2022年, 第36卷, 第5期 刊出日期：2022-05-10
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核农学报. 2022, 36(5): 865-875. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0865
为了明确黄瓜种质对氯化钠的不同耐性,解析黄瓜耐盐的分子机理,本研究以耐盐种质MC2065、盐敏感种质白黄瓜和21份其他黄瓜种质为材料,设置5个NaCl浓度,50、100、150、200、250 mmol·L-1分别开展适宜NaCl浓度筛选,以及适宜浓度处理后耐盐指数、叶绿素、保护酶等9个生理生化指标的测定与分析。结果表明,100和150 mmol·L-1可以作为耐盐鉴定的适宜浓度。NaCl浓度为100 mmol·L-1时,白黄瓜盐害指数为35.94%,出现明显盐害胁迫,而MC2065盐害指数为4.69%,未表现出明显盐害症状;NaCl浓度为150 mmol·L-1时,两个材料均表现明显盐害症状,白黄瓜出现半数以上叶片枯萎,而MC2065出现半数以下叶片枯萎。聚类分析发现,21份材料分为3个类群,第一类群包括ZQ3、N26-5-1、寿水1、DRTJY-2、莱西、翠玉、20S077-1,属于耐盐种质;第二类群包括DJ04、DY-1、XY1、YY9123、M2XT、D1503、X805,属于中耐盐种质;第三类群包括F6-3-1、SJ11-1、XB23、20S091-1、HLT-921h、AZ-1、DRT345,属于盐敏感种质。主成分分析发现,黄瓜种质综合得分趋势与聚类分析、黄瓜幼苗存活率高低趋势基本一致。本研究结果为黄瓜耐盐机理的研究提供了参考,也为黄瓜耐盐品种的育种工作奠定了基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 876-884. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0876
乙烯响应因子在植物非生物胁迫应答中起重要作用。为了解TaERF2在小麦湿害胁迫下作用的分子机理,本研究对TaERF2基因及其编码蛋白序列特征进行分析,并检测TaERF2在不同耐湿品种中的表达特征及原核表达。结果表明,TaERF2基因含有2个外显子和1个内含子,编码355个氨基酸序列,具有典型的AP2/ERF保守结构域和YRG、RAYD基序。AP2/ERF家族转录因子进化和同源比对分析表明,TaERF2属于AP2/ERF家族B2组,与拟南芥AtRAP2.12、AtHRE1和水稻OsSNORKEL1、OsSNORKEL2有较高的同源性,且启动子区域含有缺氧厌氧顺式元件,推测TaERF2可能为湿害胁迫响应基因。湿害胁迫后,TaERF2在小麦根系中特异表达,在耐湿小麦品种宁麦9号根系中的表达显著上调,2~4 h表达量达到最高,然后显著降低,而在不耐湿小麦品种郑麦1354根系中的表达无显著上调。原核表达结果显示,TaERF2可以快速响应ZPTG刺激诱导,与上述宁麦9号根系中的表达模式相似,表明TaERF2在小麦耐湿中具有重要调节作用。本研究为解析小麦耐湿分子调控机制提供了理论参考。
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核农学报. 2022, 36(5): 885-894. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0885
玉米赤霉烯酮(ZEN)是具有雌激素作用的次生代谢产物,可以被来源于Gliocladium roseum的内酯水解酶降解为无毒物质。为了实现玉米赤霉烯酮降解酶基因zlhy-6在枯草芽孢杆菌中的表达,获得不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,本研究采用一步克隆及重叠延伸PCR的方法构建了单启动子和包含Hpa Ⅱ和P43双启动子的表达质粒,将质粒转化到枯草芽孢杆菌中,获得重组菌株168/pMA5-zlhy-6和168/pMA5-P43-zlhy。然后构建了重组整合载体amy-p43-zlhy,将zlhy-6基因整合到枯草芽孢杆菌168的基因组中。通过Cre/lox系统敲除抗生素抗性基因,获得整合了P43-zlhy表达盒的食品级重组枯草芽孢杆菌BZ-zlhy。将构建的3个重组菌株在37℃、pH值7.5条件下培养36 h,结果显示,双启动子表达载体重组菌株的最高酶活性为2.2 U·mL-1,是单启动子菌株的1.2倍。双启动子重组菌株表达的降解酶对ZEN(4 μg·mL -1,30 min)的降解率为65.1%。重组菌株枯草芽孢杆菌BZ-zlhy表达水平最低(0.4 U·mL-1)。本研究实现了玉米赤霉烯酮降解酶在枯草芽孢杆菌中表达,同时构建了不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,为玉米赤霉烯酮降解酶的工业化生产奠定了基础,也为解决粮食储藏和饲料生产中的ZEN污染提供了思路。
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核农学报. 2022, 36(5): 895-906. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0895
锰超氧化物歧化酶(MnSOD)在植物生长发育与衰老及应对逆境胁迫中发挥重要作用。为探究MnSOD基因在猕猴桃果实后熟软化及采后贮藏过程的作用,本研究以米良1号猕猴桃为试材,克隆了2个MnSOD基因,分别命名为AdMSD1和AdMSD2。AdMSD1包含675 bp的开放阅读框(ORF),编码224个氨基酸,登录号为KY471358;AdMSD2包含690 bp的ORF,编码229个氨基酸,登录号为KY471359。生物信息学分析结果表明,AdMSD1和AdMSD2均编码稳定的碱性亲水蛋白,包含保守金属结合域DVWEHAYY、Mn2+金属结合位点和特征氨基酸。AdMSD1和AdMSD2均由6个外显子和5个内含子组成。进化树结果显示,2个蛋白聚在双子叶植物组的不同分支,属于MnSOD家族的不同成员。定量分析结果表明,AdMSD1在叶片的转录水平最高,在花中的转录水平最低;AdMSD2在花中的转录水平最高,在成熟果中的转录水平最低。2个基因在果实后熟软化过程的转录呈动态变化,但均在软化初期上调,软化Ⅰ期和Ⅱ期下调,进入软化Ⅲ期后再次回升。果实中AdMSD1和AdMSD2的转录水平均在低温贮藏过程中下降。AdMSD1在脱落酸处理的第1和第5天表达上调,而AdMSD2在脱落酸处理后表达下调;AdMSD1在赤霉素处理后表达下调,而AdMSD2在赤霉素处理的第1天表达上调,之后下调。研究结果表明,AdMSDs基因参与猕猴桃果实的后熟软化和采后贮藏过程,为进一步研究SOD在猕猴桃果实采后品质调控中的作用机制奠定了基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 907-917. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0907
本研究前期证实,低温诱导的CsGR-RBP3表达与黄瓜果实耐冷性密切相关,但调控其表达的具体机理尚不清楚。为鉴定调控CsGR-RBP3表达的MYB转录因子,本研究采用转录组测序,分析了黄瓜果实在5℃低温处理后的转录组变化,并通过共表达趋势分析,鉴定了与CsGR-RBP3表达趋势一致的MYB基因。结果发现,CsMYB62与CsGR-RBP3表达的相关性很高,且低温处理能诱导黄瓜果实CsMYB62和CsGR-RBP3表达,推测CsMYB62转录因子可能调控CsGR-RBP3表达。为进一步分析CsMYB62基因的功能,从黄瓜果皮中克隆了CsMYB62基因全长序列。结果显示,CsMYB62基因全长834 bp,编码277个氨基酸残基。CsMYB62蛋白含有SANT保守域和MYB DNA结合域,定位在细胞核,在进化过程中高度保守。CsMYB62蛋白具有转录激活活性,能直接绑定到CsGR-RBP3启动子,增强CsGR-RBP3启动子活性,表明CsMYB62通过直接调控CsGR-RBP3表达而增强黄瓜果实耐冷性。本研究结果丰富了MYB调控网络,为进一步解析CsMYB62功能奠定了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 918-928. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0918
植物干旱胁迫进程往往伴随着生长抑制类激素如脱落酸、乙烯的参与,而近年研究表明,生长素也可以响应干旱胁迫。本研究通过染色体步移、生信分析和亚细胞定位等方法,对CkLAX3基因在干旱响应中的作用进行了分析鉴定。研究经PCR扩增获得一个全长为1 398 bp的柠条生长素内流载体基因CkLAX3。生信分析发现,该序列编码465个氨基酸,分子量为52.47 kDa,其编码的蛋白为稳定的疏水性蛋白,二级结构主要由α螺旋组成,具有10重跨膜结构。亚细胞定位结果表明CkLAX3定位于细胞质膜。进化树分析结果表明,CkLAX3与红三叶、鹰嘴豆等植物LAX3基因亲缘关系较近。联合染色体步移和高效热不对称交错PCR (HiTail-PCR)方法克隆得到CkLAX3基因的未知启动子区序列总计1 352 bp。对启动子序列上的顺式作用元件进行分析发现,CkLAX3基因启动子区存在大量干旱响应元件、光响应元件、激素响应元件等。进一步对干旱处理的柠条锦鸡儿进行定量分析发现,CkLAX3的表达量受干旱胁迫诱导,推测该基因在干旱胁迫下发挥重要作用。本研究为进一步探索生长素在调节干旱胁迫应答过程中的作用机制提供了基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 929-936. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0929
为建立高效的黑果枸杞组织培养与遗传转化体系,本研究以黑果枸杞叶片、茎节、茎段为外植体,在含有不同浓度组合的NAA和BAP培养基上进行愈伤组织和不定芽诱导比较;选择黑果枸杞叶片为材料,采用农杆菌介导法,将带有绿色荧光蛋白基因(sGFP)的双元表达载体导入黑果枸杞,探讨侵染时间和抗生素浓度对遗传转化效果的影响。结果表明,黑果枸杞的最适植株再生体系为:以叶片为外植体,MS基本培养基中添加0.5 mg·L-1NAA和0.3 mg·L-1BAP,愈伤组织诱导率为88.56%,不定芽诱导率为54.54%,将不定芽置于1/2MS培养基中进行生根诱导,生根率为95%;稳定高效的遗传转化体系为:农杆菌侵染液OD600为0.25,共培养3 d,卡那霉素(kanamycin)和羧苄西林(carbenicillin)浓度分别为25和250 mg·L-1。愈伤组织和不定芽诱导时经卡那霉素和荧光标记双重选拔,愈伤组织阳性率为85.47%,出芽生根后经PCR鉴定,阳性转化率为29%;利用实时荧光定量PCR检测转基因植株,导入的外源sGFP基因均有较高的表达水平。本研究为利用基因工程技术对黑果枸杞进行品种改良提供了技术支撑。
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核农学报. 2022, 36(5): 937-949. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0937
为探究不同剂量电子束辐照预处理对辛烯基琥珀酸改性芋艿淀粉颗粒结构和功能特征的影响,本研究以奉化芋艿淀粉为材料,对其进行电子束辐照预处理,分析处理前后改性淀粉的颗粒结构、热力学性质、溶胀特性、消化性和乳化性。结果表明,电子束辐照预处理显著改变了辛烯基琥珀酸改性芋艿淀粉酯的理化与功能特性。随着辐照剂量从2 kGy逐步增加至50 kGy,辛烯基琥珀酸改性淀粉(OSTS)颗粒屑状点逐渐增多、表面形成的皱痕和突起加深,并出现颗粒破裂;快消化淀粉(RDS)含量和水溶性指数不断增加,结晶度、缓慢消化淀粉(SDS)、糊化峰值温度(Tp)不断下降;直链淀粉含量和溶胀力呈现先增加后减少的趋势,糊化焓、抗性淀粉、乳化稳定性和FTIR光谱中1 047 cm-1/1 022 cm-1 峰强度呈现先降低后升高的趋势。本研究为采用电子束辐照预处理技术改善辛烯基琥珀酸改性淀粉的功能特性提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 950-956. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0950
为研究不同泌乳期及产地来源对牛奶中矿物元素含量的影响,并建立产地溯源模型,从我国4个地区(河北、宁夏、陕西和内蒙古)共采集120份牛奶样品,用电感耦合等离子体质谱法测定牛奶中12种矿物元素的含量,研究泌乳期不同阶段牛奶中矿物元素特征的变化并进行产地溯源。结果表明,泌乳期不同阶段样品的矿物元素含量差异不显著(P>0.05),同一泌乳阶段,含量最高的是钾,其次是钙,最低的是铬。除钼外,其余11种矿物元素的含量在4个地区间均存在显著差异(P<0.05)。偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)和交叉验证的结果表明,矿物元素可以对不同产地来源的牛奶样品进行分类,交叉验证的准确率为88.3%,通过计算得出产地鉴别的关键因子是锶、铬、锌及锰。综上,多元矿物元素是鉴别牛奶地理来源的有效工具。本研究结果为保障乳制品安全及真实性提供了参考依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 957-966. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0957
为探究贵州省名优茶产地不同深层土壤对茶叶矿质元素溯源效果的影响,以土壤-茶叶的多矿质元素法结合主成分分析(PCA)、反向传播(BP)神经网络法、逐步线性判别分析(SLDA)对茶叶产地进行溯源。结果显示,不同产地的茶叶和土壤具有独特的矿质元素指纹,茶叶中Fe、Mn、K、Ca、Mg、Cu的含量与土壤中对应元素含量显著相关(P<0.05),以这6种矿质元素含量结合PCA可有效区分茶叶的地理起源;不同深层土壤对茶叶产地的溯源有不同影响,通过SLDA法、BP神经网络法明确了以60~80 cm的土层进行产地溯源的效果最优,产地溯源验证判别率分别为98.5%(SLDA法)和100%(BP神经网络法),并基于SLDA法确定了Zn、Cu、P、Mn、Fe、Mg和K 7种元素构建的贵州名优茶产地溯源模型。此外,研究发现茶叶产地溯源几乎不受茶树品种的影响。本研究结果为贵州省名优茶矿质元素指纹图谱的建设及土壤-茶叶产地溯源的关系研究提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 967-977. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0967
为开发新型安全的植物源沙糖橘保鲜剂,本研究以沙糖橘为研究对象,探讨丁香、肉桂、鱼腥草和广藿香对沙糖橘的防腐保鲜效果,并以普鲁兰多糖为成膜剂,通过单因素和响应面试验筛选出最佳复合涂膜保鲜剂。结果表明,0.20 mg·mL-1丁香水提液+0.10 mg·mL-1鱼腥草水溶液+1.50%普鲁兰多糖复合涂膜保鲜剂处理组对沙糖橘的保鲜效果最佳。与空白对照组CK1和蒸馏水处理组CK2相比,在温度28℃、相对湿度75%、贮藏时间10 d的条件下,复合涂膜保鲜剂组处理的沙糖橘失重率分别降低了10.89、9.04个百分点,腐烂率分别降低了15、30个百分点,呼吸强度分别降低了42.97%、36.62%,可溶性固形物含量分别提高了2.70、3.51个百分点,VC含量分别提高了57.72%、23.29%,可滴定酸含量分别提高了0.15、0.16个百分点。同时,复合涂膜保鲜剂处理组能诱导沙糖橘中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)防御相关酶的活性,显著减少丙二醛含量的积累,从而提高其自身抗病性。复合涂膜保鲜剂组和0.225 g·L-1咪鲜胺阳性对照组的保鲜效果无显著差异。本研究为开发新型安全的植物源沙糖橘保鲜剂提供了理论支持。
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核农学报. 2022, 36(5): 978-987. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0978
为保持鲜切莲藕货架期的感官及营养品质,选取氯化钙、阿魏酸和乙醇3种保鲜剂进行单因素实验,以总容差ΔE*、失重率和菌落总数为响应值,通过响应面设计优化最佳配方并验证其保鲜效果。结果表明,氯化钙、阿魏酸和乙醇复配能有效改善鲜切莲藕的贮藏品质。经方差分析和回归拟合确定复合保鲜剂最优配比为氯化钙质量分数0.68%、阿魏酸质量分数0.18%、乙醇体积分数15%(均用无菌水配制)。通过验证,贮藏12 d后鲜切莲藕的ΔE*为8.64,失重率和菌落总数分别为2.85%和7.26 lg(CFU·g-1), 与预测值相近;复合保鲜剂还能够维持鲜切莲藕的硬度及微观结构,减缓可溶性固形物、抗坏血酸等营养物质流失,抑制酚类物质含量下降及可溶性醌的积累。本研究结果可为鲜切莲藕复合保鲜剂的研发及提高鲜切莲藕贮藏品质提供理论依据和参考。
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核农学报. 2022, 36(5): 988-997. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0988
为明确不同磨粉方式制备的青稞粉之间品质特性的差异,本试验分别选用超微粉碎、石磨、工业制粉设备磨制青稞粉,比较不同磨粉方式对青稞粉基础营养成分、表观结构及粉体特性的影响。结果表明,不同磨粉方式对青稞粉的表观结构未产生较大影响,但显著影响了青稞粉的营养成分含量及粉体特性。超微青稞粉的色泽亮(L*值为88.45)、破损淀粉含量(24.76%)高,粉体崩解值(643 mPa·s)、堆积密度(0.34 g·mL-1)及振实密度(0.50 g·mL-1)低,回生值(583.8 mPa·s)高、热糊稳定性较好,具有较高的溶解度(19.57%)和膨胀度(8.71%);石磨青稞粉具有较低的破损淀粉含量(11.48%)、持油能力(1.03 g·g-1)和持水能力(7.18 g·g-1)以及较好的冻融稳定性(析水率<66%);工业青稞粉的休止角(55.5°)、滑角(70.5°)、堆积密度(0.39 g·mL-1)及振实密度(0.63 g·mL-1)大,具有峰值黏度(2 407 mPa·s)高、回生值(110 mPa·s)低、溶解度(14.98%)低的特点。综上,不同磨粉方式对青稞粉的营养品质及粉体特性影响较大。本研究结果为青稞粉加工方式的选择、改良及其在青稞加工制品中的应用提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 998-1007. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.0998
为探究超声牦牛乳的酶促凝胶流变特性,并进一步分析超声后牦牛乳的蛋白疏水性和脂肪球粒径如何影响凝胶网络的形成,本研究以牦牛乳为原料,进行超声处理(时间5 min和10 min,功率300、400和500 W)后,编号为US1(300 W,5 min)、US2(300 W,10 min)、US3(400 W,5 min)、US4(400 W,10 min)、US5(500 W,5 min)和US6(500 W,10 min),以未处理的牦牛乳作为对照(CK),通过小振幅振荡时间扫描获取凝胶形成的流变信息。结果表明,超声处理后牦牛乳的脂肪含量、蛋白质含量以及pH值无显著变化(P>0.05),而均质效率和乳液稳定性显著提高(P<0.05);超声处理能够增加凝胶的储能模量,使得牦牛乳酶促凝胶的弹性增加。US5和US6的储能模量增幅最多(分别为6 824和7 189 Pa),但凝胶时间长。与CK相比,超声牦牛乳US1、US2、US3和US4的凝胶时间分别缩短了1.78、3.72、5.75和4.74 min;超声处理在改变乳蛋白表面疏水性的同时减小了脂肪球尺寸。与CK相比,US3最大荧光强度显著增加了51.22%(P<0.05),脂肪球粒径分布范围为0.300~4.002 μm,集中在1.974 μm处。US4最大荧光强度显著降低了5.31%(P<0.05),脂肪球粒径呈双峰分布,范围为0.131~4.502 μm。综上所述,经过不同时间和不同功率的超声处理后,US1~US6乳蛋白表面疏水性和脂肪球尺寸受到影响的程度不同,使得凝胶网络体系存在差异,从而表现出不同的凝胶特性。本研究为超声技术在牦牛乳凝胶类制品加工中的应用提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 1008-1016. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1008
间作作物的播期会影响其共生期,进而影响作物生产力和种间相互作用。为探究谷子(Setaria italic L. Beauv)播期对谷子/花生(Arachis hypogaea L.)间作系统生产力的影响,以谷子金选6号和花生大花生606为试验材料,固定花生播期为5月15日,谷子从5月15日至6月9日每5天播种1期,共设置6个播期处理(S1~S6)。通过对单间作系统中作物产量、产量构成因素等指标的测定,分析不同谷子播期条件下谷子/花生间作的作物产量、系统生产力、种间竞争力的变化。结果表明,随着谷子播期的推迟,间作系统中谷子和花生的产量均表现为先升高后降低的趋势,5月25日播种时(S3)谷子产量(4.07 t·hm-2)和土地当量比(LER=1.24)最大,5月30日播种时(S4)花生产量(2.51 t·hm-2)、间作总产值(4.64万元·hm-2)和间作系统生产力(SP=2.93 t·hm-2)最大;谷子/花生间作系统的实际产量损失大于0,具有产量优势。谷子的侵占力大于0、竞争比率大于1,花生的侵占力小于0、竞争比率小于1,间作系统中的谷子是竞争优势作物,对资源的竞争能力高于花生且受谷子播期影响较大。相关性分析及通径分析发现,在间作系统中,谷子产量与穗长呈显著正相关,与穗粗、穗重、穗粒重呈正相关,且穗长对谷子产量的贡献作用最大。本研究结果对谷子/花生间作实践具有指导意义。
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核农学报. 2022, 36(5): 1017-1025. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1017
为探讨从不同品种菊花根际土壤中分离的两株芽孢杆菌对茶用菊生长和品质的影响,以茶用菊红心菊为试验材料,研究对照(CK)、接种解淀粉芽孢杆菌处理(Ba)、接种枯草芽孢杆菌处理(Bs)、接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合处理(Ba+Bs)对茶用菊红心菊各生育期生理指标的影响。结果表明,苗期菌剂对各生理指标的促生效果显著高于生长期和花期;花期时,菌剂接种处理均不同程度地促进了茶用菊红心菊收获时品质和产量的提高,其中绿原酸、木犀草苷、3,5-二咖啡酰基奎宁酸含量与CK相比平均提高20%左右,且三组接种菌剂处理之间无显著差异,而Ba+Bs处理后红心菊的黄酮含量最高,比CK提高15.64%,同时该处理红心菊的估产量也最高,比CK、Ba和Bs分别提高了152.00%、64.12%和33.61%。综上所述,在茶用菊苗期栽培土壤中混合接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌(Ba+Bs)可以显著提高红心菊外观品质、花期产量以及茶用品质。本研究结果为今后茶用菊功能微生物有机肥研发奠定了良好的基础。
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核农学报. 2022, 36(5): 1026-1033. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1026
为了安全防除抗草铵膦转基因马铃薯田间杂草,以转Bar基因马铃薯为试验材料,分析比较了有效成分1 440 g·hm-2灭草松(T1)、99 g·hm-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵(T2)、1 440 g·hm-2灭草松+ 99 g·hm-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂(T3)、1 695 g·hm-2草铵膦(T4)、923 g·hm-2草甘膦(T5)和清水(CK)处理下杂草防效、马铃薯生长指标、块茎产量及品质特性和药剂残留情况。结果表明,草甘膦在杀灭杂草的同时,也杀死了马铃薯植株,受害率达100%;灭草松、11%砜嘧磺隆·精喹禾灵和草铵膦对马铃薯均未产生药害,但因对杂草的防效不同而导致达到的增产效果差异显著。药后45 d时,灭草松和11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂(T3)对阔叶杂草的株、鲜重防效较灭草松单独处理(T1)分别提高35.13和38.71个百分点,较11%砜嘧磺隆·精喹禾灵单独处理(T2)分别提高23.88和16.29个百分点,对禾本科杂草的株、鲜重防效较T1分别提高78.36和80.92个百分点,较T2分别提高11.85和8.23个百分点,马铃薯单株产量较CK、T1和T2分别增加58.39%、35.52%和11.44%。草铵膦(T4)对阔叶和禾本科杂草的株、鲜重防效都显著高于T1、T2和T3,单株产量较CK、T1、T2和T3分别增加67.40%、43.24%、17.79%和5.6%。因此,用有效成分1 695 g·hm-2的草铵膦可以高效防治转Bar基因马铃薯田间杂草,但为了防止转Bar基因马铃薯连作时,因靶标除草剂草铵膦作用单一而诱导杂草产生草铵膦抗性的风险,建议用有效成分 1 440 g·hm-2 的灭草松和99 g·hm-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂与草铵膦轮换防治杂草。本研究为转Bar基因马铃薯大面积种植中田间杂草的科学防治提供了科学依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 1034-1041. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1034
为探究侧深减量施缓释肥对水稻生长、氮素利用及土壤肥力等的影响,本研究以两系杂交稻品种晶两优534和三系杂交稻品种宜香优2115为供试材料,通过设置R150(一次性机械侧深施缓释肥150 kg·hm-2)、R120(一次性机械侧深减氮20%施缓释肥120 kg·hm-2)、R96N24 (基肥侧深施缓释肥96 kg·hm-2, 穗肥撒施尿素24 kg·hm-2)、N150(基肥人工撒施尿素90 kg·hm-2,穗肥撒施尿素60 kg·hm-2)、N0(不施氮肥)5种不同的氮肥施用处理,分析机械侧深减氮施肥对机插稻产量形成和氮素吸收利用效率的影响。结果表明,与常规施肥相比,侧深施用缓释肥显著提高了机插稻分蘖数、氮素积累量、氮肥利用率和土壤肥力,对机插稻产量和氮素利用存在显著影响。侧深施缓释肥显著提高了机插稻的有效穗数和每穗粒数,两品种均以一次性机械侧深施用常规施氮量缓释肥处理(R150)的产量最高,比2次人工撒施常规尿素处理(N150)平均增产13.05%。采用机械侧深施肥,减氮20%的“基缓追速”处理(R96N24)产量均高于与人工撒施常规施氮量处理(N150)。R96N24的氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和产量均高于N150。综上所述,与人工撒施常规尿素相比,采用机械侧深施基肥能保证水稻整个生育期对氮素的需求,显著提高机插稻氮素利用率;缓释肥减量20%侧深施可保持土壤肥力和产量不减,达到减氮稳产的目的。本研究结果为机插稻优质绿色高效生产提供了理论依据和实践指导。
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核农学报. 2022, 36(5): 1042-1051. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1042
提高粮食作物中可食部分的锌生物有效性是解决人体缺锌的重要措施。为研究氮锌肥料施用对玉米籽粒锌营养的影响,本研究以郑单958和谷神玉66为试验材料,在大田条件下研究3个氮水平(90、180 和225 kg N·hm-2)和2个喷锌处理(0和4.5 kg·hm-2 ZnSO4·7H2O)下玉米籽粒产量和氮锌含量以及灌浆期叶片生理特性的变化。结果表明,吐丝后,与施氮量90 kg·hm-2处理相比,施氮量180和225 kg·hm-2处理提高了吐丝后穗位叶SPAD值及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、碳酸酐酶(CA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和灌浆后期PSⅡ综合性能指数(PI),降低了丙二醛(MDA)含量。施锌能提高吐丝后穗位叶CA、SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和灌浆后期SPAD值和PI,降低MDA含量。2个品种相比,谷神玉66灌浆后期穗位叶SPAD值、叶片初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)较高,而灌浆前期穗位叶PI和吐丝后NR、CA、SOD以及POD活性则以郑单958较高。施氮量为90 kg·hm-2时,玉米籽粒产量平均为8.55 t·hm-2,随着施氮量增加,玉米籽粒产量显著提高。籽粒中氮含量以施氮量180 kg·hm-2时最高,为14.85 g·kg-1。施氮量90和180 kg·hm-2时,籽粒锌含量平均为27.2 mg·kg-1,显著高于施氮量225 kg·hm-2处理。与不施锌相比,喷锌后玉米籽粒产量未有显著变化,籽粒中氮、锌含量分别增加了11.7%和18.0%。郑单958籽粒产量较谷神玉66提高了3.8%,籽粒氮锌含量则分别减少了11.9%和5.3%。综合来看,施氮量为180 kg N·hm-2时,与喷施ZnSO4·7H2O 4.5 kg·hm-2 配合施用能够增强玉米灌浆期叶片SPAD和荧光特性,提高氮锌代谢关键酶活性,增强氧自由基清除系统酶活性,减弱膜脂过氧化作用的伤害,促进籽粒中氮、锌的吸收和累积。本研究结果可为玉米生产中优化锌生物强化措施提供理论依据。
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核农学报. 2022, 36(5): 1052-1060. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1052
为了探索启动磷肥不同施用方式对玉米生长和产量的影响,设置启动磷肥大田滴施(T1)、穴施(T2)和不施启动磷肥(CK)3个施肥处理,其中启动肥磷肥用量为P2O5 30 kg·hm-2,探究启动磷肥不同施用方式对玉米生长、养分分配和产量构成的影响;设置启动磷肥根箱土壤滴施(P1)、穴施(P2)和不施启动肥(CF)3个处理,其中启动肥磷肥用量为P2O5 0.2 g·kg-1土,探究启动磷肥施用后土壤中磷素的空间分布与迁移效果。结果表明,玉米四叶期和六叶期,T1和T2处理均显著增加了苗期玉米总根长,根表面积,地上、地下部生物量和N、P、K养分积累量。在六叶期,T1和T2处理玉米总根长较CK分别增加了21.10%和30.35%,根系表面积分别增加了23.48%和29.20%,地上和地下部生物量分别增加了31.24%和52.38%、33.61%和57.81%。与CK相比,T1和T2处理促进了玉米N、P、K养分的积累,同时促进了养分由营养器官向生殖器官的转移。在玉米吐丝期至成熟期,T1和T2处理玉米N、P、K养分转移量较CK分别增加了29.75和44.73 kg·hm-2、10.76和14.65 kg·hm-2、2.20和24.67 kg·hm-2。玉米穗长、行粒数、产量和磷肥偏生产力均表现为T2>T1>CK,玉米穗秃尖长度表现为T2<T1<CK。P1土壤速效磷主要分布在距土表垂直0~9 cm,水平0~10 cm范围内,P2处理土壤速效磷分布在距土表垂直6~15 cm,水平0~6 cm范围内。综上,启动磷肥可以促进玉米苗期根系生长发育,为玉米后期N、P、K养分吸收以及养分向生殖器官的转移提供先发优势,促进玉米增产。此外,通过分析穴施和滴施处理的产量和土壤分分布情况得出,启动磷肥穴施增产效果优于滴施的主要原因是穴施磷养分在土壤中分布更深且集中。本研究结果可为启动磷肥在玉米生产中的合理高效施用提供理论参考。
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核农学报. 2022, 36(5): 1061-1071. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.05.1061
为明确雨养条件下不同筋力类型小麦品种品质性状、产量要素构成和籽粒形态间的关系,于2017—2020年小麦生长季开展田间试验,选用黄淮海地区主推的5个强筋小麦品种和11个中筋小麦品种为材料,采用近红外光谱分析技术测定籽粒吸水率、硬度、容重、沉降值、蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间、延伸性、最大抗延阻力,并采用种子图像分析技术测定籽粒长度、宽度、厚度、面积等主要形态指标,分析不同品种籽粒形态、品质性状及产量要素的相关性。结果表明,对16个供试小麦品种的综合品质进行聚类分析,共划分为5种类型,三年度中Ⅴ类小麦品种(师栾02-1、济麦20和泰科麦33)品质指标显著高于其余类小麦品种,其中,强筋小麦品种济麦20产量显著高于其余强筋小麦品种,中筋小麦品种烟农999、泰麦1918、烟农173产量显著高于其余中筋小麦品种,且泰麦1918品质较好且较稳定。小麦籽粒形态(籽粒长度、宽度、厚度、面积)和千粒重呈显著正相关关系,而二者与小麦品质性状呈显著负相关关系。综上考虑,强筋小麦品种济麦20和中筋小麦品种泰麦1918是适宜半湿润偏旱的鲁东地区雨养条件下种植的高产优质小麦品种,近红外光谱分析技术与种子图像分析技术的综合利用可作为小麦品质检测的有效技术方法。本研究结果可为鲁东地区高产优质小麦品种的筛选与品质分析鉴定提供理论依据。
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