冬油菜叶片的物质及养分积累与转移特性研究

为优化当季和下季作物的养分管理,采用田间试验研究了冬油菜品种:华双5号与中油杂12号叶片的干物质及氮、磷、钾的积累及转移规律,并比较了品种间的异同。结果表明,两个油菜品种的绿叶干物质量在苗后期基本达最大值,花后期迅速降低;苗期的落叶干物质量较小,蕾薹期后直线增加;叶片总干物质先增后减,花期达最大值。中油杂12号的落叶及叶片总干物质均高于华双5号,差异随生育期的推进逐渐明显。绿叶氮含量出苗后逐渐降低,后因越冬肥的施用又略有升高,蕾薹期后便迅速下降;落叶氮含量持续降低,苗后期降至最低点,其后一直保持稳定。绿叶磷含量在苗期缓慢增加,蕾薹期达到最大值,而后迅速下降;苗期落叶的磷含量逐渐降低,蕾薹期降至最低值,角果期后又略有升高。出苗50d后绿叶钾含量快速下降,70d达到最低值,其后保持稳定;落叶钾含量在蕾薹期达到最低值,其后波动较大。两品种叶片养分含量的变化趋势相似,但无论绿叶还是落叶,华双5号的养分含量总体略低于中油杂12号。绿叶的养分与叶片总养分积累的变化规律一致,即氮、磷、钾积累量均先增加后降低,分别在蕾薹期、苗后期和花期达到最高值。落叶的养分积累量在抽薹后迅速增加,收获期达最大值。华双5号叶片的干物质、N、P2O5、K2O转移率分别为25.5%、82.9%、75.4%、45.8%;中油杂12号则分别为8.4%、76.0%、60.2%、38.8%,品种间差异显著。     

紫色土地区水钾耦合对油菜产量及水分利用效率的影响研究

为探讨川中丘陵紫色土地区不同决策目标下油菜适宜的水钾用量,通过水钾耦合模型的建立与分析,研究了不同钾素水平和水分处理对油菜产量及水分利用效率的影响。结果表明:在本试验条件下开花期土壤水分对产量影响最大,蕾苔期次之;油菜总产量增长速率随水钾用量的增加呈现先增后减趋势;水钾耦合对产量和水分利用效率均有促进的正效应,效应大小顺序为:水钾耦合 > 土壤含水量 > 施钾量。籽粒产量最高值出现在蕾苔期开花期高钾高水处理,此时水分利用效率（WUE）为14.6 kg/（hm²·mm）,而水分利用效率最高值出现在蕾苔、开花期。高钾和土壤水分分别控制在0.66 g/kg,θ_f58.7%组合,但是籽粒产量降低约19.7%。在季节性干旱和酸性紫色土区油菜推荐的水钾模式为:蕾苔、开花期土壤水分分别控制在θ_f68%,θ_f80%,施钾量控制在0.57 g/kg,此时籽粒产量和水分利用效率均较高且经济效益达到最大。     

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。     

氯化胆碱和海藻糖对油菜蕾薹期干旱胁迫的缓解效应研究和耐旱指标筛选

为研究氯化胆碱和海藻糖对油菜蕾薹期干旱胁迫的缓解效应,本试验以5个油菜栽培品种为研究对象,在蕾薹期设置干旱胁迫、干旱胁迫下添加氯化胆碱及干旱胁迫下添加海藻糖3个处理,通过考察15个耐旱指标,探究不同处理对油菜蕾薹期形态、生长发育和生理特性的影响,并对3种处理下的油菜耐旱性进行综合评价和耐旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫导致油菜株高、茎粗、总鲜重、地上部鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降,可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量极显著上升。添加氯化胆碱后,可溶性蛋白含量显著下降(34.96%);添加海藻糖处理后,SOD、过氧化物酶(POD)活性极显著升高(77.22%和183.93%),MDA和可溶性蛋白含量均极显著降低(64.68%和27.68%)。耐旱性效应综合评价表明,干旱胁迫下,淮油18号耐旱性最强(D=0.706),南农油3号耐旱性中等(D=0.476),秦优33、秦油10号和美国油王999耐旱性最差(D=0.364~0.404)。添加氯化胆碱(D值平均提高40.00%)较海藻糖(D值平均提高13.95%)起到更好的抵御干旱逆境的作用。本研究筛选出的根长、茎粗、总鲜重、根鲜重、地上部干重和总干重等指标,可作为油菜抗旱特性快速鉴定的指标(R²=0.992)。综上所述,外源氯化胆碱对干旱胁迫下蕾薹期油菜有更好的缓解作用,这为油菜的耐旱栽培提供了理论依据。     

缺钾油菜叶片光合速率下降的主导因子及其机理

【目的】钾是油菜(Brassica napus L.)生长发育所必需的矿质元素,缺钾胁迫可导致油菜叶片光合功能的衰退,最终影响籽粒产量。本文通过比较田间条件下蕾薹期油菜叶片(长柄叶、 短柄叶和无柄叶)对缺钾胁迫的反应,探讨缺钾导致叶片光合速率下降的主导因子及其作用机理,为合理施用钾肥提高油菜产量提供理论依据。【方法】采用大田试验,研究不施钾(-K)和施钾(+K)条件下华油杂9号和中双9号单株重,蕾薹期不同类型叶片单叶重、 叶面积、 K含量和叶绿素含量。利用Li-6400 XT便携式光合测定系统测定各类叶片的光合速率(Pn)和气孔导度(gs)等气体交换参数,以及PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)和实际光化学量子效率(PSⅡ)等叶绿素荧光参数。并利用胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)的变化,分析叶片光合作用的限制因子。【结果】1) 缺钾胁迫使成熟期华油杂9号和中双9号籽粒产量分别下降13.9%和27.2%。2)缺钾显著抑制了蕾薹期中双9号的生长,单株重下降了12.4%; 长柄叶的干重比正常供钾处理降低了19.2%,而对华油杂9号无影响。3) 缺钾主要影响蕾薹期长柄叶的光合生理特性,对短柄叶和无柄叶无影响。缺钾条件下,油菜长柄叶钾含量和叶绿素含量明显降低,其Pn也显著低于正常供钾处理。但缺钾对不同品种Pn的限制原因并不同,缺钾胁迫导致华油杂9号Ci显著降低,Ls增加了16.6%,即气孔因素是华油杂9号Pn下降的主要原因; 而中双9号Ci显著增加,Ls却下降了14.0%,Pn的下降是由非气孔因素引起的。4) 缺钾胁迫下中双9号长柄叶的Fv/Fm、 PSⅡ、 qP和ETR均显著降低,说明PSⅡ反应中心受损,NPQ显著上升,间接表明缺钾条件下中双9号Pn下降的原因与非气孔因素有关; 而华油杂9号各荧光参数均未受缺钾胁迫的影响。油菜收获期籽粒产量与各叶片钾素含量以及长柄叶气体交换和叶绿素荧光参数关系密切。【结论】缺钾胁迫导致蕾薹期油菜长柄叶光合功能加速衰退,影响收获期籽粒产量。中双9号长柄叶光合性能受缺钾胁迫的影响大于华油杂9号,这与品种自身对缺钾胁迫的耐受能力有关。     

气候变化背景下湖南油菜气象灾害风险评估

利用湖南省96个气象站1961-2010年气象资料,采用相关分析方法,筛选出苗床期干旱、大田苗期干旱、越冬苗期冻害、蕾薹期冻害、开花期低温连阴雨、结荚绿熟期连阴雨和成熟收获期连阴雨共7个制约湖南油菜高产的气象灾害因子,结合专家经验确定各因子的权重系数,建立油菜气象灾害综合风险指数,基于地理信息系统进行湖南油菜气象灾害风险评估.结果表明,湖南省油菜气象灾害的高风险区主要分布在湘东北和湘东南局部地区,微风险区分布在郴州西南部和张家界大部,湘中一带的娄底、邵阳中北部、湘潭、长沙及湘北的岳阳、益阳等地以较高风险为主,其它地区以中风险和低风险为主.对1961-1990、1971-2000、1981-2010年气候整30a的年代际油菜风险的变化分析表明,在气候变暖背景下,湖南油菜高风险和较高风险区域略有减小,低风险和微风险区域有所增加.研究结果可为冬季油菜生产布局提供科学依据.     

复种绿肥补偿减量施氮导致的小麦光合效能和产量损失

  【目的】  探讨河西绿洲灌区复种不同绿肥对后茬减量施氮小麦产量性能的补偿效应,为小麦生产中绿肥替代部分化学氮肥提供理论依据。  【方法】  裂区定位试验始于2018年,主区为小麦收获后复种箭筈豌豆混播毛叶苕子 (HCV)、复种箭筈豌豆 (CV)、复种油菜 (R) 和无复种绿肥 (F);副区为3个施氮量,传统施氮量N 180 kg/hm2的100% (N₁₈₀)、80% (N₁₄₄)、60% (N₁₀₈)。在2020和2021年小麦主要生育期,调查叶面积指数 (LAI)、光合势(LAD)、群体生长速率 (CGR) 与净同化率 (NAR)。小麦收获后测产,计算收获指数。  【结果】  与对照 (FN₁₈₀)相比,HCVN₁₄₄处理2020、2021年小麦开花期至灌浆期的LAI提高了17.7%～31.1%,LAD提高了8.4%～9.1%,开花期至成熟期的CGR提高了33.3%～133.0%,开花期至灌浆期的NAR提高了21.2%～25.1%;2021年CVN₁₄₄处理小麦苗期至灌浆期 (除孕穗期) 的LAI提高了10.5%～25.3%,2020和2021年的LAD提高了5.1%和7.3%,开花期至成熟期的CGR提高了55.4%～76.7%,开花期至灌浆期的NAR提高了22.5%～31.2%;2020年RN₁₄₄处理小麦开花期的LAI提高了7.3%,2021年开花期至成熟期的CGR提高了22.0%～91.5%,两年LAD和NAR无显著差异;两年HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的LAI、LAD和NAR以及拔节期至成熟期的CGR与FN₁₈₀处理无显著差异;与FN₁₈₀处理相比,RN₁₀₈处理两年的LAI无显著差异,2021年LAD降低了4.9%,孕穗期至开花期的CGR降低了15.0%,苗期至拔节期的NAR降低了20.4%,2020年相关指标无显著差异。与对照 (FN₁₈₀) 相比,2020与2021年HCVN₁₄₄处理小麦籽粒产量分别提高了13.7%和36.1%,CVN₁₄₄处理小麦产量分别提高了9.4%和28.4%;而RN₁₄₄处理小麦产量2020年较FN₁₈₀降低5.0%,2021年二者无显著差异;HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的小麦籽粒产量2020年显著降低,2021年降幅不显著,RN₁₀₈处理两年产量均显著低于FN₁₈₀。HCVN₁₄₄和CVN₁₄₄处理2021年的收获指数较FN₁₈₀分别提高了16.9%和14.0%,RN₁₄₄处理两年收获指数无显著差异;两年HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的收获指数与FN₁₈₀处理无显著差异,RN₁₀₈处理2021年收获指数降低了6.9%。  【结论】  复种箭筈豌豆混播毛叶苕子或复种箭筈豌豆可增加小麦生育前期和后期的叶面积指数以及总光合势,提高开花期至灌浆期的群体生长速率和净同化率,补偿减氮造成的小麦光合效能损失,提高收获指数,保证小麦稳产甚至提高小麦产量。复种油菜不能补偿减氮带来的小麦产量损失。     

夏休闲期复种饲料油菜提升后作冬小麦产量品质、土壤肥力及周年经济效益研究

为明确晋中麦区夏休闲期复种饲料油菜的可行性,试验于2015-2016年采用大田试验法,研究了夏休闲期复种饲料油菜对后作冬小麦生长、麦田土壤养分及周年经济效益的影响。前茬小麦收获后复种油菜,供试油菜和小麦品种分别为华油杂62和CA0547,设置3个处理:以不种油菜的休闲田作为对照(CK₀),油菜地上部被收获为CK₁,油菜被全量还田为T。结果表明,与CK₀和CK₁相比,T有利于增加后作冬小麦抽穗前单株绿叶数,提高生育中后期植株干物质及N、P积累,保持灌浆期旗叶面积,进而增加穗粒数,提高籽粒产量,提高籽粒蛋白质及醇溶蛋白和谷蛋白含量;同时T有利于提高后作冬小麦020 cm土层土壤有机质含量、040 cm土层土壤脲酶和蔗糖酶活性。此外,从油菜-小麦周年经济效益来看,CK₁较CK₀和T分别高出128.9%和260.0%。综合分析可知,夏休闲期复种饲料油菜并且全量还田可以提高小麦产量,提升籽粒品质,改良土壤有机质含量和土壤酶活性;夏休期复种饲料油菜并收获可以获得更高的周年经济效益。本研究结果为合理利用夏休闲期以提升小麦产量与品质、改良土壤、提高年经济效益提供了理论依据。     

基于决策树和随机森林模型的湖北油菜产量限制因子分析

利用1961-2014年湖北省主产县油菜产量统计资料及同期气象观测资料,采用决策树和随机森林模型,对影响油菜产量的气候因子进行分析。结果表明：温度、日照时数及干旱、湿渍害对油菜产量均有不同程度的影响,且因生育期不同而存在差异。油菜开花期以前对低温敏感,开花期以后对高温敏感;苗期和蕾薹期对干旱较敏感,开花期和角果期对湿渍害更敏感;日照时数对油菜产量的影响受水分状况的制约,在干旱状况下日照偏多不利于产量形成,偏湿状况下则表现为日照越多越有利于产量形成。在各限制因子中,以湿渍害发生频率对油菜产量的影响最高,其次是干旱和冻害。湿渍害对产量的影响以高湿寡照的次生灾害影响较土壤偏湿的直接影响更大     

基于决策树和随机森林模型的湖北油菜产量限制因子分析*1

利用1961-2014年湖北省主产县油菜产量统计资料及同期气象观测资料,采用决策树和随机森林模型,对影响油菜产量的气候因子进行分析。结果表明：温度、日照时数及干旱、湿渍害对油菜产量均有不同程度的影响,且因生育期不同而存在差异。油菜开花期以前对低温敏感,开花期以后对高温敏感;苗期和蕾薹期对干旱较敏感,开花期和角果期对湿渍害更敏感;日照时数对油菜产量的影响受水分状况的制约,在干旱状况下日照偏多不利于产量形成,偏湿状况下则表现为日照越多越有利于产量形成。在各限制因子中,以湿渍害发生频率对油菜产量的影响最高,其次是干旱和冻害。湿渍害对产量的影响以高湿寡照的次生灾害影响较土壤偏湿的直接影响更大。     

海沃德猕猴桃货架期预测模型的建立

为建立海沃德猕猴桃货架期品质变化动力学模型,以实现对海沃德猕猴桃货架期的预测。本试验将经0.5 μL·L^-1 1-甲基环丙烯(1-MCP)处理(处理组)与不处理(对照组)的猕猴桃于0、4、15、25℃条件下贮藏,测定其硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量;并基于Arrhenius理论建立货架期预测模型,选取20℃样本对该模型进行验证。结果表明,1-MCP对试验设置温度条件下贮藏的海沃德猕猴桃硬度、可滴定酸含量和Vc含量的降低以及可溶性固形物含量的升高均有一定的延缓作用;同时对其硬度和Vc含量变化情况进行拟合,比较拟合后的反应速率常数k,发现温度越高Vc含量和硬度变化越快。比较零级反应和一级反应线性回归决定系数R²可知,对照组和处理组Vc含量变化动力学方程遵循一级反应动力学,对照组R²≥0.97,处理组R²≥0.94;对照组和处理组硬度含量变化动力学方程遵循零级反应动力学,对照组R²≥0.96,处理组R²≥0.92。对照组硬度下降及Vc含量下降的lnk和1/T的R²>0.98,处理组硬度下降及Vc含量下降的lnk和1/T的R²>0.89。将预测值和实测值进行比较,结果显示,对照组猕猴桃货架期预测值和实测值相对误差均在±10%以内。综上表明,用硬度变化预测猕猴桃货架期,操作简单,相对误差较低。本研究结果在猕猴桃贮藏、销售中具有较好的应用价值。     

籽粒黄熟度对杂交水稻种子活力的影响

为明确籽粒黄熟度对杂交水稻种子活力的影响,探究杂交水稻高活力种子适宜收获期的感官指标,于2016-2017年以深两优1813、隆两优1813、Y两优1128、创两优华占和Ⅱ优838为材料进行杂交水稻制种,通过不同收获时期形成籽粒黄熟度不同的群体,系统分析了不同籽粒黄熟度群体间种子活力、水分、千粒重及内含物的差异。结果表明,在不同品种间,籽粒黄熟度的增加速率存在明显差异。随着籽粒黄熟度的增加,种子活力先增加后趋于稳定;种子水分先降低后趋于稳定;种子千粒重逐渐增加,但差异不显著;种子的直链淀粉、总淀粉、蛋白质及可溶性糖含量均先增加后趋于稳定。当籽粒的黄熟度为75%~90%时,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均处于高值水平,且差异不显著;种子水分和千粒重均未达到显著差异。相关性分析表明,籽粒黄熟度与种子发芽率、活力指数呈极显著正相关,相关系数分别为0.870 3^**和0.664 0^**;与种子水分呈极显著负相关(R²=-0.842 4^**),与种子千粒重相关性不显著(R²=0.197 2)。籽粒黄熟度与种子内含物均无显著相关性,但种子发芽势、发芽指数和活力指数均与种子内含物达到显著相关。综上,籽粒黄熟度为75%~90%可以作为杂交水稻高活力种子生产适宜收获期的感官指标。本研究结果为杂交水稻高活力种子生产提供了理论参考。     

铁锰镁离子改性生物炭对溶液硝态氮的吸附性能研究

为突破生物炭对硝态氮吸附的局限性,以花生壳为原料,在600℃条件下热解制备生物炭(BC),分别用FeCl₃、MnCl₂、MgCl₂对其进行金属负载改性(BC-Fe、BC-Mn和BC-Mg),设计批量吸附试验,结合扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等进行表征分析。结果表明,铁、锰、镁离子改性使生物炭的比表面积增大6.67~12.16倍,孔容增加3.30~6.00倍,并显著增强了对硝态氮($\text{NO}_{3}^{-}$-N)的吸附性能(P<0.05),吸附量较BC增加11.5%~17.1%,BC-Fe、BC-Mn和BC-Mg对$\text{NO}_{3}^{-}$-N的最大吸附量分别为41.58、39.04、39.58 mg·g^-1,铁、锰、镁离子与炭的最佳质量比分别为0.80、0.20、0.20,铁离子改性效果最好;酸性条件有利于改性生物炭对$\text{NO}_{3}^{-}$-N的吸附,吸附动态符合Langmuir方程(R²=0.935~0.961),吸附过程符合准一级动力学方程(R²=0.971~0.980)。综上,通过金属离子改性,增大了生物炭的比表面积和孔容,优化了表面结构。此外,改性生物炭表面的含氧官能团和金属离子能通过形成氢键或静电作用吸附$\text{NO}_{3}^{-}$-N,进而增强对$\text{NO}_{3}^{-}$-N的吸附能力。本研究结果为生物炭吸附材料的制备及吸附性能优化提供了理论依据。     

中国毛虾红外热风耦合干燥特性及动力学模型研究

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(D_eff)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(E_a)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。     

明胶骨原料碳、氮稳定同位素的地域性差异研究

为探讨不同地域来源的明胶骨原料中碳、氮稳定同位素的分布特征及其相关性,本试验采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定了广西、内蒙古和山东3个主产区的牛骨样品及当地牧草饲料样品中的¹³C和¹⁵N同位素组成,并结合线性回归讨论了牛骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性与牛食谱组成的关系。结果表明,广西地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较好(R²=0.401 8),而内蒙古和山东地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较差(R²<0.1),反映了3地牛食物的来源稳定性及主要成分存在明显差异,对各地牛食谱结构推测的结果与实际牧草饲料样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的地区分布规律也较为一致。本研究初步揭示了明胶骨原料中碳、氮稳定同位素产生地域性差异的原因,不仅为动物生态学研究提供了有益信息,更为动物制品产地溯源研究提供了新思路。     

近红外透反射光谱测定单粒稻种的蛋白质含量

为探索NIR光谱技术在水稻种子蛋白质含量分析中的应用,本研究细致分析了单粒稻种在不同光谱采集方式下的近红外光谱(NIRS)特征,并利用离子束诱变育种得到的水稻9311突变体库的种子,建立准确性较好的单粒糙米和单粒稻种的蛋白质定量模型。结果表明,与漫反射光谱采集方式下的单粒糙米蛋白质模型相比,透反射和透射光谱采集方式下能得到相关性较好的糙米蛋白质模型,其中单粒糙米蛋白质最优定量模型的决定系数(R²)为0.97,预测均方根误差(RMSEP)为0.27%。在单粒稻种中,由于种壳的反射作用,漫反射光谱采集方式下依然无法建立准确性高的蛋白质模型,透反射光谱采集方式下能够建立具有一定预测能力的蛋白质定量模型(RMSEP=0.81%),透射光谱采集方式下能够建立准确性高的蛋白质定量模型(R²=0.96,RMSEP=0.24%)。本研究结果为无损快速分析单粒稻种提供了一种解决方法。     

茶叶与产地环境中稳定同位素和矿物元素特征及其相关性研究

为探究茶叶与茶园土壤、灌溉水源等产地环境中稳定同位素和矿物元素特征及其相关性,采用元素分析同位素质谱联用仪(EA-IRMS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对山东日照和崂山的茶叶、栽培土壤及灌溉水源中4种稳定同位素比率(δ¹³C、δ¹⁵N、δD和δ¹⁸O)和23种矿物元素含量(Na、Mg、Al、K、Ca和Sr等)进行测定。结果显示,两地区中稳定同位素和矿物元素具有区域性特征,通过对茶叶中4种稳定同位素与栽培土壤(δ¹³C和δ¹⁵N)、灌溉水源(δD和δ¹⁸O)分别进行线性相关分析,结果表明,茶叶与栽培土壤中的δ¹⁵N相关性最大,R²为0.450 7,其次分别为栽培土壤中的δ¹³C(R²=0.289 5)、灌溉水源中的δ¹⁸O(R²=0.156 2)和δD(R²=0.021 4);同时,利用热图技术对茶叶与栽培土壤、灌溉水源中稳定同位素和矿物元素进行差异性及多重相关性分析,结果表明,茶叶与栽培土壤中δ¹³C呈较强负相关,而与灌溉水源中δ¹⁸O则无明显相关性。同时茶叶与栽培土壤中矿物元素也存在一定差异性,而茶叶中Cd、Li、Co、Sr、Mo与栽培土壤中相应矿物元素相关性较大。本研究初步揭示了稳定同位素在茶叶与栽培土壤、灌溉水源间的分馏情况以及与矿物元素的相关性,对研究农产品与环境因素间同位素分馏和元素累积规律具有一定的参考价值。     

锶对菠菜幼苗生长、光合和抗氧化酶活性的影响

为探究锶对植物生长生理的影响,以菠菜幼苗为试验材料,研究不同浓度(0、0.1、0.5和2.5 mmol·L^-1)锶处理对菠菜幼苗的叶片鲜重、叶片锶浓度、光合指标和抗氧化酶活性的影响。结果表明,0.1 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长和各项生理指标均未产生明显影响,叶片锶浓度在35 mg·kg^-1左右。0.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长表现为先促进后抑制;处理20 d后,抗氧化酶活性明显上升,丙二醛(MDA)、净光合速率(Pn)和叶片鲜重相较于对照组分别增加了24%和降低了15%、10%,叶片锶浓度达到318.33 mg·kg^-1。2.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理下,植株生长受到明显抑制,抗氧化酶系统的响应更为强烈,处理20 d后MDA增加了68%,Pn和叶片鲜重分别降低了30%和48%,叶片锶浓度达到857.51 mg·kg^-1。综上,低浓度锶处理对菠菜生长未产生明显影响,但随着锶处理浓度的增加和胁迫时间的延长,植物生长受到的胁迫作用加剧。本研究为明确锶对菠菜生长生理的调控机理提供了理论依据。     

水稻不同源库相关基因聚合的产量效应分析

水稻产量的高低取决于源和库的大小及彼此间的协调程度。为了了解不同源库基因聚合后对产量及其相关性状的影响,本研究以4个已克隆的水稻源库基因NAL1^LT、GNP1^TQ、Ghd7^MH63和Ghd8⁹³¹¹构建的不同遗传背景的近等基因系为材料,彼此杂交培育不同源库基因的F₂分离群体,标记辅助筛选遗传背景近似的不同单基因及双基因纯合聚合单株,考察其F₃家系的源、库及产量相关性状。结果表明,不同基因聚合的产量效应差异较大,其中NAL1 ^LT +Ghd7 ^MH63、NAL1 ^LT +Ghd8⁹³¹¹和Ghd7 ^MH63+Ghd8⁹³¹¹这3种基因聚合方式表现出较明显的增产效应,聚合系的单株产量分别比高值亲本显著增加26.45%、45.47%和48.03%,表明这3种基因聚合对聚合系的产量性状具有正向协同作用。相反,另外3种聚合方式(NAL1 ^LT +GNP1 ^TQ、GNP1 ^TQ +Ghd7 ^MH63和GNP1 ^TQ +Ghd8⁹³¹¹)的聚合系的产量相关性状有增有减或基本与双亲持平,产量聚合效应不明显。研究认为,复杂性状的聚合育种必须首先开展基因间的产量聚合效应研究,明确不同基因的聚合效果,以确保聚合育种的事半功倍。本研究结果为分子聚合改良水稻源库性状提供了理论依据。