为探究强辐射中紫外线A(UV-A)和紫外线B(UV-B)辐射对菹草生理特征的影响,将处于对数生长期的菹草置于4种不同辐射处理下,分别为:仅光合有效辐射(PAR)、PAR+UV-A辐射、PAR+UV-B辐射、PAR+UV-A+UV-B辐射,每天辐射8 h,共处理28 d,分别测定植株叶片叶绿素含量、过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)和丙二醛含量(MDA),并计算各指标的变异系数和表型可塑性指数。结果表明,UV-B辐射显著降低叶片叶绿素含量,UV-A辐射在短期内对叶绿素含量有促进作用,但长期无显著影响;POD、SOD活性和MDA含量在UV-A、UV-B联合处理及UV-B处理下均显著高于对照组,但单独UV-A作用下,这些指标略高于对照组;UV-B辐射还促进了变异系数和表型可塑性指数的增加。综合上述研究结果表明,UV-B辐射对菹草生长有明显的伤害作用,UV-A长期辐射的影响相对较小,且远小于UV-B辐射的伤害作用;回归分析结果显示,两者联合作用时,UV-A对UV-B辐射无显著协同和减缓作用。本研究结果为了解春末夏初菹草在强辐射下的生理变化提供了理论参考。
为了对海南砂仁资源进行保护和管理,利用简单序列重复区间(ISSR)和核糖体RNA基因转录间隔区(ITS)技术,使用NTSYS、POPGENE、BioEdit和Clustalx等软件,分析了12个海南砂仁地理居群,共118份种质材料的遗传多样性和遗传分化程度。结果发现,ISSR引物筛选共获得25条多态性较高的引物,扩增获得132个位点,其中多态性位点93个,多态性比率达70.45%。通过对观测到的等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、居群内Nei’s基因多样性(H)、Shannon多样性信息指数(I)和基因流(Nm)统计,其平均值分别为1.164、1.103、0.059、0.087和0.271。基于海南砂ITS序列比对信息,检测出了11个单倍型,但在不同的居群中这些单倍型的分布不均匀,多个居群中仅检测出一种单倍型。上述结果表明,居群内的遗传多样性较低,不同地理居群的海南砂基因交流较少、遗传分化明显,居群间的遗传变异是其总遗传多样性的来源,由于居群间基因交流匮乏,已经导致海南砂居群内出现近交衰退。本研究可为海南砂种质资源的保护、利用和可持续开发提供科学依据。
为了探究三七叶片抗灰霉病的分子机制,本研究采用超高效液相色谱法测定病原灰葡萄孢菌侵染三七叶片后人参皂苷Rd、Rb1、Rc、Rb3的含量变化,利用转录组测序技术分析叶片差异表达基因。结果表明,灰葡萄孢菌侵染12 h后,三七叶片4种人参皂苷含量比对照增加39.02%~86.56%,侵染24 h后4种人参皂苷含量开始下降,降幅为0.31%~62.51%。转录组测序结果发现与未接菌对照相比,灰葡萄孢菌侵染三七叶片12与24 h差异表达基因均显著富集于三萜类成分生物合成途径。病原菌侵染12 h主要诱导三七叶片人参皂苷生物合成通路中磷酸甲羟戊酸激酶基因(PMVK)与羟甲基丁烯基-4-磷酸合成酶基因(HDS)表达上调,从而促进人参皂苷的合成增加。侵染24 h三七叶片不再维持HDS基因的高表达状态,可能是造成人参皂苷含量下降的原因。本研究基于转录组数据筛选出了PMVK、HDS两个关键酶基因在三七叶片人参皂苷成分响应灰葡萄孢菌侵染过程中发挥重要作用,为深入理解三七与灰霉菌互作机制并开展抗灰霉病分子育种提供了依据。
为高效挖掘甘薯茎线虫病复合抗性基因并创制甘薯抗病种质,以包含274个甘薯F1子代的分离群体为材料,利用大田自然诱发鉴定法对F1群体的复合抗性进行连续两个生长周期的抗性鉴定,通过高精度连锁分析检测与复合抗性显著相关的数量性状基因座(QTL),并利用基因本体(GO)和直系同源基因簇(COG)数据库注释和筛选候选基因。结果表明,甘薯茎线虫病复合抗性不符合正态分布,F1群体存在丰富遗传变异且存在超亲遗传,其中高抗和高感抗性性状遗传稳定,可指导甘薯茎线虫病复合抗性育种。通过连锁分析在LG03、LG05、LG07和LG08连锁群定位到与复合抗性紧密连锁的9个QTL,可解释6.1%~7.3%的表型变异。根据两个生长周期QTL定位结果,获得1个共定位QTL和10个共定位基因。本研究为甘薯茎线虫病复合抗病基因挖掘和复合抗性种质创制提供了重要的理论依据和技术支撑。
为探究核桃无融合生殖胚形成的分子调控机制,以新新2号核桃为试验材料,运用转录组和代谢组学方法研究其成熟胚无融合生殖(CL)和正常授粉(CK)的差异表达基因和差异代谢物。结果表明,CL和CK处理共检测出227个差异表达基因和22种差异代谢物。联合分析发现,差异表达基因和差异代谢物主要富集在代谢途径、次生代谢物的生物合成和植物激素信号转导通路。其中,CL中的吲哚-3-乙酸、茉莉酸和茉莉酸-异亮氨酸等差异代谢物含量显著高于CK中的含量,(s)-金黄紫堇碱9-o-甲基转移酶(SMT)、几丁质酶(CHIT)、富马酸乙酰乙酸酶(FAH)、莫西内酯-A合酶(MAS)、磷脂酶A1(DAD1)、生长素响应因子(ARF)和光敏色素相互作用因子3(PIF3)等基因正向调控差异代谢物;肉桂醇脱氢酶(MEE)、咖啡酸3-O-甲基转移酶(COMT)、β-葡萄糖苷酶(BGLU)、脂肪酸α-双加氧酶(DOX)、SAUR家族蛋白(SAUR)、生长素响应GH3基因家族(GH3)、乙烯受体(ETR)和转录因子MYC2(MYC2)等基因负向调控差异代谢物。对鉴定出的与差异代谢物相关的8个基因进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证,相对表达量差异与转录组分析结果一致。ARF、GH3、SAUR、DAD1和MYC2等基因通过调节生长素和茉莉酸等植物激素信号转导途径参与调控核桃无融合生殖成熟胚的形成。本研究结果为阐释核桃无融合生殖形成的原因提供了理论基础。
为明确奇楠型白木香炭疽病病原菌及其生物学特性并筛选有效药剂,本研究采用组织分离法分离病原菌,科赫氏法则进行病原菌的致病性测定,结合形态学和分子生物学鉴定病原菌。结果表明,奇楠型白木香炭疽病病原菌BMXYB1为胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)。生物学特性结果表明,菌丝生长的最适温度为28 ℃,最适pH值为6.0,最适培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA),最适氮源为硝酸钾,最佳碳源为葡萄糖。杀菌剂毒力测定结果表明,430 g·L-1戊唑醇和250 g·L-1丙环唑对该菌具有较强的抑制作用,有效半抑制浓度(EC50)分别为0.773 1和0.451 2 mg·L-1。本研究结果为奇楠型白木香炭疽病的有效防控提供了科学依据。
为探究低氧参与细胞衰老凋亡的作用机制,以牦牛小肠组织(空肠、回肠和十二指肠)为研究对象,对低氧诱导因子1α(HIF-1α)及细胞凋亡相关因子B淋巴细胞瘤2(Bcl-2)、Bcl-2家族相关蛋白Bax(Bax)、半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase-3)、血管内皮生长因子(VEGF)在各年龄段(新生、5月龄和成年)的小肠组织中不同的表达模式进行分析;对不同年龄段牦牛小肠组织进行苏木精-伊红染色(H&E)、过碘酸雪夫染色(PAS)、Masson三色染色和免疫组织化学染色分析。H&E以及特殊染色结果显示,各肠道间的组织学测量指标差异主要集中在十二指肠的肠绒毛和肠腺中。此外,5月龄牦牛空肠较十二指肠和回肠达到最大胶原纤维含量。免疫组化结果显示,低氧以及凋亡相关因子差异同样集中表达在十二指肠和空肠。低氧条件促使HIF-1α转录,激活凋亡因子诱导细胞凋亡,随年龄增加,牦牛逐步适应低氧环境,HIF-1α表达下降。促凋亡因子Bax和Caspase-3发挥功能时,抗凋亡因子Bcl-2和VEGF发挥保护作用,调控细胞衰老凋亡。低氧和各相关凋亡因子在5月龄的空肠中表达显著下降,除5月龄的牦牛空肠中VEGF表达显著升高。以上研究结果为后续探究牦牛肠道发育过程中HIF-1α、VEGF、Bax、Bcl-2和Caspase-3的表达分布规律提供基础数据,并为揭示凋亡相关因子在牦牛肠道中的低氧适应性提供参考资料。
诱变育种是利用各种因素诱发植物遗传物质发生改变,短时间产生更多的遗传多样性,再通过测定、筛选和评估获得理想突变体,从中选育新品种的方法。油茶(Oil-tea Camellia)是我国特有的木本食用油料树种,为了快速获得油茶优异种质材料,诱变育种技术已至少被应用于15个油茶品系的育种研究,并取得了一定成果。本文综述了木本植物诱变育种技术概况和油茶诱变育种研究进展,重点探讨了诱变育种机理和诱变影响因素,并从诱变材料的高通量筛选技术、结合油茶树种特性的育种技术改进和诱变性状的机理探究三个方面进行了展望,总结并说明了诱变育种是油茶新种质创制和新品种选育的重要途径和发展方向。
为探究高能电子束辐照对黄芪品质的影响,本研究评价了不同剂量(0、2、4、6、8、10 kGy)的电子束辐照灭菌对黄芪理化指标、色泽、活性成分含量及指纹图谱相似度的影响。结果表明,与未辐照组相比,4~10 kGy辐照能够有效杀灭黄芪中需氧菌、霉菌和酵母菌,而对水分、灰分、水溶性浸出物和总黄酮含量均无显著影响;辐照后,黄芪的亮度值L* 值略有降低,黄蓝值b* 值增加,但总色差无明显变化。与未辐照组相比,2~8 kGy辐照对黄芪中毛蕊异黄酮、芒柄花素、毛蕊异黄酮苷和芒柄花苷含量无显著影响,而10 kGy辐照显著降低了毛蕊异黄酮苷和芒柄花苷含量。不同剂量辐照处理的黄芪指纹图谱相似度均大于0.99。综上,4~8 kGy是电子束辐照黄芪的适宜剂量范围,能有效杀灭微生物,同时保持其品质。本研究为电子束技术应用于黄芪辐照灭菌提供了理论基础。
为研究不同品种和产地大豆中嘌呤的分布特征,以全国8个大豆主产区的57份大豆样品为研究对象,采用超高效液相色谱法测定大豆中嘌呤的组分和含量并进行比较分析,进一步探究大豆嘌呤含量与地理和气象因子之间的相关性。结果表明,大豆总嘌呤含量为1 184.0~2 116.8 mg·kg-1,介于中组和高组食品嘌呤之间,其中以中组为主(96.5%)。不同嘌呤单体以腺嘌呤和鸟嘌呤为主,合计占总嘌呤含量的95.6%以上,各样品间腺嘌呤(13.8%)和鸟嘌呤(12.3%)的变异系数较小,具有较高的遗传稳定性。不同品种间相比,大豆育成品种的总嘌呤、腺嘌呤和鸟嘌呤含量均低于地方品种,但未见显著差异。空间分布表明低嘌呤大豆主要集中于南方和黄淮海地区。相关性分析显示,总嘌呤(R=0.51)、腺嘌呤(R=0.51)和鸟嘌呤含量(R=0.51)与纬度呈极显著正相关(P<0.01),与累计年降水量呈极显著负相关(R=-0.37~-0.36,P<0.01),与累计年日照时数呈极显著正相关(R=0.43~0.48,P<0.01)。本研究为我国优质低嘌呤大豆选育、种植、加工和食用提供了数据支持。
为探究玫瑰花渣活性炭(RP-AC)对玫瑰花色苷的吸附纯化性能,本研究以玫瑰鲜花为原料,利用玫瑰花渣活性炭(RP-AC)分离、纯化玫瑰鲜花中的玫瑰花色苷,通过静态、动态单因素试验探究玫瑰花色苷的最佳洗脱参数,并研究纯化所得玫瑰花色苷的抗氧化能力和降解动力学。结果表明,静态最佳洗脱条件为乙醇浓度45%、pH值2、解吸时间6 h,对应花色苷解吸率达71.64%;动态最佳洗脱参数为流速1 mL·min-1、乙醇浓度55%,对应花色苷解吸率为77.28%。由1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率试验可知,抗氧化能力顺序为纯化后花色苷>维生素C(VC)溶液>纯化前花色苷。热降解动力学研究表明,加热温度、加热时间、pH值对花色苷分子稳定性的影响较大,pH值2、温度40 ℃时,花色苷的降解速率最低(0.031 8 h-1)、半衰期最大(21.80 h);pH值6、温度80 ℃时,花色苷的降解速率最高(0.379 2 h-1)、半衰期最小(1.83 h)。热力学研究表明,玫瑰花色苷的降解属于非自发进行的吸热反应。本研究可为天然花色苷的分离、纯化以及生产加工、保存提供理论指导。
为探究薄荷提取液对采后软肉梨品质及后熟进程的影响,本研究以西洋梨品种巴梨(Pyrus communis L.)为试验材料,采用2.0 g·L-1薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)提取液处理果实,测定并分析果实生理指标及其抗氧化酶和细胞壁降解酶相关基因表达。结果表明,与蒸馏水对照相比,薄荷提取液可降低常温贮藏过程中巴梨的乙烯释放量以及呼吸速率,能够有效延缓果实软化速度;可显著提高果实抗氧化酶活性,显著上调抗氧化酶相关基因表达,降低果实细胞壁降解相关酶活性以及基因表达量。综上所述,薄荷提取液可提高巴梨果实的抗氧化水平、减少乙烯释放量,进而有效延缓果实后熟进程。本研究可为果蔬保鲜技术开发提供新思路,为中草药在果蔬贮藏保鲜中的应用提供理论基础。
超声处理作为一种高效、绿色非热物理加工技术,可提高食品生物活性成分提取率,其应用前景十分广阔。为探究超声处理对罂粟蜂花粉生物活性成分和抗氧化能力的影响,本研究探究了不同超声时间(0、20、40、60、80 min)下超声对罂粟蜂花粉微观结构、酚酸、总黄酮、总酚、水溶性蛋白质含量及过氧化物酶和抗氧化活性的影响。结果表明,罂粟蜂花粉微观结构破坏程度随超声处理时间的增加而增加,超声处理促进了黄酮类和酚酸类化合物的释放。超声处理60 min时的总黄酮含量最高,较未处理组提高17.41%;超声处理80 min时,罂粟蜂花粉中酚酸总量和总酚含量达到最高,较未处理组含量分别提高52.34%和41.19%。随着超声时间的增加,过氧化物酶活性呈下降趋势,水溶性蛋白质含量先升后降。相关性分析表明,罂粟蜂花粉1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力和2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基清除能力与总酚酸含量呈显著正相关(P<0.05),与过氧化物酶活性呈显著负相关(P<0.05)。超声处理对罂粟蜂花粉抗氧化活性的影响,与酚类化合物含量的提高和对POD活性抑制的协同作用相关。本研究可为超声处理在蜂花粉加工领域的应用及高值化产品开发提供技术指导。
为探究pH驱动自组装过程中玉米醇溶蛋白与果胶之间的相互作用,本研究采用浊度滴定法、电位及粒径分析法,研究pH值、蛋白质-多糖比例和盐离子浓度对玉米醇溶蛋白与果胶复合物形成的影响;通过测定复合体系的溶解度、相对分子质量、巯基含量、紫外光谱和荧光光谱,揭示两者相互作用机制。结果表明,随着pH值的降低,玉米醇溶蛋白-果胶溶液的浊度先增大后减小,在pH值7.25时达最大值;果胶比例的增加导致最大浊度的pH值下降,并在玉米醇溶蛋白与果胶的比例为4∶1时达到最小值,且体系的粒径分布较为均匀;盐离子明显影响体系的稳定性,因此推断玉米醇溶蛋白与果胶复合物形成的主要驱动力是静电相互作用。此外,果胶的包覆作用使复合物游离巯基含量降低,紫外光谱产生增色效应,并猝灭了玉米醇溶蛋白的固有荧光,表明疏水作用和氢键也参与了复合物的形成,同时存在玉米醇溶蛋白与果胶的共价结合。研究结果为合理设计玉米醇溶蛋白-果胶复合物,以用于pH驱动处理包埋生物活性物质提供了理论依据与参考。
为实现橙子品质成分含量的快速无损预测,本研究利用高光谱成像技术获取了82个橙子样本的光谱特征和纹理特征,结合5种预处理方法及3种特征波段筛选方法建立橙子可溶性固形物(SSC)和可滴定酸(TA)含量偏最小二乘(PLS)预测模型,对比分析3个不同特征波段所建模型,筛选出最佳模型。结果表明,全波段的光谱特征和纹理特征融合后建立的PLS模型最优;SSC含量预测时,测试集的决定系数(R2)和均方根预测误差(RMSEP)分别为0.904 7和0.391 5;TA含量预测时,测试集的R2和RMSEP达到0.903 6和0.296 6;相较于光谱特征和纹理特征单独建立的模型,融合后模型的预测结果和稳定性最佳。综上,利用高光谱特征融合技术对橙子的SSC和TA含量进行预测可行。本研究可为水果品质成分的快速智能检测提供参考。
曲霉能够引起储藏期果蔬腐烂,进而产生毒素并严重威胁食品安全。为明确葡萄采后致腐菌并筛选有效杀菌剂,本研究对储藏期腐烂葡萄的病原菌进行纯化,开展致病性测定,结合形态学特征和多基因位点(ITS和28S rRNA D1/D2)系统发育树进行鉴定,使用含药平板确定其对杀菌剂的敏感性。结果表明,引起葡萄采后腐烂的病原菌为杂色曲霉(Aspergillus versicolor)。生物学特性分析表明,该病原菌在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上生长良好,菌株生长的最适温度为28 ℃,最适pH值为6,最适碳源为麦芽糖,最适氮源为硝酸钠和蛋白胨。杀菌剂敏感性测定发现,50%咯菌腈和80%嘧霉胺的抑菌效果较佳,有效中浓度(EC50)均小于1.0 mg·L-1。本研究可为果蔬采后曲霉腐烂的精准防控提供理论依据。
为获得苹果果实及果柄的基础力学性质参数,本研究用生物力学测试仪测定了澳洲青苹、洛川富士、临猗富士及华冠苹果不同部位的穿刺力学参数,及果柄的拉伸、剪切等力学参数;采用自制扭转试验装置获得了苹果分离的临界扭矩;用数显拉力计在果园测定了果柄最大拉伸力;用摩擦试验装置测试了苹果与不同材料的静、动摩擦系数。结果表明,不同品种苹果在实际横径、重量上均差异显著;横径大小基本符合正态分布规律;品种、穿刺部位对苹果的穿刺力学性质具有显著影响;最大穿刺力由大到小依次是底部、顶部、赤道处,表明苹果并非各向同性体。最大拉伸力、拉伸应力随拉伸速度的增大而增大,实验室和田间拉伸试验测得的最大拉伸力分别是30.95、30.03 N,并通过试验获得果柄拉伸断裂的位置;果柄中部和上部的剪切力范围分别是43.44~81.61、46.18~103.87 N,剪断果柄所用的力大于拉伸;富士和华冠的最大扭矩分别为0.373、0.364 N·m;苹果赤道处与硅胶、不锈钢、有机玻璃、橡胶的静摩擦系数分别为1.000、0.332、0.696、1.026。本研究结果可为智能苹果采摘机械及相关机械的研究提供基础参数。
为缓解水稻种植中氮肥投入过量及水分利用效率低的问题,以钻两优超占为供试品种,于2023年在湖北省漳河灌区开展测桶种植试验,分别设FI(传统淹水灌溉)、RI(蓄雨型间歇灌溉)2种灌溉模式,N1B0(常规施缓释肥180 kg N·hm-2)、N1B1(常规施缓释肥配施生物炭45 t·hm-2)、N2B1(缓释肥减氮15%配施生物炭45 t·hm-2)、N3B1(缓释肥减氮30%配施生物炭45 t·hm-2)、N0B1(单施生物炭45 t·hm-2)、N0B0(不施氮炭)6种施肥类型,探究蓄雨型间歇灌溉模式下缓释肥减氮配施生物炭对水稻产量及水分利用效率的影响。结果表明,与淹水灌溉相比,蓄雨型间歇灌溉模式下水稻产量略有降低,但总灌水量减少30.1%,总灌溉次数减少7次,排水量减少45.4 mm,排水次数减少3次,降雨利用率提高12.64个百分点,全生育期总耗水量减少18.4%,水分利用效率提高20.98%,灌溉水利用效率提高40.03%,展现出良好的节水效果。而蓄雨型间歇灌溉下缓释肥减氮15%配施生物炭45 t·hm-2处理水稻产量较淹水灌溉提高2.02%,总灌水量减少34.2%,总灌溉次数减少8次,排水量减少48.7 mm,排水次数减少3次,总耗水量减少27.2%,降雨利用率提高13.55个百分点,水分利用效率、灌溉水利用效率分别提高39.82%和66.73%,具有良好的节水保产效果。综上,配施生物炭使氮肥减量具有可行性,蓄雨型间歇灌溉+缓释肥减氮15%配施生物炭45 t·hm-2处理可在稳定水稻产量的同时,有效减少灌排水量及次数,提高降雨及水分利用率,具有良好的节水保产效果。本研究结果为水稻节水、减氮栽培提供了参考。
早春水稻秧苗低温冷害现象频发,严重影响水稻秧苗的生长发育;岩棉作为富硅材料,其在低温胁迫下对水稻秧苗形态及生理特性的影响尚未明确。为探明岩棉提高水稻秧苗抗寒性的作用机制,本研究选用营养土(NS)和岩棉(RW)两种材料,设置常温26 ℃(CK)、常温加硅(CK+Si)、低温10 ℃(L)和低温加硅(L+Si)4个处理,分析不同温度和硅肥处理下,岩棉对机插水稻秧苗生长及耐低温特性的影响。结果表明,在低温处理下,岩棉育秧的水稻秧苗地上部干重、充实度分别较营养土极显著提高26.38%和17.67%(P<0.01);低温下,营养土添加硅肥后的秧苗生物量、充实度较未施硅的营养土增加24.31%和13.12%。低温条件下,岩棉秧苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性分别较营养土提高97.42%、66.71%、92.17%和55.40%,脯氨酸和可溶性糖含量较营养土显著提高25.11%和48.19%;添加硅肥后,植株体内丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子(O2-)产生速率有所降低。低温胁迫下,水稻秧苗对硅的吸收受到抑制,以岩棉为材料育秧增加了硅转运蛋白OsLsi6基因的表达量,提高了水稻植株地上部硅含量。同时,OsLti6b、OsP5CS、OsCu/Zn-SOD2和CATB等抗冷相关基因表达量在不同温度处理下表现为岩棉处理高于营养土。综上,岩棉育秧可促进植株对硅的吸收,增加抗氧化酶及耐冷相关基因的表达量,增强水稻秧苗的耐低温能力。本研究结果为岩棉基质在水稻壮秧培育中的应用提供了理论依据。
为探索外源链霉菌对旱作裸燕麦根际真菌群落结构的影响及其与裸燕麦产量间的关系,通过田间旱作试验添加微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)T4,分析T4对开花期裸燕麦根际土壤真菌群落结构、化学性质和土壤酶活性的影响,同时测定裸燕麦产量。结果表明,外源添加T4对旱作条件下裸燕麦根际真菌多样性的影响不显著,但改变了根际真菌尤其是中等丰度菌群的群落结构。与无链霉菌添加对照相比,T4处理裸燕麦开花期根际土壤有效磷和速效钾含量分别提高18.3%和41.5%,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高23.5%和35.8%,产量增加21.5%。进一步分析发现,T4改变了根际土壤中与磷、钾养分和酶活性可能相关中、低丰度菌群的结构组成,如增加曲霉属(Aspergillus)的相对丰度(是对照的469.38倍),减小担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度。综上,外源添加链霉菌T4能够调控旱作裸燕麦根际关键真菌群落结构。真菌群落结构的变化可能通过提高根际土壤磷钾养分有效性及蔗糖酶活性,最终促进旱作环境下裸燕麦植株的生长,增加裸燕麦的产量。本研究结果为裸燕麦抗旱促生微生物研究提供了科学依据。
为探究废菜叶发酵后的沼渣降低蔬菜镉(Cd)吸收及改善蔬菜品质的潜力,将沼渣以0.0%(对照)、0.5%、1.5%和4.5%的质量比施加于采自野外的镉污染土壤中进行盆栽试验,研究其对芹菜镉吸收、生长、养分、品质及芹菜种植后土壤Cd赋存形态和理化性质的影响。结果表明,盆栽45 d后,与对照和0.5%沼渣处理相比,1.5%沼渣添加比例处理下芹菜地上部Cd含量分别显著降低38.5%和23.3%;芹菜株高、可食用部分鲜重分别显著提高32.8%和207.5%;叶片总氮、总磷、总钾、可溶性蛋白与维生素C含量显著提高,光合色素含量均达到最大值;土壤有效态Cd(DTPA-Cd)含量显著下降48.6%,铁锰氧化物结合态、残渣态镉占比分别显著增加32.6和12.6个百分点;土壤pH值及全氮、全磷、全钾、有机质含量均显著增加。培养45 d后的芹菜地上部Cd含量在1.5%和4.5%沼渣添加比例间无显著差异,且在4.5%添加比例时的叶片维生素C含量显著低于对照,因此1.5%为最佳沼渣添加比例。综上,1.5%的沼渣添加比例可缓解镉对芹菜光合色素和养分吸收的负面影响,并通过改变土壤理化性质促进土壤中生物可利用态镉转化为非生物可利用态,进而降低芹菜对镉的吸收并改善其品质。本研究结果为镉污染土壤安全利用和保障芹菜安全生产提供了依据。
为探讨适宜大蒜(Allium sativum L.)高产优质栽培的氮肥和硫肥添加量,本试验设置4种水平的氮肥和硫肥(分别为每盆0、2、5和8 g尿素和0、1、2和3 g硫酸钾)处理,研究氮和硫肥对盆栽大蒜植株生长、鳞茎品质成分含量及蒜氨酸合成基因GGT表达的影响。结果表明,氮肥和硫肥施用促进了大蒜的生长,包括植株高度、假茎高度和直径、叶片数、叶片长度和叶宽、植株鲜重、鳞茎鲜重,以8 g/盆尿素或2 g/盆硫酸钾处理对植株生长的促进效果较好。氮肥对鳞茎中的氮、磷和硫含量影响较大,施用高浓度氮肥(每盆5和8 g尿素)使氮、磷和硫含量较对照显著增加,但对钾、钙和镁含量无显著影响。硫肥施用对鳞茎中的氮、磷、钾、钙和镁含量无显著影响,但促进硫含量显著提高。氮肥和硫肥均可提高大蒜鳞茎中的蒜氨酸和大蒜素含量。与氮肥相比,硫肥施用对鳞茎中的蒜氨酸和大蒜素含量,以及叶片和鳞茎中GGT1、GGT2和GGT3基因表达的促进作用更大。本研究结果可为高风味品质大蒜生产提供参考。
为探明日照时数、降水量、气温等气象因子对大田生产小麦千粒重、籽粒粗蛋白和湿面筋含量的影响规律,以2015至2022年邢台市和邯郸市定点收获的82份济麦22、60份师栾02-1、26份鲁原502小麦籽粒为参试样品,采集对应日均气温、日照时数、降水量等气象因子,分析小麦千粒重、籽粒粗蛋白和湿面筋含量与气象因子的关系。结果表明,同年份两地配对分析显示,与邯郸市相比,邢台市小麦生产的气候特点为日平均气温较低,降水量较少。邯郸市收获的济麦22、师栾02-1和鲁原502的千粒重平均值相较于邢台市显著较高或差异不显著。邯郸市收获的济麦22、师栾02-1的籽粒粗蛋白和湿面筋含量平均值相较于邢台市显著较低或差异不显著。小麦千粒重与拔节至灌浆期内的降水量累计值,以及籽粒粗蛋白含量与扬花期日照时数累计值间均呈负相关关系,R值分别为-0.752和-0.700。湿面筋含量与扬花至灌浆期日平均气温呈正相关关系,R值为0.757。本研究结果为气象因子在小麦籽粒品质预测中的应用提供了理论依据。