水稻草甘膦耐性浓度的筛选及其生理指标测定

为培育耐草甘膦水稻新品种,本研究以5份辐射和化学诱变育成的耐草甘膦水稻种质为试验材料,进行草甘膦耐性浓度筛选和抗性生理指标测定。结果表明,通过对5份耐草甘膦水稻种质喷施不同浓度(1、2、3和4 g·L-1)的草甘膦,发现喷施4 g·L-1草甘膦可使敏感材料P1003全部死亡,能较好地区分草甘膦耐性和敏感材料;CA21是其中草甘膦耐性最强的水稻种质;随着草甘膦浓度的增加,CA21的莽草酸含量呈下降趋势,丙二醛(MDA)和叶绿素含量则无显著变化,但谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性显著增加;随着3 g·L-1草甘膦处理时间的延长,CA21的莽草酸含量无明显变化,MDA和叶绿素含量均呈下降趋势,GSTs活性显著增加。而敏感材料P1003,无论是随着草甘膦浓度的增加,或是随着3g·L-1草甘膦处理时间的延长,其莽草酸和MDA含量均明显增加,叶绿素含量明显下降,GSTs活性则无明显变化。综上,CA21具有耐草甘膦的生理特性,可用于草甘膦耐性分子机制或育种方面的研究。本研究为进一步解析水稻耐草甘膦的分子机理及耐草甘膦水稻育种提供了理论依据。     

耐草甘膦水稻种质资源的创制和鉴定

为培育耐草甘膦的水稻新品种,减少化学除草剂的使用,降低农药对环境的危害并提高水稻产量,本研究通过田间试验结合实验室鉴定的方法,对84份来自辐照+EMS诱变后再杂交选育而成的水稻材料进行耐草甘膦特性筛选鉴定。结果表明,水稻材料在三叶期喷1 mg·m L~(-1)草甘膦时都能存活,无明显药害症状,药害级别为1~2级;在草甘膦浓度为2 mg·m L~(-1)和3 mg·m L~(-1)时,这些材料对草甘膦的耐性程度有较大差异,其中CA11和CA21的存活率较高,为83.3%;草甘膦浓度为4mg·m L~(-1)和5mg·m L~(-1)时,植株大部分严重萎缩,甚至整株死亡,药害级别为5级。P15/浙粳//P12组合系列的水稻材料对草甘膦的耐性明显高于其它组合材料,可正常成熟结实,有一定的利用价值。本研究结果为耐草甘膦水稻育种提供了材料并奠定了理论基础。     

冀东野生大豆对草甘膦的耐性鉴定及耐性机制初步研究

为筛选耐草甘膦野生大豆种质并了解其耐性机制,本试验对采集于冀东地区的862份野生大豆进行了草甘膦的耐性鉴定。在草甘膦处理后,测定了高耐和敏感材料的莽草酸、丙二醛和叶绿素含量,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及草甘膦相关基因EPSPS表达量。结果显示,喷施草甘膦后,862份野生大豆材料中,药害等级在4级以上的材料占82.84%,3级占9.51%,2级占4.87%,1级占2.78%。筛选到高耐草甘膦的野生大豆材料Yong-33,其在1.125 kg a.i·hm^-2 草甘膦处理后植株存活率达到96.67%。经草甘膦处理后,与对照相比,高耐材料的叶绿素、丙二醛和莽草酸含量在检测的各时间点均无显著差异,敏感材料叶绿素含量显著降低,丙二醛和莽草酸含量显著升高;高耐材料POD、CAT和SOD活性以及EPSPS基因表达量均显著升高,而敏感材料酶活性及EPSPS基因表达量无显著差异。以上结果表明,野生大豆中存在高耐草甘膦的种质资源,在草甘膦处理后其植株内活性氧清除酶系活性升高,EPSPE基因上调表达,推测这是野生大豆对草甘膦耐性较好的原因。本研究筛选到的耐草甘膦野生大豆材料可为培育耐草甘膦栽培大豆新品种提供种质资源。     

不同品种杞柳对高锌胁迫的忍耐与积累研究

采用营养液培养实验方法,研究了高浓度Zn对3个杞柳品种"微山湖","大红头"、"一枝笔"生长,耐性及Zn吸收积累的影响.结果表明,Zn对杞柳生长的影响与品种、植物部位以及介质中Zn浓度有关,低Zn(100 μmol·L-1)、高Zn(1 000 μmol·L-1)均不同程度降低了3个杞柳品种的生长参数,低Zn显著减少了"微山湖"、"大红头"的根长及"大红头"根生物量,高Zn显著降低了3个品种株高、根长、生物量等生长参数;3个品种对Zn吸收与积累存在一定差异,地上部Zn含量随介质中Zn浓度升高而降低,根系中Zn含量随Zn浓度升高而增加,Zn在根中含量高于地上部,低Zn时3个品种地上部Zn含量为1477.58～1 583.19 μg·g-1,平均1 530.29 μg·g-1;位移系数(TF)随Zn浓度升高而降低,低Zn时"微山湖"、"一枝笔"位移系数高于"大红头"而接近1;迁移总量随Zn处理浓度增加而降低,3个品种迁移总量为2 332.58～3 871.41 μg,平均3 266.27μg,迁移总量比大于1;耐性指数(TI)随营养液中Zn浓度增加而降低,低Zn时3个品种耐性指数均大于0.5.以上结果表明,高Zn严重干扰了3个杞柳品种的生长,3个品种对低Zn有较强的耐性及积累能力,显示出具有修复≤100 μmol·L-1Zn潜力.     

高油酸花生萌发期耐冷性综合评价及种质筛选

为筛选高油酸花生萌发期耐冷鉴定指标,构建高油酸花生萌发期耐冷性综合评价体系,挖掘高油酸花生耐冷种质资源。本研究利用隶属函数法、主成分因子分析法、相关性分析及聚类分析法对56份高油酸花生种质资源进行耐冷性综合评价及耐冷种质筛选。结果表明,11个耐冷鉴定指标按贡献率大小依次为露白萌发因子、发芽时间因子及子叶鲜重因子,发芽指数及萌发耐冷指数可以作为高油酸花生萌发期耐冷性的最优鉴定指标,高油酸花生种质资源萌发期耐冷性强弱受多指标影响。高油酸花生萌发期耐冷性状综合评价D值范围为0.080~0.754,均值为0.497,不同高油酸花生品种萌发期耐冷性存在较大差异。56份高油酸花生种质资源分为5个耐冷级别,筛选到萌发期耐冷较强材料1份、中等耐冷材料20份、耐冷较差材料29份、耐冷差材料5份及冷敏感型材料1份。本试验筛选到的耐冷种质可以作为高油酸花生耐冷育种和耐冷机理的研究材料。本研究为探明高油酸花生种质资源耐冷性提供了理论参考。     

花生栽培种InDel有效标记筛选与评估

为获得花生栽培种中有效的InDel标记,本研究基于花生简化基因组检测到的InDel信息,经PCR扩增以及电泳检测验证引物的有效性与多态性,利用生物统计学软件检测InDel标记的多态性水平。结果表明,在花生基因组上设计的39对引物在覆盖4个植物学类型的21份花生中均可获得扩增产物,其中14对引物具有多态性,为总引物数的35.9%,有3对引物位于基因编码区;Shannon指数为0.191 4~1.295 1,均值为0.579 4;多态性信息量(PIC)为0.090 7~0.674 6,均值为0.349 6。本研究筛选获得的InDeI标记可为花生栽培种遗传图谱构建和分子标记辅助育种提供有效的遗传标记。     

不同玉米品种萌发期耐芘胁迫的响应差异

为了评定不同玉米品种对芘的耐性强弱,确定合适的筛选指标和筛选浓度,以0mg·L-（1T0,对照）、0.5mg·L-（1T1）、1.0mg·L-（1T2）和2.0mg·L-（1T3）4个芘处理浓度,采用毒理学试验方法系统评价了14个玉米品种萌发期耐芘胁迫的差异。结果表明,不同品种玉米根干重、芽干重、根长和芽长都受到芘的影响,且这种影响的程度随着芘处理浓度不同而不同,不同品种玉米萌发对不同芘处理浓度的响应也不同,其中2.0mg·L-1的浓度处理适合进行玉米耐芘品种的筛选与鉴定。以根干重、芽干重、总干重、根长和芽长的性状相对值（处理测定值/对照测定值×100%）作为幼苗耐性指数（tolerance indices,TI）适合作为筛选指标。基于耐性指数对各玉米品种耐性进行聚类分析,将14个玉米品种聚为耐性、较耐性、较敏感和敏感4类。     

低钾胁迫下不同低钾耐性大豆光合特性及保护性酶的差异

田间试验选用耐低钾和低钾敏感的大豆品种各2个,研究低钾胁迫下不同品种光合特性及活性氧代谢的差异。结果表明,与施钾相比,低钾胁迫下,两类品种的相对叶绿素（SPAD）、光合速率（Pn）和气孔导度(Gs)均下降,但低钾耐性品种比低钾敏感品种下降的幅度小;而胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）和脯氨酸含量升高,且低钾敏感品种比低钾耐性品种升高幅度大。低钾耐性品种SOD活性在开花期低于低钾敏感品种,成熟始期又明显高于低钾敏感品种;CAT活性在开花期和结荚期低钾耐性品种都高于低钾敏感品种;成熟始期POD活性低钾耐性品种下降的幅度小于低钾敏感品种;MDA在生育中后期,低钾耐性品种明显低于低钾敏感品种。     

锌对不同基因型玉米幼苗光合特性及锌积累的影响

为探究不同基因型玉米幼苗对锌敏感性差异,以玉米杂交品种天农九(TN9)和信玉9(XY9)为材料,研究不同Zn浓度(0.00、0.01、0.1、1.0、10.0、100μmol·L-1)对叶片光合色素含量、光合作用参数及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,玉米最适生长锌浓度为0.1~1μmol·L-1,低锌(0~0.01μmol·L-1)和高锌(10~100μmol·L-1)条件均对不同基因型玉米幼苗的生长产生抑制作用,其中XY9在低锌及高锌胁迫下光合参数及光合色素含量降幅显著,从而导致其植株长势和干物质积累等对锌浓度的动态响应更为强烈,而TN9则对低锌及高锌环境具有较强的适应性。同时,随着锌处理浓度的不断升高,玉米植株中锌含量和积累量均逐渐升高,锌利用率则逐渐降低,其中XY9植株锌积累量低于TN9,而锌利用率则高于TN9;相比于不敏感型品种(TN9),敏感型品种(XY9)对锌的吸收、积累和利用受锌浓度变化的影响更为明显。本研究为植物锌高效利用研究提供理论基础。     

沉水植物对重金属Cu2＋的生物吸附及其生理反应

采用室内培养实验方法,研究了沉水植物轮叶黑藻（Hydilla verticillata）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）在吸收铜离子过程中产生的生理反应。以上两种沉水植物在Cu2＋浓度分别为0、2、4、8、16、32、64mg·L-1的溶液中暴露了24、48、72、96h,结果表明：黑藻对铜的积累量明显高于狐尾藻对铜的积累量,本实验中黑藻对铜的最大积累量为11295．31μgCu·g-1（干重）,而狐尾藻对铜的最大积累量为6861．26μgCu·g-1（于重）;对以上两种植物的叶绿素含量、SOD和POD活性产生胁迫效应的Cu2＋浓度明显不同,表明狐尾藻较黑藻对重金属Cu2＋胁迫具有更高的耐受性。以上研究结果对利用沉水植物去除重金属污染能起到一定的指导和参考作用。     

基于叶片SPAD估算不同水氮处理下温室番茄氮营养指数

为了探讨临界氮稀释曲线模型在西北地区温室番茄不同水分处理下的适用性以及采用SPAD仪快速准确诊断氮营养状况,该研究以"丽娜"番茄为材料,2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行水分和氮素处理试验,水分处理设置4个水平,分别为全生育期充分灌水处理、仅苗期亏水50%、苗期开花期连续亏水50%和全生育期亏水50%;氮素处理设置3个水平,施氮量分别为0、150和300 kg/hm2,通过2013-2015年试验数据对临界氮浓度稀释曲线模型进行率定和验证,并将该模型参数与番茄全生育期平均日耗水量建立相关关系,提高了临界氮浓度稀释模型在不同水分条件下的适用性。结果表明通过番茄全生育期平均日耗水量和临界氮浓度稀释曲线模型估算得到的临界氮浓度估算值和实际计算值有较好的一致性,其绝对误差为0.13~0.34 g/(100 g),标准误差为0.14~0.39 g/(100 g),决定系数为0.94~0.99,因此采用该方法可以对西北地区温室番茄不同水分处理下临界氮浓度稀释进行准确估算。通过2013-2015年试验数据分析番茄不同叶位叶片SPAD值和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)之间相关性,结果表明番茄中位叶片SPAD值与氮营养指数(NNI)有良好的线性相关性(决定系数为0.77~0.98),且该相关系数值与番茄日耗水量呈极显著相关关系,因此通过番茄日耗水量可以估算出NNI与中位叶片SPAD值之间的线性关系,估算出NNI=1时的中位叶片SPAD值,并以此SPAD值进行氮营养诊断。该研究可为西北地区温室番茄实时氮营养诊断和优化氮素管理提供了较好的理论参考。     

不同母质发育旱地土壤反硝化功能差异及其关键影响因素

农田土壤反硝化作用强度具有较高的空间异质性,不同类型土壤反硝化作用活性的影响机制可能存在差异。本研究通过大规模样带调查,系统采集了3种不同母质发育的旱地农田土壤,对比分析了土壤反硝化能力的差异及其与土壤环境因子的关系。结果发现:土壤反硝化势在3个类型土壤间有显著差异,其中河流冲积物发育的潮土(AS)反硝化势(以单位时间单位质量土壤的N2O释放量表示)显著高于其他两个类型土壤22.22～579.09μg/(kg·h),平均高达213.34μg/(kg·h),黑土(BS)的反硝化势平均为136.38μg/(kg·h),略高于第四纪红色黏土发育的红壤(QRCS)(96.17μg/(kg·h)),但两者无显著差异。相关性分析表明,土壤pH与反硝化势极显著正相关,说明在本研究所测定的土壤性质中,pH可能是影响不同类型土壤反硝化势差异的关键因素,另外,有机质含量对3个类型土壤反硝化势也有一定影响。同一母质发育的土壤,反硝化能力在不同采样地点也存在差异,而且调控不同类型土壤内部反硝化势的关键土壤环境因素不尽相同,其中对第四纪红色黏土发育的红壤、潮土和黑土影响最为显著的因素分别为土壤有机质、pH和黏粒含量。     

转G10eve基因高抗草甘膦棉花的农艺性状分析

为培育高抗草甘膦棉花,本研究以转G10eve基因棉花为试验材料,通过室内鉴定结合大田试验,筛选高抗、稳定遗传的转基因株系。结果表明,幼苗期喷施不同浓度草甘膦,转基因株系L91抗性水平高于L152,抗性表现稳定,且根、茎、叶间莽草酸积累量差异明显,在叶片中相对含量最高。不同浓度草甘膦处理后,内源EPSPS基因相对表达量呈先升高后降低的趋势,在受体Coker 312中基因相对表达量显著高于转基因株系,表明转G10eve基因可以提高棉花的草甘膦抗性水平。大田试验表明,L91和商业化品种AuR可耐受20 mL·L~(-1)草甘膦。幼苗期喷施草甘膦后,L91株系的株高、果枝数、有效铃数相对于未喷施条件下(对照组)有所增加;AuR的各农艺性状指标与对照组差异不显著;花期喷施不高于20mL·L~(-1)草甘膦,L91和AuR棉花的株高、果枝数、有效铃数均未受抑制,表明,L91株系能够满足生产要求。本研究鉴定筛选得到高抗草甘膦L91转基因株系,为培育抗除草剂棉花新品种提供了种质资源。     

安徽省典型城市周边土壤-蔬菜中PAHs的污染特征

研究了安徽省合肥、芜湖和亳州市周边蔬菜地土壤和蔬菜中PAHs的含量及其污染特征。结果表明：安徽省典型蔬菜地土壤中15种PAHs（除萘外）的残留总量在58.2～437.8μg·kg-1之间,三环和四环PAHs占PAHs残留总量的70%以上。胡萝卜、菠菜和茄子体内15种PAHs的含量在23.4～209.1μg·kg-1之间,均值为120.7μg·kg-1,三环和四环PAHs占蔬菜中PAHs富集总量的92.8%～94.4%。不同蔬菜体内8种可疑性致癌PAHs的含量在11.5～17.4μg·kg-1之间,分别占蔬菜中PAHs残留总量的9.80%～13.8%,其中BaP含量在1.69～2.03μg·kg-1之间,低于国家对食品中污染物（BaP）的限量标准（5μg·kg-1）。不同类型PAHs在蔬菜体内的富集系数在0.10～9.20之间,极差达10倍以上,低分子量PAHs在蔬菜体内的富集系数要大于高分子量PAHs。不同PAHs在蔬菜体内的富集系数表现为胡萝卜〉菠菜〉茄子,其中芴在蔬菜体内的富集系数最高。     

24份山西花生资源芽期和苗期耐寒性鉴定

为评价不同山西花生资源芽期和苗期的耐寒性差异,本研究以24份山西花生资源为试验材料,在常温(25℃)和低温(2℃处理花生种子、10℃处理花生幼苗)胁迫下分别测定种子的发芽率和发芽指数以及苗期的逆境生理指标,并以低温与常温测定值的比值作为耐寒性的评价指标,最终将各性状比值进行聚类分析。结果表明,芽期相对发芽率0.90,相对发芽指数0.80的花生资源有4份;耐寒性强的花生资源的脯氨酸含量,SOD、POD活性的增幅均大于耐寒性弱的资源;通过聚类分析将24份花生资源分为3类,第一类为耐寒性,包括4份,第二类为中间型,包括8份,第三类为敏感性,包括12份,芽期结果与聚类分析结果综合比较筛选出3份耐寒性品种,分别为汾西小粒、文水花生、临县多粒。本研究为进一步探究不同花生资源在不同时间段低温逆境下的苗期生理变化提供了理论参考依据。     

2个超级杂交水稻剑叶主脉两侧SPAD值的差异表现

为探索水稻叶片SPAD值的分布特征,提高基于SPAD值水稻氮素营养诊断的精准度,以Q优6号和准两优527为材料,研究了6个不同施氮条件下超级杂交水稻主脉两侧SPAD值的差异表现。结果表明,2个超级杂交水稻剑叶两侧,一侧较为光滑,另一侧较为粗糙,光滑面或粗糙面居左或居右的概率接近50%,且光滑面SPAD值高于粗糙面SPAD值,粗糙面SPAD值的环比增长率绝对值一般高于光滑面。光滑面和粗糙面的SPAD差值主要集中在1.5~3.5之间,此范围内Q优6号和准两优527的次数分布率分别为40.67%和36.4%。SPAD归一化倒数值与施氮量、产量存在显著的线性相关关系,当Q优6号和准两优527的SPAD归一化倒数值为35~40和30~35时,施氮适宜,产量较高。本研究结果表明重视水稻叶片主脉两侧的差异可以提高诊断的精准性,为基于SPAD值的水稻氮素营养诊断提供了参考依据。     

细菌型黑豆豆豉发酵工艺及其功能性成分研究

通过单因素试验和正交试验对细菌型黑豆豆豉的发酵工艺条件进行了研究,并对黑豆豆豉的功能性成分进行了分析。结果表明,适宜发酵工艺条件为:黑豆蒸煮时间35min,黑豆厚度6cm,接种量40mL·kg-1(湿基),发酵温度37℃,发酵时间28h。在该发酵条件下制备的细菌型黑豆豆豉感官品质较好,以干基计,豆豉的纤溶酶活性70.44±8.37 IU·g-1,总游离氨基酸32.91±1.13mg·g-1,酸可溶性多肽27.74±2.51mg·g-1,每mg豆豉的DPPH自由基清除能力与0.43±0.09μg Trolox相当。     

液质联用法同时测定猪粪便中16种（氟）喹诺酮类药物残留

为检测猪粪便中氟喹诺酮类药物残留,建立了高效液相色谱-串联质谱方法,可同时测定猪粪便中环丙沙星、诺氟沙星等16种氟喹诺酮类药物的残留量。样品经50%硝酸镁-4%氨水混合溶液提取,过HLB固相萃取小柱净化,HPLC-MS/MS多反应监测模式下进行定性及定量分析,16种氟喹诺酮类药物在40～200ng·mL^-1浓度范围内呈现良好线性关系,西诺沙星和沙拉沙星检出限为0.005μg·g-1,其他FQs药物检出限均为0.002μg·g-1。添加浓度为0.05、0.5、1.0μg·g-1时,方法平均回收率为51.4%～109.3%,RSD小于20%。该方法前处理简单、快速、灵敏、准确,仅使用少量有机试剂,检测成本低,对环境危害小。     

上海崇明农田土壤中有机磷农药的残留特征

2008年7月分别选取崇明典型农田土壤,对其中的9种有机磷农药残留进行检测。结果表明:水稻田土壤和蔬菜地土壤有机磷农药均有不同程度检出。水稻田土壤检测出的有机磷农药总量在0.23～0.69μg g-1之间,检出种类主要为甲拌磷、乐果、二嗪农、马拉硫磷、对硫磷;蔬菜地土壤检出的有机磷农药总量为0.10～0.57μg g-1,检出种类主要为氧化乐果、甲拌磷、乐果、马拉硫磷和对硫磷。其中,对硫磷的检出量和检出率均最高。不同土地利用方式对土壤有机磷农药残留有一定影响,水稻田土壤有机磷农药残留高于蔬菜地土壤,这可能与水稻田与蔬菜西瓜田耕种方式和施用农药量有关。     

栽培种花生AFLP标记体系的优化及多态性引物筛选

为建立并优化适合花生的EcoR Ⅰ和Mse Ⅰ内切酶组合的AFLP标记技术体系,本试验对花生基因组DNA大样提取方法、双酶切反应、连接体系、预扩增和选择性扩增等影响因素进行反复调试与优化,并对适合花生AFLP分析的引物组合(E/M)进行多态性筛选。结果表明,高质量的模板DNA提取采用改进的SDS-CTAB法,DNA样品的浓度在150~200 ng·μL~(-1),37℃双酶切3.0 h,接头浓度为50pmol·μL~(-1),T4-DNA连接酶浓度为10 U·μL~(-1),16℃连接10 h。以2×Es Taq MasterMix(含有Es Taq DNA Polymerase,3 mmol·L~(-1)MgCl_2和400μmol·L~(-1)d NTP)作为PCR反应原料,其中,预扩增反应体系为50μL,预扩增引物(E00和M00)的浓度为50 ng·μL~(-1),预扩增产物最适稀释倍数为20倍;选择性扩增反应体系为20μL,扩增产物中加入10μL Loading Buffer,经95℃变性10 min后,立刻转移到冰浴中冷却备用。最终,从225对AFLP引物组合中,筛选出稳定且多态性丰富的42对引物组合,可用于后期作图群体基因型检测和种质资源遗传多样性分析。本研究结果为下一步构建花生高密度遗传连锁图谱和开展分子标记辅助育种奠定了基础。