系统地分析了亚东黑耳的氨基酸特征和蛋白质品质。结果表明,亚东黑耳中含有18种常见氨基酸,包括全部8种必需氨基酸;其粗蛋白含量与粮食作物接近,蛋白质中必需氨基酸含量充足(473.4 mg·g-1 pro),其中亮氨酸含量较高(67.73 mg·g-1 pro)。参数评估表明,亚东黑耳蛋白质中的必需氨基酸比例相对合理(RC值0.74~1.66,EAAI值129.11),基本符合国际推行的氨基酸平衡模式谱(AAS值均高于98.75%,IOM模式评分均高于100%),是相对优质的蛋白质,但其平衡性和含量均逊色于鸡蛋蛋白(CS值70.93%~128.30%)。本研究结果为进一步开发野生菌资源提供了科学基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 88-95. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0088为杀灭猕猴桃果实表面溃疡病病原菌并保持果实货架期品质,以丁香假单孢杆菌猕猴桃致病变种(Psa)和海沃德猕猴桃果实为试验材料,通过单因素和响应曲面分析法研究二氧化氯(ClO2)对Psa的杀灭效果及对猕猴桃果实货架期品质的影响。结果表明,最佳杀菌工艺条件为ClO2溶液浓度115 mg·L-1、处理时间8 min、pH值4,在此最佳工艺条件下,ClO2溶液对Psa的杀菌率的最大预期值可达100%,对猕猴桃果实表面的Psa杀菌率为98.64%,并能延缓猕猴桃果实硬度的下降,保持可溶性固形物、Vc、可滴定酸的含量,延长果实的货架期。综上可知,ClO2溶液处理既能杀灭猕猴桃表面Psa,又能保持果实货架期品质。本研究结果为控制猕猴桃果实传播Psa及其保鲜提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 96-102. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0096为探究湖北省侧耳属食用菌常见栽培种的主要营养成分,采用常规方法测定了12株侧耳属食用菌菌丝中灰分、粗蛋白、粗脂肪和总糖的含量,利用高效液相色谱法测定了菌丝中洛伐他汀和麦角硫因的含量。结果表明,食用菌菌丝中灰分含量为3.81%~6.65%,粗蛋白含量为11.18%~21.4%,粗脂肪含量为0.65%~3.45%,总糖含量为15.18%~24.70%,洛伐他汀含量为12.94~42.10 μg·g-1,麦角硫因含量为13.59~61.25 μg·g-1。菌株P380菌丝中洛伐他汀和麦角硫因的相对含量较高,分别为42.10、51.70 μg·g-1,表明菌株P380可能是洛伐他汀和麦角硫因合成的优势菌株。本研究结果为后期生物活性物质富集培养基的筛选及侧耳属食用菌生物活性物质的合理开发与利用奠定了基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 103-111. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0103为了解热激应答下坛紫菜中红藻糖苷和异红藻糖苷含量的变化,以及两者与坛紫菜高温耐受性之间的联系,以ME-05坛紫菜为样品,采用高效液相色谱三重四级杆质谱联用技术(HPLC-MS)分析35℃高温胁迫和20℃恢复培养条件下,坛紫菜中红藻糖苷及其异构体含量的变化趋势,通过两者的含量波动,探讨其与坛紫菜耐受性之间的关系。结果表明,相同品种、相同日龄但生长地点不同的坛紫菜中,红藻糖苷含量稳定;不同生长阶段的坛紫菜经35℃高温胁迫后,红藻糖苷和异红藻糖苷含量减少,经恢复培养3 h后发现红藻糖苷和异红藻糖苷含量逐渐回升并超过对照组;红藻糖苷和异红藻糖苷的变化率为:Ⅲ组(生长期第75天)> Ⅳ组(生长期第135天)> Ⅱ组(生长期第45天)> Ⅰ组(丝状体),红藻糖苷的变化更为敏感且具有规律。综上,红藻糖苷与坛紫菜的生长状况和抗逆能力相关,可作为紫菜选育的指标物。本研究结果为进一步探讨坛紫菜在高温胁迫下的生理响应及健康养殖奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 112-120. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0112为探究LED蓝光处理对辣椒采后贮藏过程中品质的影响,采用强度为14 μmol·m-2·s-1的LED蓝光(470 nm),在温度25℃、相对湿度80%条件下,对采后新鲜绿辣椒和红辣椒分别进行蓝光照射、避光处理(对照组),测定贮藏过程中辣椒色泽、叶绿素含量、辣椒红素含量、辣椒碱含量、维生素C(Vc)含量和Ccs基因表达量等的变化。结果表明,与对照组相比,LED蓝光处理会加速绿辣椒退绿,使其叶绿素含量在第8天时降为初始值(0 d)的17%(P<0.01);LED蓝光处理可有效提高辣椒中辣椒红素的含量,红、绿辣椒中的辣椒红素含量在第8天时分别是对照组的1.60倍和5.59倍(P<0.01);LED蓝光处理可显著增加辣椒中辣椒碱含量,处理第8天时红、绿辣椒中的辣椒碱含量分别是对照组的1.53倍和1.85倍(P<0.01),Ccs基因的表达量分别为对照组的1.35倍和4.01倍(P<0.01)。此外,LED蓝光可促使辣椒中Vc含量显著升高,处理第8天时,红、绿辣椒中Vc含量分别为对照组的1.25倍和1.58倍(P<0.01)。综上,在采后贮藏过程中,LED蓝光照射可以加速绿辣椒退绿,并促使红、绿辣椒变红,显著提高辣椒红素、辣椒碱和Vc含量。本研究结果为LED蓝光在辣椒采后贮藏过程中品质保持,尤其是增加辣椒红素含量及改善辣椒色泽提供了新思路。
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核农学报. 2019, 33(1): 120-128. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0120为有效利用鱼鳞制备降血压肽,以罗非鱼鱼鳞为原料,在121℃条件下进行热预处理15 min后,运用响应面分析法优化酶解制备鱼鳞蛋白ACE抑制肽的工艺条件。结果表明,以水解度和ACE抑制率为评价指标,筛选出碱性蛋白酶为最优酶。在单因素试验的基础上,根据 Box-Behnken中心组合试验设计原理,最终确立最优的酶解工艺参数为:酶解时间2 h、酶解温度56.3℃、pH值8.0,酶底比1.1%,此条件下ACE抑制率理论值为87.95%,实际值为88.26%。最优条件下制得的酶解产物相对分子质量集中在300~3 000 Da之间,水解效果较好。本研究结果对酶解法制备鱼鳞蛋白降血压活性肽具有一定的实践参考价值。
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核农学报. 2019, 33(1): 129-137. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0129为探究秸秆还田对中国小麦的增产效果,运用整合分析方法定量分析秸秆还田后小麦产量及产量要素的变化范围,并探讨不同秸秆还田条件的影响;通过文献检索与严格筛选,整理得到55篇田间试验数据资料,建立小麦产量及产量要素数据库,并应用整合分析方法,比较分析秸秆还田对小麦产量和产量要素的整体影响以及秸秆还田技术的适用条件。结果表明,总体上秸秆还田能够显著增加小麦产量和产量要素,但增长幅度不大。通过分析其影响因素发现,在黄河流域到长江流域之间的省份,选择潮土、塿土、水稻土等养分中等、复杂难以利用的土壤类型,实行秸秆还田技术的收益较好;不同耕作方式对秸秆还田的影响较大,免耕和翻耕技术好于旋耕技术;施氮水平>300 kg·hm-2时,增产不显著,200~300 kg·hm-2施氮水平为最佳;秸秆种类与还田量对小麦的增产效果影响较大,其中使用麦秸还田效果一般,稻秸全量或半量还田成效较好,玉米秸半量还田(6 000 kg·hm-2)增产最大。综上,秸秆还田能够增加小麦产量和产量因素,秸秆还田的最佳条件为在秦岭-淮河一线南北地区实行免耕与翻耕交替耕作方式,采用玉米秸秆半量还田方法,施氮水平为200~300 kg·hm-2。本研究结果为秸秆还田在我国小麦高产高效技术的应用提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(1): 138-147. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0138为探究乳酸菌胞外多糖浸种对酸、盐胁迫条件下水稻生长发育的影响,采用室内恒温培养试验,研究不同浓度乳酸菌胞外多糖对水稻种子萌发及相关生理代谢指标的影响。结果表明,采用不同浓度胞外多糖浸种可以显著提高逆境胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率及发芽指数,促进水稻根系生长,随着胞外多糖浓度的升高,对水稻种子萌发的促进作用呈先升高后降低趋势;胞外多糖浓度为200 mg·L-1时,缓解逆境胁迫伤害效果最为显著;pH值为3.0的酸胁迫下,与不添加胞外多糖相比,水稻种子的发芽势、发芽率及发芽指数分别提高了178.2%、38.7%和114.4%;7 mg·mL-1NaCl胁迫下,发芽势、发芽率、发芽指数分别提高了152.9%、73.8%、103.0%,且差异均达显著水平(P<0.05);胞外多糖浸种可显著降低各胁迫下水稻幼芽丙二醛(MDA)含量,不同程度地提高过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性,同时胞外多糖对经过逆境胁迫的水稻种子播种后生长的幼苗也具有一定的促进作用,可缓解逆境胁迫对水稻造成的毒害。本研究为微生物源物增强作物抗逆性研究提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 148-157. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0148为缓解亚适宜温光环境对黄瓜幼苗生长产生的不利影响,以中农26号为试验材料,研究亚适宜温光下根施不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,亚适宜温光下,根施5 mg·L-1 ALA可以显著提高黄瓜幼苗的全株干重、壮苗指数和根系活力,与对照相比,黄瓜幼苗全株干重和壮苗指数分别提高了32.5%和47.1%,根系活力提高了95.0%。根施5 mg·L-1 ALA能够显著增加幼苗叶片叶绿素和ALA含量,与对照相比,总叶绿素和ALA的含量分别提高了49.5%和55.7%。根施5 mg·L-1 ALA黄瓜幼苗的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)分别较对照提高了22.9%和42.2%。根施5 mg·L-1ALA后,抗氧化酶活性显著提高,叶片和根系的丙二醛(MDA)含量分别比对照降低了35.3%和18.1%。同时,根施适宜浓度的ALA对矿质元素的吸收和运输产生有一定影响,但对叶绿素合成过程中相关基因的表达无明显调控作用。本研究为缓解黄瓜幼苗亚适宜温光伤害提供了新方法,也为ALA在设施农业上的应用提供了技术支持。
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核农学报. 2019, 33(1): 158-165. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0158为探究土壤调理剂对烤烟根系微生态环境的影响,采用小区试验,研究土壤调理剂在不同施用量(0、1 500、3 000和4 500 kg·hm-2)水平下烤烟根系活力的动态变化及微生物碳代谢特征。结果表明,添加土壤调理剂3 000 kg·hm-2对烤烟生长发育中后期时的根系活力提高效应最大,移栽后60、90 d较对照分别提高了115.8%、85.3%。羧酸类、氨基酸类是烤烟根际土壤微生物利用的主要碳源,土壤调理剂作用下,羧酸类碳源在移栽后30 d并无显著变化,移栽后60、90 d,施用土壤调理剂3 000 kg·hm-2对羧酸类和氨基酸类碳源的利用率提高作用均最显著,且微生物多样性均一性指数也显著增加。在移栽后30 d,影响微生物碳代谢强度及多样性的主要因素是烤烟根系活力,而移栽后60、90 d,主要影响因素是土壤调理剂。综上,施用土壤调理剂能提高烤烟根系活力,改善土壤微生态环境,以3 000 kg·hm-2施用量为宜。本研究结果为土壤调理剂在烤烟生产上的应用提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(1): 166-175. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0166为探究盐胁迫对荆芥幼苗生理特性的影响,采用盆栽砂培试验,研究不同浓度盐胁迫(0、25、50、75和100 mmol·L-1 NaCl)下荆芥幼苗生长、质膜稳定性、渗透调节、抗氧化酶系统、离子吸收和分配的变化。结果表明,随着盐浓度的增加,荆芥盐害指数逐渐升高,幼苗株高增加速率和比叶面积均逐渐降低,单株干重和叶绿素含量均呈先增加后减少的趋势,且均在25 mmol·L-1 NaCl处理下达到最大;叶片中丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率均显著增加;可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈先增加后减少趋势,且分别在50和75 mmol·L-1 NaCl处理下达到最大,而可溶性糖含量则不断上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先上升后下降的趋势,在25 mmol·L-1 NaCl处理下达到最大,而过氧化物酶(POD)活性则持续下降。盐胁迫下,荆芥的根、茎、叶大量积累Na+,但主要集中在地上部分,同时各部位K+、Ca2+含量及K+/Na+、Ca2+/Na+值均显著下降。综上,荆芥幼苗对盐胁迫极为敏感,但对低浓度的盐胁迫(25 mmol·L-1 NaCl)具有一定的耐受性。本研究结果为荆芥的规范化栽培和抗逆驯化研究奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(1): 176-186. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0176为探究不同草地早熟禾种质材料耐镉(Cd)性的差异,筛选出耐Cd和Cd敏感种质,采用温室盆栽试验法,通过测定早熟禾幼苗干物质含量、叶片相对含水量和光合色素含量等指标,运用隶属函数法对材料的耐Cd性进行综合评价,以及对不同浓度Cd处理下10份材料的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等指标进行测定,研究Cd胁迫下10份草地早熟禾种质的生长及生理响应。结果表明,随着Cd处理浓度的升高,10份草地早熟禾材料苗期的干物质含量、叶片相对含水量和叶绿素含量等较对照均呈显著下降趋势,经综合评价筛选出10号耐Cd材料和8号Cd敏感材料。10份草地早熟禾材料的地上部分和根系中Cd浓度均随着Cd处理浓度的增加而增加。相同Cd浓度处理下,地上部分Cd浓度最高为10号材料,5号次之,8号地上部分的Cd浓度最低。根系Cd浓度最高是10号材料。10号材料的3种酶活性和Pro含量均高于其他材料,MDA含量均低于其他材料,表现出较高的耐Cd性,而8号材料则相反,其耐Cd性的测定结果与隶属函数评价结果相符。本研究结果为草地早熟禾在重金属修复潜力方面提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(1): 187-198. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0187叶片等效水厚度(EWT)是评估油菜生长状态的一个重要参数。为快速准确估算油菜叶片EWT,选择9个常用的植被水分指数(WI、PRI、NDVI、NDII、NDWI、MSI、PWI、GVMI、NDMI),在6个已有角度指数(βSWIR1、SANI、SASI、ANIR、NANI、NASI)基础上,提出2种角度比值指数(SARI、NARI),并根据油菜叶片水吸收谷峰高光谱特征,提出基于水吸收谷1 450 nm和1 930 nm的8种改进型角度指数,利用以上25种角度指数估算不同施氮水平下苗期、蕾薹期以及不区分苗期、蕾薹期情况下的油菜叶片EWT。结果表明,苗期ANI1450、ASI1450、MSI、GVMI、NDII估算效果较好,R2均达到0.81以上;蕾薹期ANI1930、ASI1930、NASI、SANI、GVMI、SARI效果最好,R2均达到0.71以上;在不区分苗期、蕾薹期的情况下,改进型角度指数ANI1450、ASI1450效果最好,R2均达到0.832,可以在不区分苗期、蕾薹期情况下对油菜叶片EWT进行估算,适用性更广。本研究提出的改进型角度指数不仅丰富了已有角度指数,且提高了其反演油菜叶片EWT的精度,为快速精确估计油菜叶片EWT提供了新的研究思路。
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核农学报. 2019, 33(1): 199-207. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0199为明确切花菊抗寒性的遗传变异,挖掘优异基因资源,本研究利用电导率结合Logistic方程评价83个切花菊品种苗期叶片的低温半致死温度(LT50),通过关联分析探究抗寒性相关的优异等位变异位点并筛选抗性品种资源。结果表明,83个切花菊品种的LT50在-10.99~1.86℃之间,变异系数为79.81%,说明切花菊抗寒性差异较大;依据LT50的聚类分析将83份供试品种分为抗寒、中抗寒、低抗寒和不抗寒4种类型,分别占21.67%、22.89%、32.53%和22.89%。基于混合线性模型进行关联分析,共检测到11个等位变异位点(P<0.01),表型效应值为-3.51~0.83,表型变异贡献率为11.54%~18.83%;其中8个变异位点表现为增效,特别是携带E7M12-13位点品种的耐寒性显著(P<0.01)高于未携带该位点的品种。此外,根据增效位点挖掘到南农金柠檬、Qx097、QD028、Qx049、Qx153和Qx008等6个抗寒性强的品种资源。本研究结果为今后菊花耐寒性的遗传改良和分子标记辅助育种奠定了重要基础。
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