2019年, 第33卷, 第8期 刊出日期：2019-08-10
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核农学报. 2019, 33(8): 1451-1458. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1451为探明小麦矮杆突变体DC20致矮的分子调控机制,以小麦D6-3(WT)及其经高能混合粒子场诱变处理得到的矮秆突变体DC20为试验材料,通过对突变体DC20和WT的转录组分析,挖掘与DC20致矮相关差异表达基因。结果表明,在株高差异起始的孕穗期茎秆中,DC20与WT之间存在2 153个差异表达基因(DEGs),除参与糖代谢、能量代谢、转录调控、转录后修饰和翻译及翻译后修饰途径外,其中有47个差异表达基因显著富集在植物激素GAs的生物合成和IAA的动态平衡调节及信号转导、细胞周期调控以及细胞伸长等相关途径。大部分差异表达基因表现为表达下调,少量抑制因子的表达量上调。内源植物激素检测结果显示,DC20孕穗期茎秆中的IAA、GA1和GA3含量均显著低于WT。表明辐射诱变处理产生的变异是通过植物激素GAs与IAA的协同作用,调控细胞周期以及细胞伸长等途径相关基因的下调表达,从而对DC20的株高产生影响,形成矮化表型。本研究结果为更好地运用辐射诱变育种手段进行作物育种以及阐明矮秆突变体形成的分子调控机理研究提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1459-1466. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1459为探究miR319及靶基因在调控桑树雄花发育的分子机制,本研究通过石蜡切片技术判断桑树雄花芽发育时期及在线网站预测miR319的靶基因。结果表明,桑树雄花芽发育分为未分化期(A1)、分化初期(A2)、花序分化期(A3)和总苞形成期(A4)4个不同的阶段;桑树中miR319家族存在miR319a、miR319b和miR319c 3个成员,其中miR319b与miR319c位于同一条前体序列上,预测并获得了miR319 6个靶基因。运用5'-RACE技术验证了miR319a的4个靶基因,其切割位点主要集中在与miRNA互补位点的第10和第11位碱基之间。采用RT-qPCR技术检测miR319a及靶基因在雄花发育不同阶段的表达水平,发现miR319a在雄花发育A2-A3阶段表达水平迅速降低,靶基因Morus012208、Morus008229、Morus008100与Morus005893在此阶段表达水平迅速升高,茉莉酸(JA)含量也迅速升高。同时,JA合成关键基因PLDα1和LOX5在雄花发育A2-A3阶段表达上调,表明miR319通过调控靶基因影响JA合成来调控桑树花序分化。本研究为揭示桑树miR319在JA途径中调控花发育中的分子调控机制奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(8): 1467-1473. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1467BES1基因是油菜素内酯信号途径中的关键转录因子。为了解辣椒中BES1基因家族功能,以已测序辣椒CM334为试验材料,根据已公布辣椒基因组数据,本研究利用生物信息学方法对辣椒BES1基因家族进行鉴定,并对基因结构、结构域、系统进化关系、基因表达模式和生物非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明,辣椒中有9个候选BES1基因,根据BES1基因结构可将其分为ClassⅠ和ClassⅡ 2大类,Class Ⅰ 和 Class Ⅱ 在结构上差异较大。辣椒BES1编码蛋白介于181~713个氨基酸范围内,分子量为20.22~78.23 kDa,等电点介于5.48~9.23。转录组数据分析发现,辣椒BES1基因在辣椒中表达具有差异性。在脱落酸、低温、高温、茉莉酸甲酯和疫病胁迫下CA04g20150和CA12g17430均被诱导上调,表明其在生物和非生物胁迫中发挥作用。本研究结果为进一步探究BES1基因家族调控植物抗逆的分子机制奠定了基础。
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核农学报. 2019, 33(8): 1474-1482. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1474为获取干旱胁迫状态下ABC转运蛋白家族相关基因,以抗旱性强的野生大豆为试验材料,浇灌20%PEG 6000模拟干旱胁迫,分别在干旱处理0、 6、12、24和48 h后取叶片提取RNA进行转录组测序;以GO、KEGG和NR三大数据库注释的结果为基础,再以ABC转运蛋白为关键词进行筛选。结果表明,共获得337条ABC转运蛋白相关序列,包括8大亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG和ABCI)。差异表达分析结果表明,共有182条表现差异表达。GO注释到的差异表达基因多数为嘌呤核苷酸分解过程,KEGG注释到的差异表达基因分布在5个亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD和ABCG)。对NR数据库有注释的168条差异表达基因进行进化分析,结果表明ABCE、ABCF、ABCG家族与ABCI11为一类,ABCB、ABCC家族与ABCI10为一类,ABCA、ABCD家族与ABCI19为一类。本研究为进一步研究野生大豆干旱胁迫下ABC转运蛋白抗旱基因提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1483-1489. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1483三羧酸甘油酯(TAG)是植物细胞中油脂的主要储存形式,甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)是TAG生物合成过程中的第1个限速酶。为探明三角褐指藻油脂含量变化与GPAT基因表达量之间的关系,本研究利用转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了三角褐指藻GPAT的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析;通过RT- qPCR研究不同光照强度和温度下三角褐指藻GPAT的表达差异及总脂含量。结果表明,三角褐指藻GPAT的cDNA全长序列为1 743 bp,含有1个长度为1 305 bp的ORF,编码434个氨基酸,含有3个保守序列区。保守结构域分析表明, 三角褐指藻GPAT属于LPLATs超家族,且具有GPAT特征性的酰基结合位点。系统进化分析表明,三角褐指藻GPAT与大洋洲海链藻的亲缘关系最近。RT- qPCR结果显示,随着光照强度和温度的提高,三角褐指藻GPAT表达量均呈先上升后下降的趋势,且在25℃、37.5 μmol·m-2·s-1时达到最大值,与藻体内总脂含量变化趋势一致;此外,GPAT表达量与总脂含量随着温度的变化呈显著正相关(r=0.980, P<0.05),推测三角褐指藻GPAT可能是三角褐指藻脂类代谢途径的关键基因。本研究为今后利用基因工程手段提高植物体内油脂含量提供了优质的基因资源,同时为进一步揭示三角褐指藻脂类物质合成的分子调控机制奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2019, 33(8): 1490-1500. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1490为探究水分胁迫对葡萄果实白藜芦醇合成的影响,本研究以赤霞珠为试验材料,对其进行不同程度水分胁迫处理,测定葡萄果实白藜芦醇含量及白藜芦醇生物合成相关基因表达量。结果表明,葡萄果实进入转色期,PAL、4CL、STS基因随白藜芦醇合成而大量表达;不同水分胁迫处理均能增加葡萄果实白藜芦醇含量,同时提高白藜芦醇合成相关基因的表达量,不同水分胁迫处理间存在差异;水分胁迫对果实转色前期和后期PAL、STS基因表达的促进作用最为显著,但水分胁迫显著降低了CHS基因的表达量。相关性分析表明,白藜芦醇含量与PAL、STS基因的表达量呈显著正相关,表明水分胁迫主要通过诱导PAL、STS基因表达来增加果实白藜芦醇含量。本研究结果为进一步阐明葡萄白藜芦醇合成调控机制奠定了理论基础。
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核农学报. 2019, 33(8): 1501-1507. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1501为探究光对油菜胚中蛋白质和脂肪酸生物合成中的影响,本研究于油菜开花后25 d(25 d)起,对油菜角果用锡箔进行遮光处理,分别收集遮光处理后3 d(28 d)和10 d(35 d)角果种子中的胚,以未遮光处理的油菜种子胚为对照。结果表明,与对照相比,经遮光处理的胚中叶绿素和蛋白质含量显著降低;脂肪酸组分发生明显变化,其中棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)含量显著增加,而不饱和脂肪酸中的亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)含量却大幅下降。进一步将开花后25 d油菜胚在加入电子传递抑制剂DCC培养基中进行体外培养,发现胚中不饱和脂肪酸的生物合成以及叶绿素含量均受到ATP的调节。综上,油菜胚发育过程中光照可以影响质体中氨基酸和脂肪酸的生物合成,从而调控油菜营养物的积累。本研究揭示了质体光合作用在油菜种子油脂积累过程中的作用,为今后培育高含油量、高品质油菜品种提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1508-1518. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1508全基因组关联分析(GWAS)是一种针对全基因组范围内的遗传变异进行基因分型,寻找某一群体内性状与分子标记或候选基因间关系的分析方法。GWAS对于连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究具有重要作用,在作物数量性状研究和作物育种中得到了广泛的应用。本文简要综述了利用GWAS挖掘与作物重要性状关联基因的研究过程中,群体结构、群体数量、连锁不平衡(LD)等因素对GWAS的影响,并重点分析了GWAS在粮食作物育种研究中取得的最新进展,初步讨论了GWAS对作物遗传育种的意义、存在的问题和未来发展趋势等,为利用GWAS在作物育种方面的运用,促进作物分子标记辅助育种以及提高育种效率提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1519-1526. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1519为研究60Co-γ辐照结合1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对蓝莓贮藏品质的影响,以粉蓝蓝莓为试验材料,对采后蓝莓生理指标、营养指标及相关酶活性进行测定,研究0±0.5℃条件下6种处理(1.5 kGy辐照处理记为A、2.5 kGy辐照处理记为B、1.5 kGy辐照+1 μL·L-1 1-MCP 处理记为C、2.5 kGy辐照+1 μL·L-1 1-MCP处理记为D、1 μL·L-1 1-MCP处理记为E,不进行任何处理记为F)对蓝莓贮藏品质的影响。结果表明,与对照(F)比较,4种处理(A、C、D、E)均能够抑制果实腐烂率的上升和风味指数的下降,延缓果实的生理代谢,更好地保持果实的营养品质和酶活性,而2.5 kGy辐照处理(B)降低了果实的硬度、L*值、可溶性固形物含量和花色苷含量,加快了果实多聚半乳糖醛酸酶活性的上升。其中,在贮藏80 d时,A、B、C、D、E、F组蓝莓的腐烂率分别为24.94%、38.36%、13.87%、30.78%、22.96%和48.38%。因此,1.5 kGy 60Co-γ辐照结合1 μL·L-1 1-MCP处理蓝莓对果实的贮藏效果最好。本研究结果为蓝莓的贮藏保鲜提供了新思路。
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核农学报. 2019, 33(8): 1527-1534. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1527为探讨不同纳米改性低密度聚乙烯(LDPE) 膜对枇杷果实采后保鲜效果的影响,本试验分别研究了普通LDPE膜与纳米改性LDPE膜在室温条件下(20℃)对采后枇杷品质和生理特性的影响。结果表明,与普通LDPE膜相比,纳米Ag、纳米TiO2和纳米SiO2改性LDPE膜可显著抑制采后贮藏过程中枇杷果实的腐烂指数、褐变指数、失重率和硬度的上升及出汁率的下降;延缓其可溶性固形物、可滴定酸和Vc含量的降低;保持其贮藏后期较高的总酚、总黄酮含量和抗氧化能力;提高了对枇杷果实DPPH自由基和羟自由基的清除能力,有效延长了枇杷保质期,表明不同纳米改性LDPE膜可显著提高枇杷果实的保鲜效果。其中,纳米SiO2改性LDPE膜包装处理能够更好地抑制枇杷果实品质的下降,保持更好的抗氧化能力,其作为枇杷果实采后保鲜包装具有潜在的市场前景。本研究结果为纳米改性LDPE膜在果蔬保鲜中的应用提供了理论参考。
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核农学报. 2019, 33(8): 1535-1543. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1535为阐明不同贮藏温度下炝蟹品质的变化和食用安全性,本试验以三疣梭子蟹为材料制作炝蟹,探讨冻藏(-18℃)和冷藏(4℃)条件下炝蟹感官品质、菌落总数(TVC)、挥发性盐基氮(TVB-N)和生物胺的变化规律,并对其生物胺与其他品质指标进行相关性分析。结果表明,贮藏温度对炝蟹感官品质TVC、TVB-N等指标的劣变具有显著的影响。-18℃冻藏和4℃冷藏条件下,炝蟹感官品质分别于第10天和第6个月超出可接受限值;随着贮藏时间的延长,4℃冷藏条件下炝蟹TVC值显著增加,但至贮藏16 d时仍小于5 lg(CFU·g-1),TVB-N值于贮藏12 d时超出一级鲜度临界值;-18℃冻藏过程中炝蟹TVC值略有增加,但变化不显著,TVB-N值于第6个月超出一级鲜度临界值。4℃冷藏过程中炝蟹中共检测出8种生物胺,而-18℃冻藏过程中共检测出5种生物胺。此外,色胺、腐胺和酪胺是炝蟹贮藏过程中产生的主要生物胺,且与其他品质均具有显著相关性。本研究结果为炝蟹在贮藏过程中的安全性和货架期预测提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1544-1550. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1544为了探究墨鱼缠卵腺糖蛋白(CGG)的抗氧化活性及抑菌活性,本试验通过测定CGG的超氧阴离子自由基清除率、DPPH自由基清除率、羟基自由基清除能力、小鼠体内过氧化氢酶(CAT)活性及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性等研究CGG体内外抗氧化活性,并通过抑菌试验探讨了CGG的抑菌活性。结果表明,随着CGG浓度的增大,超氧阴离子自由基清除率从17.51%增加至55.84%,DPPH自由基清除率从5.7%增加至19.5%,羟基自由基清除能力从10.38%增加至57.94%;与对照组相比, 低、中、高剂量组小鼠体内的CAT 活性分别提高了21.91%、126.29%、135.63%,GSH-PX活性分别提高了2.04%、24.69%、28.13%。抑菌试验结果表明,当CGG浓度为14 mg·mL-1时,大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、假单胞菌(Pseudomonadaceae)的抑菌圈分别为15.7、13.6、12.5 mm,MIC分别为1.25、7、7 mg·mL-1,MBC分别为14、28、14 mg·mL-1。综上表明,CGG具有一定的抗氧化和抑菌活性,但抑菌效果较弱。本研究结果为墨鱼缠卵腺的合理利用提供了一定的理论基础,同时对提高水产资源利用率有一定的参考价值。
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核农学报. 2019, 33(8): 1551-1558. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1551为研究超高压、热烫、冻藏3种不同的前处理方式对虾蛄脱壳效率及肌肉品质的影响,通过对脱壳时间、虾蛄仁得率、汁液流失率、虾蛄仁质构、色泽和肌原纤维蛋白含量等进行分析,以确定合适的虾蛄脱壳前处理方式。结果表明,与热烫、冻藏处理相比,超高压前处理能较好的缩减虾蛄脱壳时间,降低汁液流失率,提高虾蛄仁得率及其完整性,同时超高压处理能较好的提升虾蛄仁的硬度、弹性、咀嚼性和黏聚性。当压强为350 MPa、保压时间为8 min时,超高压处理对虾蛄脱壳效率及肌肉质构的提升效果最好;超高压处理后虾蛄仁pH值和水分含量略有增加,而其肌原纤维蛋白含量有不同程度的下降。综合考虑,350 MPa保压8 min的超高压前处理,能在提高虾蛄脱壳效率的同时较好的保持其肌肉品质。本研究结果为辅助虾蛄高效脱壳及超高压技术在水产品加工中的应用提供了依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1559-1568. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1559为高效利用牡丹籽油,以牡丹籽油的各项理化性质为指标,通过单因素试验分析不同浸提溶剂、浸提时间、料液比、浸提温度和粉碎粒度等因素对牡丹籽油提取率的影响,在此基础上利用响应面分析方法对牡丹籽油的提取工艺进行优化;同时对牡丹籽油进行精炼,测定牡丹籽精炼油的各项理化指标并进行主成分分析,以确定牡丹籽油的最佳精炼工艺。结果表明,牡丹籽油提取的最佳工艺条件为:有机溶剂石油醚、浸提温度57℃、浸提时间5 h、料液比1∶11、粉碎粒度40目。在精制过程中分别加入4%沸水、8%碱液和2%活性白土,得到的精炼油磷脂含量、过氧化值、碘值及酸值分别为8.37 mg·100g-1、2.48 meq·kg-1、160.85 g·100 g-1、0.37 mg NaOH·g-1,牡丹籽油过活性碳柱后其精炼得率达21.37%。本研究结果为牡丹籽油的工业化生产提供了更优的工艺路线。
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核农学报. 2019, 33(8): 1569-1574. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1569为探究葡萄籽原花青素(GSP)对营养肥胖模型大鼠肠粘膜通透性的影响,本试验设置了正常、模型、低剂量、中剂量及高剂量5个处理组,其中正常组投喂普通饲料,灌胃3 mL蒸馏水;模型组和低、中、高剂量组选用32只高脂饲料诱导的肥胖大鼠,模型组灌胃蒸馏水,低、中、高剂量组分别灌胃75、162.5、250 mg·kg-1BW·d-1GSP,灌胃处理6周再禁食12 h后处死,经解剖后测定各处理组大鼠的生理生化相关指标。结果表明,高脂饲料造模成功率48.75%;与模型组相比,低、中、高剂量组大鼠D-乳酸、乳果糖/甘露醇排出率显著降低,回肠绒毛高度/隐窝深度、紧密连接蛋白Occludin和 ZO-1 表达量显著升高;高剂量组大鼠的回肠杯状细胞数显著升高。综上,葡萄籽原花青素可以改善肥胖应激导致的大鼠肠道粘膜屏障损伤,这在一定程度上揭示了葡萄籽原花青素减肥降脂的作用机理。
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核农学报. 2019, 33(8): 1575-1583. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1575为了研究南极磷虾油对脂代谢的调节作用,利用非标记(Label-free)蛋白质定量技术,比较分析灌胃南极磷虾油对高脂模型小鼠肝脏蛋白的表达影响。结果表明,与模型组相比,灌胃磷虾油后,试验组和正常组中差异蛋白表达上调的分别有125个和109个,下调表达的分别有99个和95个。进一步分析脂代谢差异蛋白发现,在试验组和正常组中表达上调的分别是棕榈酰蛋白硫酯酶1 (PPT1)、载脂蛋白B100(APOB100)、短支链酰基辅酶A脱氢酶(ACADSB)、3-羟基酰基-CoA脱水酶3(HACD3)和磺基转移酶1A1(SULT1A1);表达下调的分别为酰基辅酶A合成酶中链家族成员3(ACSM3)和酰基辅酶A合成酶家族成员2(线粒体)(ACSF2)。结合脂代谢通路分析和蛋白质相互作用网络图进一步推测,ACADSB、ACSM3和ACSF2等蛋白质在南极磷虾油调节脂代谢中起着重要的调控作用。本研究结果为深入解析南极磷虾油的作用机理和调节脂代谢的分子机制提供了依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1584-1592. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1584为了研究典型畜产源非肉蛋白与肌原纤维蛋白(MP)的相互作用,建立了模拟肉制品加工条件下二者等比例用量的溶液及热致凝胶模型,将血浆蛋白(PPP)、鸡蛋白分离蛋白(EPI)和酪蛋白酸钠 (SC)分别与MP 按照1∶1比例混合,以各单一蛋白为对照,利用流变仪、质构仪和低场核磁等仪器测定各蛋白粘度、加热过程的动态粘弹性、凝胶强度和水分子状态等指标。结果表明,PPP和EPI在加热过程中自身可形成凝胶,但与MP相比,储能模量(G')较弱,SC在加热过程中未能形成凝胶。将PPP和EPI分别与MP混合时,流变结果显示,PPP+MP、EPI+MP相互作用指数均大于零,与单独的MP相比,其G'无显著差异;加入PPP未能显著改变MP的凝胶强度,但加入EPI显著提高了MP的凝胶强度(P<0.05);PPP、EPI的加入均能使凝胶保水性显著提高,不易流动水比例增大(P<0.05)。SC会对MP产生一定不利影响,二者相互作用指数小于零,其G'、凝胶强度及凝胶保水性显著降低(P<0.05)。总体而言,PPP、EPI与MP之间在加热后均产生正向相互作用,而SC对MP产生不利影响。本研究结果为凝胶乳化类肉制品中非肉蛋白的应用提供了一定的理论借鉴。
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核农学报. 2019, 33(8): 1593-1601. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1593为实现海河流域农田增效减负和氮素利用率的提高,通过设置不同氮磷化肥减量配施菌肥与有机肥处理,即对照(N 200 kg·hm-2,P2O5120 kg·hm-2,CK)、B1N2P2(菌肥17.5 kg·hm-2,N、P2O5均较CK减量25%)、B1ON1P1(菌肥1为7.5 kg·hm-2,有机肥为3 t·hm-2, N、P2O5均较CK减量50%)、B2N2P2(菌肥2为7.5 kg·hm-2,N、P2O5均较CK减量25%)、B2ON1P1(菌肥2为7.5 kg·hm-2,有机肥为3 t·hm-2,N、P2O5均较CK减量50%)。研究夏玉米各生育期的土壤氮素矿化特征和利用情况以及夏玉米产量构成因素。结果表明,菌肥和有机肥配施显著增加了土壤氮矿化量,在拔节期和抽雄期尤为明显,B1ON1P1的氮矿化量较B1N2P2分别高出151.29%、120.09%,B2ON1P1的氮矿化量较B2N2P2分别高出56.28%和245.04%。菌肥与中量化肥组合能促进玉米增产,菌肥1和菌肥2较对照分别增产9.01%和7.94%,B1N2P2的产量和穗粒数最高,产量达9 960.24 kg·hm-2,穗粒数较CK高出29.99%,B2N2P2的千粒重较CK高出2.28%;菌肥的施用能明显减少玉米的秃尖长度,以B2N2P2的降幅最大,较CK减少了73.29%。菌肥1能提高玉米氮素生理利用率和氮素收获指数,B1N2P2的吸氮总量明显高于B1ON1P1,这与产量构成因素是一致的。综上,化肥减量25%并配施菌肥能维持稳定的氮矿化量并提高产量及其构成因素。本研究为海河流域农田氮素科学管理和减少因过量施肥而造成的农业面源污染提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1602-1610. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1602为探明湘两优900在热带稻区的高产性和适应性,在海南三亚进行4个施氮水平(0、150、225、300 kg·hm-2)和2个移栽密度(25.0×104、16.7×104 hills·hm-2)大田栽培试验,研究施氮水平和移栽密度对湘两优900产量形成和氮肥利用率的影响。结果表明,施氮水平和移栽密度对湘两优900产量影响显著,产量随着施氮水平和移栽密度的提高而显著增加,以施氮量300 kg·hm-2与移栽密度16.7×104 hills·hm-2组合的产量最高(15.32 t·hm-2),其增产优势主要表现为有效穗数多,地上部干物重和叶面积指数(LAI)大,叶绿素含量和净光合速率(Pn)高。施氮水平与移栽密度对氮肥吸收利用效率有影响,且施氮水平起显著作用。施氮量为300 kg·hm-2时,氮肥吸收利用率最大(44.5%),增加施氮量能显著提高氮肥利用率,同时也会显著降低氮素吸收效率、氮生理效率、氮肥效率。从产量和氮肥利用效率综合考虑,施氮量300 kg·hm-2与移栽密度25.0×104 hills·hm-2是本试验条件下的最优密肥组合。本研究结果为超级杂交稻在热带稻区(海南)推广应用提供了科学依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1611-1621. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1611为探究不同壮秧剂对水稻幼苗生长及生理特性的影响,以龙粳31和垦稻24为供试品种,共设置9种调节剂[多效唑(MET)、脱落酸(ABA)、壳寡糖(COS)、萘乙酸(NAA)、烯效唑(S3307)、吲哚丁酸钾(IBAK)、缩节胺(DPC)、1-(3-甲酸甲酯-1,2,4-三唑)-基-3.3-二甲基-2-丁酮(CGR3)和胺鲜酯(DTA-6)]与壮秧肥配施的新型壮秧剂处理,以不添加调节剂的壮秧肥为CK,研究不同壮秧剂对水稻幼苗形态建成、生物量积累、分配和生理特性等方面的调控效果。结果表明,MET、COS、ABA、NAA、IBAK、DPC和CGR3均能促进龙粳31和垦稻24叶片中光合色素含量,其中,MET和ABA处理的2个品种叶片叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和总叶绿素均与CK间差异达到显著水平。MET、ABA和COS能有效促进同化产物向根中转运,2个品种根中淀粉含量均高于CK。各壮秧剂处理(除NAA和DPC外)均对龙粳31和垦稻24幼苗生长有促进作用,且其根冠比均显著高于CK。MET、S3307、DPC和DTA-6处理均提高了2个品种的壮苗指数和充实度。MET和S3307处理降低了2个品种的株高,但增加了茎基宽。COS和ABA处理下,龙粳31的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于CK,MET处理下的龙粳31和垦稻24的CAT活性最高。综上可知,MET、ABA和COS这3种壮秧剂能够提高龙粳31和垦稻24秧苗素质和植株抗性,有利于水稻幼苗生长,其中垦稻24作用效果优于龙粳31。本研究结果为化控技术在壮秧剂中的应用和水稻培育壮秧提供了理论依据和技术指导。
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核农学报. 2019, 33(8): 1622-1629. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1622
为探究北疆滴灌条件下复播大豆高产栽培适宜的施磷量,以大豆品种黑河45号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置0(P0)、60(P1)、120(P2)、180(P3)和240 kg·hm-2(P4)5个施磷水平,研究施磷量对复播大豆叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、干物质积累与分配、产量及经济效益的影响。结果表明,施磷量对复播大豆叶绿素含量的影响不显著;各处理复播大豆LAI在生长前期效果不明显,但苗后30 d 依次表现为P3>P2>P1>P4>P0;在大豆各生育时期,中等施磷处理的干物质积累量及分配比例均优于其他处理,总体依次表现为P3>P2>P4>P1>P0;实际产量以P3处理最高,且各处理的平均产量为2 526.34 kg·hm-2,较P0处理显著增产22.70%;P3处理的纯收益最高,为4 637.9 元·hm-2,较P0、P1、P2和P4处理分别提高86.19%、28.59%、4.17%和57.52%。综合考虑复播大豆的生长发育、产量及经济效益,得出适宜的施磷量应控制在120~180 kg·hm-2之间。本研究结果为伊犁河谷地区复播大豆合理施磷肥提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1630-1638. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1630
为探究夜间补光对黄瓜病害防控及植株生长发育的影响,以黄瓜品种津优35号为试验材料,设置UV-C(253.7 nm)、蓝光(460 nm)、蓝光/UV-C(复合光)及不补光(CK)4个处理,研究不同光质处理对黄瓜病害防控和植株生长发育的影响。结果表明,UV-C处理对黄瓜白粉病的防治效果显著好于蓝光/UV-C和蓝光,达到96.01%;不同光质处理对黄瓜霜霉病的防治效果均不明显;UV-C 处理下的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶及β-1,3-葡聚糖酶活性和木质素含量均显著高于CK,而蓝光和蓝光/UV-C处理对上述指标无显著作用;各处理对黄瓜植株的株高、茎粗、叶面积等生长指标和产量均无显著影响。本研究结果为温室黄瓜病害防控提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1639-1646. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1639为探究硒对薄壳山核桃幼苗生长的影响,利用不同浓度亚硒酸钠[0(CK)、0.5、5、10、20、40、80 μmol·L-1]对薄壳山核桃幼苗进行处理,并测定相关生理指标。结果表明,低浓度硒对薄壳山核桃幼苗生长发育、生物量积累、酶活性均有促进作用,而高浓度硒抑制了幼苗生长、干物质的积累、酶活性、光合速率,且硒浓度越高,抑制作用越明显。80 μmol·L-1 硒浓度处理后的根长较CK显著降低了55.36%(P<0.05),其他形态指标均无显著差异。硒处理显著提高了幼苗体内的硒含量,且根系>叶片。随着硒浓度的增加,叶、根内的硒含量呈先升高后降低的趋势,硒浓度≥0.5 μmol·L-1时,其他处理均与CK存在显著差异。40 μmol·L-1硒浓度处理下叶中的硒含量较CK显著增加了1 682倍,根中的硒含量提高了482倍。低硒浓度(≤10 μmol·L-1)处理可以促进根中Mn2+、Mg2+含量和叶中的Zn2+含量的积累。当硒浓度≥5 μmol·L-1时,会促进根中Zn2+含量的积累,硒浓度≥10 μmol·L-1,促进茎中Mn2+含量的积累,其中在80 μmol·L-1硒浓度处理下茎中Mn2+含量为CK的9.29倍。过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性随着硒浓度增加均呈先增后减的趋势,且在0.5 μmol·L-1硒浓度处理下达到最高,明显高于CK,分别为1 698.63、1 912.28 U·mg prot-1。综上,低浓度硒处理和施硒时间长短对幼苗光合作用影响不大,而高浓度硒处理会抑制光合作用。本研究结果为进一步揭示硒富集机理和硒的科学使用提供了理论依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1647-1657. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1647为探究马铃薯专用生长模拟模型SOLANUM对甘肃省中东部马铃薯产量预测的适用性,并分析该地区主要气候因子对马铃薯产能差的影响。本试验以3个马铃薯基因型为参试材料,利用SOLANUM模型计算并校准甘肃省天水市和定西市马铃薯模型参数,并对SOLANUM模型进行统计学的模型评价。结果表明,SOLANUM模型在甘肃省适用性评价中,产量和冠层覆盖度模拟结果相对均方根误差(RRMSE)均在16%~76.2%之间,模型效应系数(EF)在0.068~0.805之间。相关性分析表明,产能差变化与太阳辐射变化相关系数为0.8,与年降雨量变化相关系数为0.71;潜在产量与年降雨量相关系数为0.92,与太阳辐射相关系数为0.78;实际产量与年降雨量相关系数为0.89,与太阳辐射相关系数为0.68。综上,SOLANUM模型对甘肃省中东部地区马铃薯潜在产量和冠层覆盖度模拟具有适用性,但还需对马铃薯生长发育和生育期长短的估算进行深入研究,从而提高模型模拟精度和适用性。为缩小产能差,甘肃省应选择晚熟抗旱马铃薯品种种植。本研究结果为补充SOLANUM模型模拟精度和提高甘肃省马铃薯潜在产量提供了决策依据。
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核农学报. 2019, 33(8): 1658-1665. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2019.08.1658为明确刺梨及其2个近缘种质无籽刺梨和无刺刺梨叶片中活性物质含量变化及其对抗氧化能力的贡献,本研究以刺梨、无籽刺梨和无刺刺梨为试验材料,测定其不同叶龄叶片(幼叶、成熟叶和老叶)中维生素C(Vc)、总三萜、总酚、总黄酮含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性变化,并用铁离子还原(FRAP)、2,2'-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)和1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)3种体系分析其体外抗氧化能力,同时对5种抗氧化活性物质进行主成分分析。结果表明,3个材料的不同叶龄叶片中,总酚、总黄酮、Vc含量和SOD活性变化以及3种抗氧化活性均依次表现为成熟叶>幼叶>老叶,而总三萜含量均在老叶中为最高;3个试验材料成熟叶中,无刺刺梨的总酚含量及其对ABTS自由基的清除能力、刺梨的Vc含量及其对DPPH自由基的清除能力,以及无籽刺梨的SOD活性及其对FRAP抗氧化能力均高于其他2个材料,刺梨老叶中的总三萜含量显著高于其他2个材料。相关性分析表明,总酚、总黄酮、Vc与3种抗氧化方法测定结果呈显著正相关;主成分分析表明,成熟叶中具有抗氧化能力的5种活性物质对抗氧化能力贡献依次表现为总酚、Vc>总三萜、SOD>总黄酮,且3种主成分的累计贡献率达90%以上。本研究结果为了解和开发利用上述3个蔷薇属种质叶片功能成分提供了理论依据。
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