植物生长调节剂BR和SHK-6对大豆生物产量和根瘤固氮活性的激素调控研究

应用快生根瘤菌(S inorhizobium xinjiangensis,CCBAU110T)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicumT,USDA6T)接种大豆,在无菌沙培条件下叶面喷施植物生长调节剂BR和SHK-6研究调节剂对大豆植株及根瘤固氮的激素调控效应.结果表明:1)不同根瘤菌接种条件下,BR和SHK-6处理大豆根干重和茎干重得到显著增加,提高了根瘤数、根瘤重和根瘤固氮活性.2)BR和SHK-6处理提高了根瘤固氮能力,根瘤、根和茎的含氮量得到明显提高.3)BR和SHK-6处理通过改变激素平衡来调控根瘤固氮,其中CTK/GA、CTK/IAA对根瘤固氮有正调控作用,IAA/ABA和GA/ABA有负调控作用.     

外源赤霉素信号对甘蔗分蘖及其内源激素的影响

前期研究发现,外源GA信号影响了甘蔗分蘖进程。为了解GA信号对甘蔗不同分蘖时期叶片内源激素含量的影响,以综合性状优良的甘蔗主栽品种‘桂糖42号’为材料,采用不同外源GA信号调节剂对蔗种进行浸种处理,并以清水处理为对照（CK）,分别测定分蘖初期、盛期和末期+1叶（主苗+分蘖苗）中内源激素吲哚乙酸（indole-3-acetic acid,IAA）、赤霉素（gibberellins,GA）、乙烯（ethylene,ETH）、细胞分裂素（cytokinin,CTK）、脱落酸（abscisic acid,ABA）和油菜素内脂（brassinosteroids, BR）的含量,并分析它们之间的相关关系。结果表明：外源GA₃（gibberellic acid 3;GA生物合成促进剂）对蔗种浸种处理后,增加了分蘖期甘蔗分蘖叶片中IAA、GA和CTK的总体含量,提高了分蘖前期ETH含量和后期ABA含量;多效唑（paclobutracol, PP₃₃₃;GA生物合成抑制剂）处理后却增加了分蘖前期内源GA和ABA含量,提高了后期分蘖叶片中ETH含量,同时降低了CTK和BR含量。进一步的相关性分析发现,利用外源赤霉素信号促进剂处理蔗种后,甘蔗叶片内源激素IAA与GA、CTK和BR、CTK与GA均呈显著正相关;而ABA与GA呈显著负相关,与ETH呈显著正相关。可见,外源GA信号影响了甘蔗分蘖期叶片内源激素系统,促进生长的激素与抑制生长的激素达到动态平衡状态,最终导致了甘蔗分蘖的差异。甘蔗分蘖与植物内源激素含量密切相关,可通过施用外源激素来影响内源激素的含量,调控激素之间的动态平衡,达到提高甘蔗分蘖形成及其成茎的目的。     

大豆根瘤菌接种效应及竞争结瘤能力分析

为了筛选获得竞争结瘤能力强且对大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,以前期分离、鉴定、纯化的10株根瘤菌菌株为材料,对高匹配性大豆品种进行了田间接种试验。于大豆盛花期测定根瘤菌的结瘤数量及固氮酶性能。同时,对接种供试菌株及分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR并比较不同菌株之间的BOX分子指纹图谱,以此获得供试菌株的田间占瘤率。于成熟期测定大豆的主要生育特征、产量构成因子。结果表明:大豆接种根瘤菌后在整个生长期,叶片表现为颜色深绿,质地鲜嫩;根瘤菌可以显著促进大豆根系结瘤,增加单株根瘤数目。接种处理I4(即接种菌株112-1)的单株根瘤数最多,比不接种对照处理I0多32.95%,差异显著。接种根瘤菌处理的根瘤干重均显著低于不接种对照处理。其中,接种处理I4的根瘤干重最高。接种处理I6的固氮酶活性最高,与接种处理I4之间差异不显著;接种菌株的占瘤率为10%~90%,占瘤率变化幅度较大,平均占瘤率为50%。I4处理占瘤率最高为90%,I6处理(即接种菌株113-1)的占瘤率次之,为75%;菌株占瘤率与单株根瘤数呈极显著的正相关(r=0.82**),单株瘤干重与菌株占瘤率、单株根瘤数、固氮酶活性均呈现负相关(r=-0.387,r=-0.50,r=-0.13);I6处理株高最高,I4处理次之,两处理之间差异并不显著;I2、I4、I6处理的单株荚数、单株粒数相对较高,3处理之间差异并不显著;I4处理的大豆百粒重均显著高于其它菌液处理。根据接种根瘤菌对大豆结瘤固氮性能、产量等方面的影响,结合各根瘤菌株的竞争结瘤能力,筛选获得适于黑龙江哈尔滨地区大豆生产有广阔利用价值的高效大豆根瘤菌株112-1和113-1。     

SHK-6对大豆根系生理活性和激素的调控效应

以鲁豆11号为试验材料,利用植物生长调节剂SHK-6拌种和分枝期叶面喷施,在大田条件下研究了大豆根系对物质吸收和合成能力的变化及SHK-6调控的效应.结果表明,SHK-6处理显著提高了根系还原能力和伤流量,显著促进了根系对硝态氮吸收和氨基酸合成与转化;SHK-6显著提高伤流液中各个生育期内IAA、GAs和CTKs含量,而ABA含量前期SHK-6处理是显著低于对照,生育后期显著促进了ABA的运输量;SHK-6显著提高了产量,改善了产量构成因素.     

根瘤菌和复合促生菌对大豆结瘤和生长的影响

为了研究不同根瘤菌和复合促生菌单独使用及复合后对大豆结瘤和生长的影响。采用大豆单独接种2种快生大豆根瘤菌、2种慢生大豆根瘤菌及根瘤菌分别与复合促生菌交叉接种,再种植的方法,观察大豆结瘤与生长情况。结果表明:(1)大豆结荚初期大豆快生和慢生根瘤菌处理的大豆地上部鲜重、地下部鲜重、结荚数、豆荚鲜重等生物学性状显著优于其它处理;快生根瘤菌处理的大豆结瘤率显著高于其它处理,慢生根瘤菌处理的总根瘤数和根瘤重量显著高于其它处理;(2)大豆结荚后期,对照处理的地上部鲜重、根鲜重显著高于其它处理,慢生根瘤菌和复合促生菌处理的根瘤数显著高于其它处理,快生根瘤菌剂处理的大豆粗蛋白含量显著高于其它处理,而复合促生菌处理的大豆产量显著高于其它处理。虽然快生根瘤菌两处理有利于地上部、地下部、有效根瘤数、土壤碱解氮的提升,但复合促生菌处理的大豆产量、土壤速效磷和土壤有效钾都显著高于其它处理,因此表明复合促生菌处理能增加大豆产量。     

S3307浸种对玉米幼苗生长及幼苗体内内源激素水平的影响

用S3307浸种的结果表明：玉米品种铁单10号幼苗的茎基宽、地上部干重、单位长度地上部干重、ABA含量都提高；株高、IAA、GA1．3、IAA／ABA、GA1．3／ABA降低。     

不同施氮量及施氮方式对大豆根瘤生长及产量的影响

以宁夏地区主推品种中黄30为主要研究对象,采用再裂区试验设计,通过接种高效根瘤菌,探讨根瘤菌、施氮量和施氮方式对大豆根瘤干重、根瘤数量以及大豆产量的影响。结果表明:施氮量显著影响大豆结瘤和大豆产量;各处理随着每次施氮量的增加,根瘤干重和根瘤数量的变化趋势均为先增加后下降;产量表现为分次施氮各处理产量一次性施氮各处理产量不施氮(B1)产量;接种根瘤菌处理较不接种根瘤菌处理的根瘤数量及大豆产量显著增加;是否接种根瘤菌与施氮量互作、施氮量与施氮方式互作以及是否接种根瘤菌、施氮量和施氮方式互作对大豆产量均产生极显著影响,中黄30产量最佳组合是A2B3C2(接种根瘤菌、施氮量在75 kg·hm~(-2)且分次施氮)的前提下,产量最高,达到6 020.37 kg·hm~(-2),较不施氮增产8.36%。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

威廉斯香蕉矮化突变体矮化原因初探

在对威廉斯香蕉矮化突变体8188-1(Musa spp.AAA group)形态特征观测的基础上,测定突变体8818-1及其野生型8818各器官GAs(包括总GA、GA1、GA3、GA4)、IAA、BR(brassinosteroid,油菜素内酯)、ABA、细胞分裂素异戊烯基腺嘌呤含量,再用不同浓度的IAA、GA3、24-表油菜素内酯(24-Epibrassinolide,24-e BL)对植株进行外源喷施处理,探讨植物激素调控对其矮化形成的影响。结果显示:除叶片外,8818-1各器官的总GA和IAA含量均低于8818,而两者间BR、ABA、CTK的含量无明显差异;8818-1幼假茎中的GA1和GA3含量均低于8818,差异显著;外源的GA3、IAA均能使8818-1株高恢复到野生型水平,GA3作用最明显,而外源24-e BL无法恢复其株高。推测8818-1矮化的可能与植株的GA和IAA含量降低有关,其中与活性赤霉素含量降低关系最为密切。     

外源激素与蔗糖对冬小麦穗粒数和粒重的调控效应

为阐明外源激素和蔗糖调控冬小麦穗粒数和粒重的机理,以冬小麦农大211为材料,设置不同浓度蔗糖和激素,通过离体穗培养及盆栽不同水分条件下喷施激素处理,考察了冬小麦穗粒数、穗粒重、千粒重以及穗部糖含量对外源蔗糖和激素的响应。离体穗培养试验表明,蔗糖浓度为40 g·L^-1,IAA、GA、6-BA和ABA浓度分别为10^-4 mol·L^-1、10^-5 mol·L^-1、10^-5 mol·L^-1和10^-6 mol·L^-1时取得了较高的穗粒数,且穗粒数以穗上部强势粒数与穗中部弱势粒数增幅较大;适当增加培养基GA和ABA浓度也能提高粒重,从而提升穗粒重。盆栽试验表明,与水分适宜处理相比,干旱使成熟期穗粒数、穗粒重和单株生物量显著下降,千粒重无显著变化,干旱处理的幼穗中CTK和ABA含量显著增加。干旱条件下,喷施IAA较其对照显著增加了穗粒重和单株生物量以及幼穗中可溶性糖和IAA含量,显著降低了幼穗ABA含量;喷施GA较其对照显著增加了单株生物量和幼穗GA含量,显著降低了幼穗ABA含量;喷施6-BA较其对照显著增加了单株生物量和幼穗CTK含量,显著降低了幼穗可溶性糖和ABA含量;喷施ABA较其对照显著增加了穗粒重和单株生物量,显著降低了幼穗蔗糖和可溶性糖含量。水分适宜条件下,喷施IAA较其对照显著降低了穗粒数、穗粒重和单株生物量,但显著增加了千粒重和幼穗可溶性糖、CTK和ABA含量;喷施GA较其对照显著增加了幼穗可溶性糖、GA、CTK和ABA含量,但显著降低了幼穗蔗糖含量;喷施6-BA较其对照显著增加了幼穗可溶性糖、CTK和ABA含量;喷施ABA较其对照显著降低了穗粒数,显著增加了幼穗可溶性糖、IAA、CTK和ABA含量。总之,外源蔗糖与激素对冬小麦穗粒数、穗粒重和千粒重都有显著影响,适宜蔗糖和激素处理提高穗粒数,主要由于增加了穗上部强势粒和穗中部弱势粒数。外源喷施激素可缓解干旱胁迫对冬小麦穗粒数和穗粒重的影响,以喷施IAA效果最好,主要通过调控幼穗糖含量和激素含量来调控穗粒数和粒重。     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性，在大田试验条件下，以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25，比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量，考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降，叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加；根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加，单个瘤重和根冠比则无显著变化；根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加，固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同，南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好，接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

大豆根结部位内源激素对线虫侵染的响应

通过酶联免疫法(ELISA)测定南方根结线虫侵染大豆根系后,根结部位赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(JA-Me)5种内源激素的含量变化,从而探索寄主对线虫侵染的激素应答反应。研究结果显示:在根结形成过程中,根结内5种内源激素含量均发生变化,其中JA-Me和ZR在线虫侵染发育的28d内持续高于对照;在接种线虫5d内,根结内IAA含量显著高于对照,而ABA则显著低于对照;在接种5d后IAA含量一直低于对照;ABA只在接种14d左右显著高于对照,而GA只在接种21d左右显著高于对照,其他时间ABA和GA与对照基本一致。分析上述5种内源激素间平衡关系表明:IAA/ABA和JA-Me/ABA的比值变化明显,ZR/ABA和GA/ABA的比值平稳。研究结果暗示IAA、ABA和JA-Me在线虫侵染大豆形成根结过程中发挥了更重要的作用。     

氮肥与根瘤菌配施对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为了探讨最适合南疆地区的氮肥和根瘤菌配施方案,设置3个施氮水平(N0:0 kg·hm-2;N1:90 kg·hm-2;N2:180 kg·hm-2)与3种根瘤菌(SMH12、T6和SN7-2)拌种的田间试验,研究主栽大豆品种新大豆8号结瘤情况、干物质积累及分配、产量及其构成因素对施氮及接种根瘤菌的响应.结果表明:随着施氮量的增加,根瘤数、根瘤干重、干物质积累量及产量均表现为先增加后下降;不施用氮肥不利于大豆生长,供应量过高影响大豆生长代谢、根瘤形成,单施氮肥增产有限,增产幅度为9.41％～14.24％.在相同施氮条件下,接种根瘤菌可使植株各生长指标显著提高,表现为SN7-2＞T6＞SMH12＞CK,施氮配合接种根瘤菌比仅施氮肥增产11.5％～46.3％.N1处理接种SN7-2根瘤菌的效果最佳,产量高达5 115.3 kg·hm-2,比CK增产31.65％,能明显提高大豆根瘤数、根瘤干重以及单株和各器官的干物质积累.施氮配合接种根瘤菌是提高南疆大豆结瘤生长和产量的有效措施.     

快生型大豆根瘤菌的理化特性和共生效应(二)

对从辽宁省分离的快生型大豆根瘤菌的鉴定表明,其代时为2.5—4.0小时。对碳源的利用范围较广;13株快生型大豆根瘤菌除了可以利用已糖、五碳糖、三碳糖以外,而且能够利用乳糖、麦芽糖和蔗糖等双糖。在多数基质上产酸,在丙酮酸钠、苹果酸钠培养基上产碱。不利用菊糖。 快生型大豆根瘤菌不与三叶草、草木樨、紫云英、豌豆、菜甄、花生等豆科植物结瘤共生。可在豇豆、绿豆上结瘤。在与栽培大豆“开育八号”共生时,部分菌株接种后的植株干重、全氮量及固氮酶活性与慢生型大豆根瘤菌相当。所测菌株全部放氢。对三株快生型大豆根瘤菌接种大豆,其根瘤的豆血红蛋白含量不低于慢生型大豆根瘤菌。     

8株优良大豆根瘤菌与不同地区27个大豆主栽品种的匹配性研究

大豆是我国重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,具有与根瘤菌共生固氮的能力。近十几年来,我国大豆品种更新快,导致大豆根瘤菌株与新品种匹配能力差、接种效果不明显。筛选与主栽大豆品种匹配性好、固氮效率高的广谱性优良菌株,可为针对性的施用大豆根瘤菌接种剂提供菌种资源和方案。选取本实验室前期分离保存的6个优良快生型大豆根瘤菌株和2个慢生型大豆根瘤菌株,在砂培盆栽条件下与不同地区的27个大豆主栽品种进行匹配试验。测定分析了植株地上部分生物量、高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活指标。结果表明:不同大豆根瘤菌之间结瘤固氮能力存在极显著的差异;供试根瘤菌均能够与国内24个大豆品种结瘤,广谱性较好;植株地上部分高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活与地上部分生物量呈显著相关;大部分接种根瘤菌后的植物生物量显著高于CK;HN01、GR3、HH29、HH103匹配性和固氮效率均不逊色于USDA110,具有在东北地区、黄淮海地区、长江流域、东南地区推广的潜能;从品种来看,中豆39、BD2、天隆1号与8株供试大豆根瘤菌的匹配接种表现出高生物量特点。此外,本文还筛选出大豆-大豆根瘤菌的表型最佳匹配组合中豆39-GR3,适合长江流域地区;同样筛选到东北地区、黄淮海地区、东南地区最佳匹配组合,分别是HN01-辽豆14、HN01-徐豆14、HN01-BD2。本文初步建立了优良根瘤菌与大豆主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些优良菌株提供了材料和指导。     

水分胁迫对大豆幼苗叶片内源激素的影响

在盆栽条件下对大豆苗期进行干旱和渍水胁迫处理,测定在逆境条件下,大豆叶片内源激素的变化.结果表明:水分胁迫改变了大豆幼苗叶片内源激素的平衡.干旱胁迫下,ZR的绝对含量降低,ABA、GA3的绝对含量增加,导致IAA/ABA、ZR/ABA、GA3/ABA比值降低;而水渍胁迫下,GA3、IAA的绝对含量增加,ABA的绝对含量降低,ZR/ABA、IAA/ABA、GA3/ABA比值增加.     

不同外源激素对香草兰花芽分化的影响

为探究香草兰花芽分化调控措施及相关机理,在花芽分化前期,以分别喷施细胞分裂素(6-BA)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)和赤霉素(GA)为处理,以清水为对照,分析各处理条件下功能叶内源激素和营养物质含量变化,并统计各处理对花芽分化率的影响。结果表明：6-BA和ABA处理均能增加功能叶中玉米素核苷(ZR)和ABA含量,提高其在花芽分化过程中的蛋白质、可溶性糖和淀粉含量;IAA处理能提高花芽分化中后期功能叶IAA、ABA、ZR和 GA含量,却降低整个分化过程中蛋白质、可溶性糖和淀粉的含量;GA处理降低了ZR和ABA含量,对蛋白质和淀粉含量影响不大;除GA处理外,6-BA、ABA、IAA处理均在一定程度上提高了花芽分化率,以6-BA最为显著,可参考在生产上施用。     

菜用大豆和普通大豆叶片内源激素活性对钾素营养响应的差异研究

以菜用大豆品系121、中科毛豆1号和普通大豆东生7号为材料,采用酶联免疫吸附法,在正常施用氮肥和磷肥的基础上,施用不同的钾肥(K0:不施钾肥;K1:K_2SO_4120 kg·hm~(-2);K2:K_2SO_4120 kg·hm~(-2)并在花期和荚期喷施1%K_2SO_4叶面肥),研究了菜用大豆与普通大豆籽粒形成期叶片中内源激素的活性变化,结果表明:开花后28~56 d菜用大豆和普通大豆叶片中内源激素IAA、GA、ZR和ABA的变化动态差异明显,其中GA和ZR的变化动态趋势相反。施用钾肥提高菜用大豆叶片中IAA、GA和ZR的含量(K2K1K0),降低ABA的含量(K0K1K2),普通大豆叶片中IAA、GA和ZR的含量对钾肥施用的响应与菜用大豆不同(K1K2K0),但是钾肥施用对菜用大豆和普通大豆叶片中ABA含量的影响一致(K0K1K2)。施钾提高了菜用大豆和普通大豆籽粒形成期叶片中IAA/ABA,GA/ABA和ZR/ABA的比值,可能是提高大豆产量和改善品质的部分生理机制。     

不同阶段施用氮肥对大豆氮吸收及固氮的影响

以两种不同基因型的大豆品种为试材，研究不同阶段施用氮肥对大豆吸氮及固氮的影响。试验结果表明，氮肥的施用时间对大豆氮吸收、根瘤干重及固氮，具有重要影响。仅施２５ｋｇ／ｈｍ２的启动氮，两个大豆品种都获得了最高的根瘤干重和固氮率。在开花期或种于形成初期，再追施５０ｋｇ／ｈｍ２氮，两个大豆品种都获得了最高的氮吸收总量和固氮总量。大豆的根瘤干重与固氮率呈线型正相关。     

玉米丝黑穗病菌对植株体内内源激素水平改变的影响

采用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法,测定玉米苗期接种丝黑穗病菌后植株体内生长素(IAA)、赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)4种内源激素的含量变化,从寄主与病菌互作过程中植物内源激素的变化研究玉米对丝黑穗病的抗性机制。研究结果表明,玉米丝黑穗病菌侵染玉米植株后,植株体内单一激素ABA含量提高;IAA、GA和ZR的含量降低;IAA/ABA、ZR/ABA、GA/ABA及(IAA+GA+ZR)/ABA的比值均明显低于对照。激素间的比值变化较单一激素的含量变化更加显著,相对单一激素的调控作用,激素间相互作用对调节植株生长发育更为重要。玉米丝黑穗病菌侵染玉米的过程中,植物内源激素的一系列变化可能是引起植株出现畸形症状(如节间缩短、植株矮化和丛生等)的直接原因。