2019年, 第33卷, 第3期 刊出日期：2019-03-10
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核农学报. 2019, 33(3): 421-431. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0421为通过叶形相关基因定位与克隆解析水稻叶形变异的分子机制,本研究以籼稻品种9311与粳稻品种豫粳6号的杂交F7株系中发现的窄叶突变体zy103为试验材料,应用(zy103/9311)F2、F3分离群体对窄叶基因进行精细定位及候选基因预测。表型分析表明,突变体zy103出现全生育期叶片变窄微卷、株高及结实率降低、成熟种子弯曲变形等变异表型。遗传分析和基因定位结果表明,突变体zy103受1对隐性核基因控制,该基因被定位于第12号染色体195.4 kb的区间内,此区间内共预测了28个编码基因。对区间内与水稻叶形态建成相关的OsCSLD4(LOC_Os12g36890.1)基因进行测序,结果表明,突变体中OsCSLD4基因的编码区第2外显子第3 472~第3 479处有8个核苷酸(TGTGCCAC)缺失,造成移码突变,导致原编码蛋白第Ⅶ和第Ⅷ跨膜区保守功能结构域丢失,推测OsCSLD4是引起突变体zy103窄叶突变的目的基因。本研究结果为解析水稻窄叶形成的分子机理和水稻理想株型育种奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(3): 432-439. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0432为构建黄瓜突变体库,利用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)溶液在不同处理时间下诱变华南型黄瓜高代自交系6457,并对诱变前后黄瓜表型变异特征进行分析。结果表明,根据诱变后的种子发芽率、成苗率,筛选出1.5%EMS处理10 h为最佳诱变条件。采用最佳诱变条件处理2 500粒黄瓜种子,构建了包含221个M2株系的黄瓜突变体库。在M1群体中出现叶片皱缩、叶色嵌合、植株多卷须、矮化、黄化、白化、畸形、果实嵌合体等变异性状,表型突变频率达18.9%;在M2群体中筛选到长瓜、短瓜、心形叶、花萼叶片化、矮化植株等典型的突变体,表型突变频率达11.7%。本研究结果丰富了黄瓜种质资源,为黄瓜功能基因组学研究和新品种选育提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 440-445. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0440为探讨不同辐射剂量对胡杨种子萌发的影响,筛选有助于提高胡杨种子耐盐性的辐射剂量,以新疆甘家湖采集的胡杨种子为材料,进行60Co-γ射线辐射处理,辐射剂量分别为0(CK)、50、100、150、200 Gy,研究辐射处理对不同NaCl浓度胁迫(0、25、50、150、250、300 mmol·L-1)下胡杨种子各发芽指标值和累计发芽率的影响。结果表明,在150 Gy辐射处理下,不同NaCl浓度胁迫下的平均发芽率、平均发芽势及平均相对发芽率高于其他处理,且相对盐害率降低;不同60Co-γ辐射处理下的胡杨种子相对发芽率与NaCl浓度间存在极显著负相关关系;60Co-γ射线辐射对NaCl胁迫下种子萌发的耐盐临界浓度为119~181 mmol·L-1;150 Gy为有助于提高胡杨种子耐盐性能的最适辐射剂量。本研究结果为胡杨种子的辐射育种技术的应用提供了一定的理论依据和技术支撑。
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核农学报. 2019, 33(3): 446-454. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0446为了解谷子两系杂种优势的亲本配合力遗传基础,本研究利用5个不育系和8个恢复系按NCII不完全双列杂交组配40份(5×8)杂种F1,对11个谷子主要农艺性状的杂种优势及配合力进行分析。结果表明,谷子两系杂交组合在穗长、穗粗、千粒重、分蘖性、单穗重、单穗粒重和产量7个性状中存在广泛的超亲优势,但除千粒重外,其余性状的显著超亲组合数较少。杂交组合的单穗重和单穗粒重与产量极显著相关,且相关系数较高。对优异亲本进行筛选发现,A2和R3为一般配合力(GCA)较好亲本,A1、A2为GCA产量效应优异亲本,A1×R3、A2×R8、A3×R5、A3×R7和A5×R1为产量特殊配合力(SCA)效应较优组合。对产量强优势组合的配合力进行分析,发现优异的两系杂交组合中包含至少1个GCA较高的亲本或拥有较高的SCA。本研究结果为谷子优异两系杂交组合的亲本选配提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 455-463. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0455异戊烯基转移酶(IPT)是细胞分裂素合成途径的第一限速酶,过表达苹果MdIPT3a的转基因烟草表现出典型的细胞分裂素特异的生长表型,可作为苹果同源转基因的潜在筛选标记。为阐明MdIPT3a自主启动子对基因表达的调控作用,本试验克隆了富士苹果MdIPT3a基因上游启动子序列,分别构建不同长度的MdIPT3a启动子驱动GUS基因的植物表达载体,以CaMV35S驱动GUS基因的表达载体作为对照,遗传转化烟草W38,并对转基因植株进行GUS定性和定量分析,探讨不同长度的MdIPT3a启动子对GUS表达的影响。结果表明,转基因植株的各组织均有GUS染色,不同长度的MdIPT3a启动子均能驱动GUS基因表达,最小的有效启动子长446 bp,且含MdIPT3a启动子的转基因植株GUS表达水平显著低于含35S启动子的对照植株。本试验结果为MdIPT3a的同源转基因技术研究提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(3): 464-472. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0464为探讨蓖麻延伸因子基因(RcEF-1α)作为参考基因进行相关研究的可行性,以蓖麻雌性花为试验材料,扩增RcEF-1α(GenBank登录号: XM_002518027.3)的编码序列(CDS),并将其亚克隆至原核表达载体pET32a(+)构建成重组载体pET32a(+)-RcEF-1α;将pET32a(+)-RcEF-1α转化至大肠杆菌表达菌株BL21 (DE3)中进行优化表达,表达蛋白经纯化后进行Western blot验证。结果表明,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)可诱导一个分子量约66 kD的特异蛋白;采用纯化的表达蛋白免疫新西兰白兔制备抗RcEF-1α的多克隆抗血清,用多克隆抗血清进行Western blot验证,发现多克隆抗血清具有针对RcEF-1α的特异性,经ELISA检测,其效价为1∶51 200;以抗血清为一抗,通过Western blot分析RcEF-1α在时空条件一致且正常生长的根、茎、叶、雌花、雄花和果实中的表达量,结果显示,蓖麻各组织中RcEF-1α蛋白质的含量存在显著差异,其中雌花和雄花中的含量显著高于其他组织。RT-qPCR分析结果表明,蓖麻各组织中RcEF-1α mRNA差异不显著。本研究结果为蓖麻功能基因表达分析参考基因的筛选提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 473-481. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0473为筛选适合冬瓜稳定表达的内参基因,以黑皮冬瓜低温、高温、干旱胁迫处理不同时间的叶片和正常处理不同组织为试验材料,利用RT-qPCR技术,结合GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件评价7个候选内参基因(28SrRNA、UBQ、RP Ⅱ、GAPDH、EF-1α、UBC21和TUA)稳定性。结果表明,7个候选内参基因在不同组织和不同胁迫处理下表达丰度及稳定性存在差异; EF-1α在低温胁迫处理下表达稳定性最好;UBQ和TUA在高温和干旱胁迫处理下表达稳定性最好; EF-1α 在不同组织中表达稳定性最好。本研究结果为冬瓜内参基因的选择提供了一定的理论参考。
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核农学报. 2019, 33(3): 482-489. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0482WD40蛋白质为真核生物中一种常见蛋白质,广泛参与植物生长发育的多种生物过程,在蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA的相互作用中发挥重要作用。为系统分析黑果枸杞WD40蛋白质家族成员,本研究以黑果枸杞青色期、转色期和成熟期3个发育时期的果实转录组测序数据为基础,结合Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-prot、KEGG及GO 7个数据库和NCBI网站,对黑果枸杞WD40蛋白质编码基因进行筛选注释。结果表明,共得到77个黑果枸杞WD40蛋白质家族成员,黑果枸杞WD40蛋白质结构域组成多样,且在不同物种间高度保守;亚细胞定位预测分析表明,黑果枸杞WD40蛋白质家族成员多位于细胞核及细胞质中;黑果枸杞和拟南芥WD40蛋白质共建的系统进化树可分为五个亚家族;WD40蛋白质家族成员编码基因随果实发育的表达模式表明,黑果枸杞WD40蛋白质家族成员可能参与了其果实花青素的变化调控。本研究结果为枸杞WD40蛋白质的分离及功能研究奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(3): 490-497. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0490
为研究60Co-γ和电子束2种射线的不同剂量对新鲜香菇采后保鲜效果的影响,本试验通过测定鲜香菇的硬度、呼吸强度、电导率、感官品质等指标,筛选2种辐照射线的最优剂量,并对比分析最优辐照处理下香菇细胞的微观结构。结果表明,60Co-γ射线中,2 kGy剂量组香菇硬度降幅为37%,呼吸强度为10.81 mg·kg-1·h-1,相对电导率为0.268%,均小于其他剂量组;电子束射线中,3 kGy剂量组香菇硬度降幅为38%,呼吸强度为10.39 mg·kg-1·h-1,相对电导率为0.241%,均小于其他剂量组。综合感官分析可知, 3 kGy电子束组和2 kGy 60Co-γ射线组香菇的保鲜效果分别优于同类射线其他剂量组。显微分析可知,与2 kGy 60Co-γ射线相比,3 kGy电子束辐照能够较好地保持新鲜香菇的菌丝形态,延缓其进一步降解,从而延长其贮藏期。本研究探索了辐照在香菇保鲜过程中的可行性,为推动电子束辐照技术和60Co-γ辐照技术在香菇保鲜领域的应用提供了可靠的理论依据与技术支持。
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核农学报. 2019, 33(3): 498-508. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0498常规紫外照射处理在生成天然VD2的同时伴随着速甾醇等副产物的生成,为降低后期VD2的提纯难度,本研究采用脉冲强光(IPL)与短波段紫外光(UVC)两种照射对麦角甾醇标准液与食用菌麦角甾醇提取液分别进行VD2转化,分析照射剂量及后期反应对VD2转化效率和副反应的影响。结果表明,双孢菇麦角甾醇的提取优化工艺条件为:采用提取时间60 min、乙醇浓度100%、料液比1∶20 g·mL-1、提取温度80℃,此条件下双孢菇麦角甾醇提取率为3.59 mg·g-1。麦角甾醇标准液经1.108 J·cm-2 IPL照射处理并充分反应后,VD2得率为7.34%;经0.656 J·cm-2 UVC照射处理并充分反应的VD2得率为9.68%;但相比UVC照射处理,IPL处理组的副产物量显著降低。麦角甾醇在经过光化反应后生成VD2前体,在室温下转化VD2速度缓慢,通过80℃、30 min加热,贮藏24 h后转化基本完全。食用菌麦角甾醇提取液经两种方式照射处理,其VD2得率均低于同等浓度麦角甾醇标准溶液得率,可能是因为食用菌麦角甾醇提取液中成分较为复杂,且其他非麦角甾醇类物质对光照有一定的屏蔽作用。IPL照射处理能够有效减少麦角甾醇转化VD2过程中副产物的生成,有助于以食用菌为原材料获得VD2的规模化的生产要求。
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核农学报. 2019, 33(3): 509-517. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0509为探讨即食肉制品辐照过程中异味形成的有效控制措施,本研究选取VE、茶多酚、迷迭香提取物3种抗氧化剂,在火腿肠加工过程中添加到肉糜中,研究其对火腿肠辐照异味强度的影响,并筛选出控制火腿肠辐照异味最好的抗氧化剂,进行响应面优化试验,分析火腿肠的储藏效果和辐照异味的调控工艺。结果表明,3种抗氧化剂中迷迭香提取物对火腿肠辐照异味的控制效果最好。火腿肠异味控制的最优条件为:迷迭香提取物浓度0.55%、辐照剂量5.733 kGy、储藏温度4℃。贮藏7 d后火腿肠中总菌落数为1.253 log(CFU·g-1),与对照组样品相比,菌落总数降低了83%,辐照异味感官评价值为4.30,几乎无辐照异味。本研究为辐照技术在即食肉制品保鲜方面的应用提供了数据支撑。
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核农学报. 2019, 33(3): 518-529. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0518
为探讨不同采后处理对翠冠梨果实生理生化变化的影响,筛选出适宜翠冠梨果实常温贮藏的保鲜技术,本试验以翠冠梨果实为试验材料,研究0.25 μL·L-1 1-甲基环丙烯(1-MCP)处理、2.0%氯化钙处理和1.5%壳聚糖处理对20℃模拟转货架条件下翠冠梨果实品质变化的影响。结果表明,0.25 μL·L-1 1-MCP处理、2.0%氯化钙处理和1.5%壳聚糖涂膜处理能够显著降低货架期间翠冠梨果实腐烂率和失重率,推迟呼吸峰值的出现,使果实硬度、可溶性糖含量(TSC)、可滴定酸(TA)含量和维生素C(Vc)含量维持较高水平;同时,3种处理均能够有效减缓梨果实色泽褐变速度,抑制多酚氧化酶(PPO)活性,降低膜相对透性和丙二醛(MDA)含量,延缓过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的降低。主成分分析(PCA)表明,1.5%壳聚糖涂膜处理对翠冠梨常温货架期的保鲜效果最佳,其次为0.25 μL·L-1 1-MCP处理、2.0%氯化钙处理。本研究结果为采后处理在翠冠梨果实常温贮藏的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 530-537. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0530为探寻延长甘薯块根贮藏期的方法,本试验以萌芽性好的绵12-25-1和耐贮藏紫肉品种绵紫薯9号块根为材料,用常规抑芽剂氯苯胺灵(CIPC)、源于植物的挥发性物质薄荷醇(MEN)和香芹酮(CAR)处理,比较它们对延长块根贮藏期的作用效果。结果表明,CIPC、MEN、CAR 3种试剂均能抑制甘薯块根芽的生长,抑芽能力依次表现为CAR>MEN>CIPC。芽的生长被抑制后可以减少块根的物质消耗,使重量损失降低,贮藏150 d时, 经CAR处理的甘薯块根的重量损失仅为对照组的46.40%;贮藏期间甘薯块根干物质中的淀粉含量整体呈下降趋势,但抑芽处理组的淀粉含量下降缓慢,尤其是经CAR处理的甘薯块根的淀粉含量,在贮藏150 d时,绵12-25-1和棉紫薯9号块根中淀粉含量分别较对照组高34.57%和24.82%;抑芽处理能不同程度地延缓甘薯块根可溶性糖、花青素的代谢消耗,延缓能力与抑芽能力呈正相关,贮藏150 d时CAR处理的绵紫薯9号花青素含量较对照高22.06%。抑芽处理对甘薯块根α-淀粉酶活性影响弱,但能刺激与抗逆相关的过氧化物酶(POD)活性显著升高。综上,CAR用量低且对环境友好,抑制甘薯块根萌芽、保持块根品质的效果最显著,具有延长甘薯贮藏期的潜力。
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核农学报. 2019, 33(3): 538-544. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0538为探讨不同加热方式对南美白对虾营养品质的影响,以南美白对虾为原料,采用微波、蒸汽、沸水3种加热方式对其进行处理,并对其质构、色泽及蛋白成分的变化进行分析。结果表明,南美白对虾的最适加热时间为90 s,此条件下微波加热组对虾失水率分别是蒸汽加热组、沸水加热组的1.55倍和1.48倍;微波加热组和蒸汽加热组对虾的硬度相近且均显著高于沸水加热组(P<0.05);微波加热组对虾的弹性和咀嚼性均显著高于其他2种加热方式;微波加热组和沸水加热组对虾的呈色特征值均显著高于蒸汽加热组(P <0.05),但3种加热处理组对虾的内聚性无显著差异。微波加热组对虾的盐溶性蛋白损失较其他2种加热方式小,但水溶性蛋白含量低于其他加热组;微波加热组对虾的碱溶性蛋白含量最高,其次为沸水加热组。本研究结果为南美白对虾热加工方式提供了一定的技术指导。
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核农学报. 2019, 33(3): 545-554. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0545为研究适合蜂蜜酒发酵的优良工艺条件,以2批荆条蜜(白色和浅琥珀色)为原料,在酒精发酵前对发酵醪液进行加热处理,以不加热处理的样品为对照,采用酿酒酵母FX10进行发酵,发酵结束后测定蜂蜜酒的各项理化指标及挥发性化合物的含量。结果表明,供试酒样中共检测出77种挥发性物质,其中酯类39种、醇类20种、酸类8种、萜烯类4种、羰基化合物6种。加热处理可以显著增加蜂蜜酒中香气物质的种类和含量,含量较高的香气物质有乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、异戊醇、β-苯乙醇、辛酸和癸酸。对蜂蜜酒中香气物质进行主成分分析,发现加热处理的酒样中酯类物质对酒香贡献较大;对照酒样中酯类物质对酒香贡献较小,而醇类物质是其主要挥发性成分。本研究结果为蜂蜜酒的生产提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 555-564. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0555为研究红外热风耦合干燥(IRHA)对中国毛虾干燥特性的影响,采用低场核磁共振波谱(NMR)及氢质子成像技术(MRI)分析毛虾IRHA干燥过程中干物质与水结合状态,分析不同干燥温度、不同辐射距离和不同物料载量下IRHA对中国毛虾的干燥特性。结果表明,干燥温度对毛虾的干燥速率影响最大,干燥过程直接表现为降速阶段。毛虾干燥动力学数学模型拟合表明,Two-term模型拟合度最高(R2>0.999 8),可以用来描述和预测毛虾IRHA干燥过程。通过菲克第二定律求得干燥过程的有效水分扩散系数(Deff)范围为4.47×10-10~1.295×10-9 m2· s-1。根据Arrhenius公式计算出毛虾IRHA干燥的活化能(Ea)为34.24 kJ· mol-1。干燥过程中毛虾干物质与水结合越来越紧密,自由水和不易流动水逐渐消失,最终只存结合水,且结合水的量有所上升,有可能来自不易流动水的转化,这从微观上解释了干燥后期干燥速率下降的原因。本研究结果为IRHA在中国毛虾干燥方面的实际应用提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 565-573. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0565为系统评价不同栽培措施下燕麦人工草地系统固碳、固氮潜力,在青藏高原高寒地区采用燕麦品种、施肥水平和箭筈豌豆混播水平的三因素四水平正交试验设计[L16(45)],开展不同措施对乳熟期燕麦人工草地土壤层次碳氮储量的影响研究,并讨论不同措施下的燕麦人工草地系统碳、氮储量分配机制。结果表明,品种、施肥和混播均显著影响了土壤C、N储量分配,施肥和混播对C、N储量分配影响较大。尿素+磷酸二铵+有机肥处理下,系统总C、N储量最大,分别达184.45 t·hm-2和12.51 kg·hm-2;箭筈豌豆混播75 kg·hm-2处理下,系统总C、N储量最大,分别达182.76 t·hm-2和11.90 kg·hm-2。燕麦乳熟期各土层C、N储量分配模式均依次表现为0~10 cm>10~20 cm>20~30 cm>30~40 cm>40~50 cm;其中,各土层C储量分配为27.35%、24.50%、21.39%、14.38%和11.08%,土壤N储量分配为28.62%、24.43%、17.95%、15.47%和12.49%。0~50 cm土层C、N储量分别占整个系统的98.69%和98.96%,而植物仅占1.31%和1.04%;植物茎、叶、穗和根生物C储量仅占系统的0.58%、0.30%、0.28%和0.15%,N储量仅占系统的0.28%、0.42%、0.29%和0.06%。本研究结果为高寒地区燕麦人工草地系统固碳、固氮方面的研究提供了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(3): 574-582. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0574为合理搭配川西平原稻田两熟区直播稻品种和播期,通过中早熟、中熟、中迟熟3个杂交稻分期播种试验,研究各品种水稻光合特性、产量及其构成因素的差异。结果表明,3种籼稻的净光合速率(Pn)随着播期推迟总体均呈下降趋势;播期推迟显著降低了中熟和中迟熟品种的有效穗数和结实率,导致产量显著下降(P<0.05);播期过早或过迟均不利于中早熟品种产量性状的协调发展。中熟和中迟熟品种产量受播期影响较大,而中早熟品种大部分播期内差异不显著;3个品种产量降幅分别为11.8%、33.0%、45.4%。综上,为保障川西平原直播稻产量,3种类型籼稻适宜播期应在4月5日-26日间。中早熟品种内5优玉香1号可适当推迟播期,适合作为当地麦-稻或油-稻两熟制直播稻品种推广应用。本研究为川西平原稻田两熟区直播稻适宜播期和品种选用提供了参考依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 583-591. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0583为明确未来气候变暖对双季优质稻产量和稻米品质的影响,采用开放式主动增温系统,早稻以金早47(常规籼稻)、两优287(杂交籼稻),晚稻以象牙香珍(常规籼稻)、万象优华占(杂交籼稻)和甬优5550(籼粳杂交稻)为试验材料,研究花后增温对双季优质稻产量和稻米品质的影响。结果表明,花后増温(早稻1.29℃,晚稻1.73℃)对早晚稻产量均无显著影响。增温条件下,早稻加工品质和垩白粒率均无显著变化,垩白度平均提高了16.0%;晚稻糙米率、整精米率、垩白粒率和垩白度分别平均提高了1.8%、3.5%、30.3%和27.2%;早晚稻蛋白质含量平均提高了6.27%,但直链淀粉含量平均降低了3.53%,淀粉颗粒的平均粒径提高了0.09 μm。增温对稻米RVA谱特征值的影响在季别和品种间存在较大变异。综上,花后增温对早晚稻产量无显著影响,有利于改善稻米的加工品质和营养品质,但降低了稻米的外观品质。本研究结果为未来气候变暖下双季优质稻的优质丰产栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 592-599. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0592为明确低钾胁迫对玉米光合特性和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的影响,本研究利用耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试验材料,对低钾胁迫下的叶片光合参数、PSⅡ供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心的活性参数进行测定。结果表明,低钾胁迫降低了90-21-3和D937的叶片钾含量,引起叶面积、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)显著下降,胞间CO2浓度(Ci)显著增加,表明光合速率的下降主要是由非气孔因素所致。在低钾胁迫下,90-21-3的QA初始还原速度(Mo)、J点可变荧光强度(Vj)和热耗散(DIo/ABS)分别显著增加 64.76%、18.84%和37.19%,D937分别显著增加117.9%、283.82%和99.92%;而90-21-3的单位面积的反应中心数目(RC/CSm)、单位反应中心吸收能量(ABS/RC)和光化学性能指数(PIabs)分别显著降低30.15%、70.56%和62.81%,D937分别显著降低51.32%、164.97%和97.67%,表明低钾胁迫下90-21-3和D937的PSⅡ的供体侧和受体侧均受到抑制,PSⅡ反应中心数目减少、热耗散增加,导致PSⅡ整体性能下降,而供体侧的放氧复合体(OEC)的破坏是产生光抑制的主要原因。与D937相比,低钾胁迫下90-21-3的各参数变化幅度较小,PSⅡ受光抑制较轻,PSⅡ性能更优,能够保持较高的光合生产能力。本研究结果为进一步揭示玉米耐低钾光合生理机制提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 600-606. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0600为探究有利于夏玉米生长和氮素利用的适宜灌溉水溶解氧浓度,本试验以夏玉米为供试作物,采用地下滴灌供水方式,以地下水灌溉为对照,设置10(OA10)、20(OA20)和40(OA40) mg·L-1灌溉水溶解氧浓度3个增氧水平,研究不同增氧水平对盆栽夏玉米生长、产量和氮素利用的影响。结果表明,增氧地下滴灌显著提高了土壤溶解氧浓度,与对照相比,OA40、OA20和OA10处理土壤溶解氧浓度平均提高14.83%、9.71%和8.00%,表现为作物生长增强,作物产量和氮素利用效率均显著提高(P<0.05)。与对照相比,OA10处理的株高、叶鲜质量和叶干质量分别增加7.39%、16.30%和12.02%;OA40处理叶干质量和茎鲜质量分别增加15.82%和12.43%;OA10、OA20和OA40根系鲜质量分别增加60.00%、17.66%和52.98%,根系体积分别增加34.03%、14.56%和51.32%;OA10和OA20处理根系活力分别增加272.77%和64.44%;OA10和OA40处理产量分别增加24.46%和21.83%,水分利用效率分别提高19.10%和21.61%,百粒重分别增加17.53%和15.14%。OA10和OA40处理籽粒氮素吸收量较对照分别增加63.90%和35.27%,OA10处理籽粒氮素分配比例和氮素吸收效率分别增加21.57%和33.33%。上述差异均具有统计学意义(P<0.05)。综上,增氧地下滴灌可显著提高作物根区溶解氧浓度,促进作物生长,提高产量及氮素吸收利用,以OA10处理效果最为显著。本研究结果为增氧灌溉技术在实际生产中的合理利用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 607-615. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0607为培育抗性优良的烤烟品种,探究烤烟的耐旱特性及机理,以烤烟品系LY1306、中烟100和红花大金元为试验材料,研究在聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫和水分控制的干旱处理下,各烤烟品系叶片抗氧化酶类活性,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量变化,以及光合生理特性和叶片细胞超微结构的差异。结果表明,25%PEG-6000胁迫下,LY1306能保持较好的生理状态,具有较高的SOD活性和较强的脯氨酸渗透调节能力;中烟100的个别叶片出现萎蔫,SOD活性较LY1306低,较对照组POD和CAT活性显著降低,MDA含量较高;红花大金元叶片出现严重萎蔫,CAT活性降低幅度最大,脯氨酸积累量较高。在反复缺水干旱条件下,LY1306能够维持较高的CAT活性,MDA积累量少,水分利用率较高,蒸腾速率较低,细胞中叶绿体数量和叶绿体形态维持正常。红花大金元的POD活性增长明显,脯氨酸含量显著增长,但MDA积累量较大,叶绿体变形且数量明显减少。中烟100的POD活性较高,脯氨酸积累量较大,叶绿体结构较完整。综上,LY1306在干旱胁迫下具有较强的清除活性氧和脯氨酸渗透调节能力,综合抗旱能力较好。本研究结果为培育抗旱烤烟品种提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 616-622. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0616为探究氮磷钾(NPK)肥配施对灯盏花产量和品质的影响及肥料效应,推荐灯盏花NKP肥最佳配比及施用量,本研究采用“3414”设计进行田间小区试验,测定灯盏花产量和主要提取成分野黄芩苷、总黄酮和总咖啡酸酯含量,并计算主要提取成分单位面积收获量,通过肥料效应函数方程拟合NPK施肥量。结果表明,合理施肥可显著提高灯盏花产量,同时氮磷钾肥对产量的影响有互作效应,互作效应大小依次为NPK>NP>NK>PK。氮磷肥互作表现为协同促进作用,而当施钾量处于低中水平时,氮钾肥间和磷钾肥间有协同促进作用。合理施肥可提高灯盏花主要提取成分单位面积收获量,减施或不施N肥,施用中等水平的磷肥和钾肥有利于提高灯盏花品质。综上,通过建立肥料效应函数,获得该地区最佳产量推荐施肥量为N 151.4 kg·hm-2、P2O5 120.7 kg· hm-2、K2O 71.0 kg · hm-2,产量为13 807.2 kg · hm-2;获得最高单位面积野黄芩苷收获量(310.7 kg · hm-2)的施肥量为N 120.0 kg · hm-2、P2O5 92.1 kg · hm-2、K2O 113.6 kg · hm-2。本研究结果为指导和规范灯盏花施肥技术提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(3): 623-630. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.03.0623为探究苯并芘(BaP)对鲤鱼的毒性机制,本研究检测了不同浓度BaP(0、0.1、0.5、1.0 μg·L-1)暴露对鲤鱼肝、肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)及非特异性免疫酶溶菌酶(LZM)、酚氧化酶(PO)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)活性,以及硝基四氮唑兰(NBT)阳性细胞及肝、肾组织结构的影响。结果表明,1.0 μg·L-1 BaP暴露30 d后,鲤鱼肝、肾组织SOD活性、MDA含量及肝组织CAT、肾组织GSH活性均显著低于对照组;1.0 μg·L-1 BaP暴露的肝、肾组织LZM、AKP和PO活性以及肝组织ACP活性均显著低于对照组;不同浓度BaP暴露30 d后,鲤鱼NBT阳性细胞数均显著下降,且对肝、肾组织造成不同程度的损伤。相关性分析结果表明,BaP暴露浓度与肝、肾组织的SOD活性呈负相关,与MDA含量呈正相关,与肝、肾组织的AKP、ACP、PO活性呈负相关,与NBT阳性细胞数呈负相关。综上,水体中BaP暴露对鲤鱼肝、肾抗氧化和非特异性免疫能力及组织结构产生了一定程度的负面影响,本研究为水体中BaP的生态毒性效应研究提供了理论参考。
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