种植转双价基因( Bt+CpTI )棉对主要土壤养分和酶活性的影响

 采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P< 0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

转抗旱基因棉对土壤酶活性及速效养分含量的影响

旨在探究不同生育期内种植转抗旱基因棉及其常规棉对土壤酶活性及速效养分含量的影响。应用化学分析法和溶剂浸提法对2种棉花的土壤酶活性和速效养分含量进行比较分析。结果表明,在苗期,转抗旱基因棉土壤速效磷含量显著低于其常规棉,而土壤铵态氮、硝态氮含量和脲酶活性则显著高于其常规棉,其余4个生育期它们的含量与活性均无显著差异,土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性5个生育期差异均不显著。对土壤酶活性和土壤速效养分含量的相关性分析表明,土壤铵态氮含量与土壤脲酶活性呈显著正相关,而与土壤碱性磷酸酶活性呈显著负相关;土壤速效磷与土壤全氮呈极显著负相关;土壤硝态氮含量与土壤碱性磷酸酶活性呈显著负相关,与土壤铵态氮含量显著正相关。综上,转抗旱基因棉花的种植几乎并不影响土壤速效养分含量及土壤酶活性,但随着生育期的不同其土壤速效养分含量及土壤酶活性也不同。     

转双价基因棉花对根际土壤酶活性和养分含量的影响

在田间试验条件下,以3种转双价基因棉和常规棉石远321为研究对象,比较分析转双价基因棉和常规棉石远321根际土壤酶活性及养分的变化。结果表明,转双价Cry1Ac+CpTI基因棉sGK321与石远321根际土壤速效磷和铵态氮含量无显著差异,而硝态氮含量则显著高于石远321;转双价Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(双Bt抗虫棉)速效磷和铵态氮含量均显著低于石远321,而硝态氮含量与石远321无显著差异;转双价Cry1Ac+Epsps基因棉(抗虫抗除草剂棉)速效磷和硝态氮含量均显著高于石远321,而铵态氮含量显著低于石远321。sGK321棉与石远321根际土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均无显著差异;双Bt抗虫棉土壤脲酶活性显著低于石远321,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与石远321均无显著差异;抗虫抗除草剂棉与石远321土壤脲酶活性无显著差异,碱性磷酸酶活性显著高于石远321,而过氧化氢酶活性显著低于石远321。表明sGK321棉与石远321根际土壤养分(硝态氮除外)含量和酶活性无显著差异,而双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉所呈现的差异是因不同品种所致。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

转双价棉丛枝菌根真菌侵染率与植株养分含量变化的研究

通过灭菌盆栽接种试验,研究接种丛枝菌根真菌Glomus caledonium对转双价(Bt+CpTI)棉和常规棉石远321的侵染率和植株养分含量的影响。结果表明,在观测期间,转双价棉与同源常规棉之间根系丛枝菌根真菌侵染率在同一时期均无显著差异,但植株氮、磷养分含量在一些时期明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉苗期根系全氮和蕾期、吐絮期地上部全磷以及苗期、蕾期和花铃期根系全磷含量显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期地上部全氮和吐絮期根系全氮显著低于常规棉(P<0.05)。聚类分析表明,丛枝菌根真菌侵染率和植株养分含量变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

肥料配施方式对棉花根际土壤酶活性和养分含量的影响

 在田间试验条件下,以转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉sGK321及其亲本常规棉石远321为研究对象,设置了6个不同的施肥处理,比较分析转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉和非转基因亲本棉根际土壤酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶）及速效养分(硝态氮、铵态氮和速效磷)的变化,探讨不同施肥处理对转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉根际土壤酶活性及养分含量的影响。结果表明,在棉花种植120 d时,与亲本常规棉相比,转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉根际土壤酶（脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶）活性在100%有机肥试验条件下均显著高于亲本常规棉。而在土壤硝态氮含量上,转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉与亲本常规棉之间的差异随着有机肥配施量的增加而减小;除了对照和50%的有机肥、50%的尿素试验条件外,其他处理转双价（Bt+CpTI）基因抗虫棉与亲本常规棉相比,根际土壤铵态氮含量无显著差异。     

种植转基因棉对4种土壤酶活性的影响

 在温室试验条件下,研究了种植转Bt基因棉、转Bt+CpTI基因棉在不同生育期对根际土壤脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶活性的影响。结果表明：从苗期到花铃期,土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性表现为先升后降,而蛋白酶和中性磷酸酶活性则表现为先降后升;同一品种在相邻两个生育期土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的差异达极显著水平（P<0.01）。与亲本常规棉相比,种植转基因棉降低了土壤脲酶活性和土壤酸性磷酸酶活性,对土壤脲酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为23.06%和45.36%;对土壤酸性磷酸酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为10.89%和34.91%;转Bt+CpTI基因棉sGK321的种植对土壤酶活性的影响较大：对脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响差异均达到了极显著水平（P<0.01）。     

不同施肥处理对青稞根际土壤铵态氮和硝态氮的影响

试验以青稞新育品种‘黄青2号’不同生长期的土壤为材料,对比测定不同施肥处理、不同土层土壤铵态氮、硝态氮含量,研究了土壤中铵态氮、硝态氮动态变化规律。结果显示：土壤中铵态氮、硝态氮含量在整个生育期都呈现“降低—升高—降低”的变化趋势,铵态氮含量在抽穗期最高,硝态氮含量在苗期最高,分别为2.75 mg/kg和22.64 mg/kg。0~20 cm土壤中铵态氮、硝态氮含量为1.76 mg/kg和11.82 mg/kg,分别是20~40 cm的1.76倍和2.00倍,说明物质的转化、吸收和运输主要在上层土壤中进行。土壤中铵态氮达到一定浓度时,硝态氮含量与铵态氮浓度没有相关性,而与硝酸酶活性有关。不同施肥处理下铵态氮、硝态氮含量有所差异,3种缓释肥料处理下土壤中铵态氮、硝态氮有效利用率更高。     

转Bt基因棉杀虫蛋白含量时空分布及对棉铃虫产生抗性的影响

采用ＥＬＩＳＡ法（酶链免疫法）、室内初孵棉铃虫生测法和田间棉铃虫为害调查方法，研究和分析了中国构建的 Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因抗虫棉品系ＧＫ３和美国构建的Ｂｔ基因棉品系新棉３３Ｂ的不同生育期以及花铃期不同器官的杀虫蛋白含量、校正死亡率和田间受害率变化趋势以及它们之间的关系。结果表明，转Ｂｔ基因棉Ｂｔ杀虫蛋白含量在棉花生育过程中呈时空动态变化，在时间分布上，各生育期顶尖平展叶表现为：初花期＞蕾期、花铃期＞苗期＞吐絮期；在花铃期，各器官表现为：功能叶、茎尖＞小蕾、幼铃＞花蕊、花瓣、苞叶、老叶。室内生测幼虫校正死亡率与棉株Ｂｔ杀虫蛋白含量高度一致；田间表现与Ｂｔ杀虫蛋白含量有一定的差异，除主要受Ｂｔ杀虫蛋白影响外，棉铃虫取食选择性，以及残存高龄幼虫为害和棉株各部位营养结构等也影响其抗虫性，造成后期棉铃虫主要为害花、蕾和幼铃，两材料抗虫性表现较为一致。     

不同水分下腐殖酸对杨树生长和土壤肥力的影响

为了探索杨树高产栽培水肥措施,采用盆栽试验,研究低水(W1)、常规水分(W2)和高水(W3)三种水分条件下,配施腐殖酸(M)和单施无机肥对杨树生长和土壤肥力的影响。结果表明：低水条件下,配施腐殖酸与单施无机肥处理杨树总生物量无显著差异,而在常规水和高水条件下有显著差异。低水、常规水和高水条件下,杨树平均总生物量分别为14.60 g、96.03 g和230.00 g,差异明显。相同水分下,配施腐殖酸降低了土壤硝态氮、速效磷和速效钾含量,提高了铵态氮含量;提高土壤有机碳量,增加土壤腐殖质的活性;提高多酚氧化酶活性,但对过氧化氢酶活性无显著差异;脲酶活性在低水和常规水分下,施腐殖酸处理高于单施无机肥处理,差异显著,高水条件下差异不显著。研究表明,施腐殖酸在低水条件下发挥不了其活性作用,在常规水分和高水下施腐殖酸对杨树养分生长和土壤肥力产生显著影响。     

Relationship between Bt Protein Expression and Nitrogen Metabolism in Insect-Resistant Transgenic Cotton Lines with Different Genetic Backgrounds

[Objective] This study aimed to determine the relationship between Bt protein expression levels and nitrogen metabolism in insect-resistant transgenic cotton lines with different genetic backgrounds and to provide some recommendations for the selection of highly insect-resistant cotton cultivars. [Method] Bt protein contents and nitrogen metabolism-related indexes were measured in young leaves, buds, and bolls of 41 cotton lines at different developmental stages (4–6 leaf, flourishing bud, and flourishing boll setting stages), and the correlations among these indexes were analyzed. [Result] The expression level of Bt protein in vegetative organs was found to be highly significantly positively correlated with the contents of soluble protein and free amino acids but not that of total nitrogen. Bt protein expression levels in reproductive organs were highly significantly positively correlated with soluble protein and total nitrogen contents and significantly positively correlated with free amino acid content. While soluble protein levels showed a relatively steady decrease from seedling to bud stages and from bud to boll setting stages, the highest Bt protein contents were measured in reproductive organs in mid- to late periods. [Conclusion] The expression level of Bt protein had the highest positive correlation with soluble protein and can thus be used as a reliable index for selection of highly insect-resistant cotton cultivars.     

气候变化对河北省棉花物候期的影响

【目的】研究河北省棉花物候期对气候变化的响应。【方法】利用气象数据和棉花物候期数据,分析了1981—2010年河北省棉花各生育阶段气候变化特征、物候期变化趋势、各生育阶段长短变化趋势以及各生育阶段长短与该生育阶段气象因子的相关性。【结果】1)棉花各生育阶段平均温度和≥0℃积温整体呈升高趋势;2)棉花播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期呈提前趋势,而收获期呈延后趋势。开花之前各生育阶段缩短,开花之后各生育阶段延长,整个生长期延长;3)吐絮之前各个生育阶段的平均温度、≥0℃积温与该生育阶段长短呈负相关,吐絮到收获及全生育期的天数与该时期平均温度、≥0℃积温呈正相关。【结论】研究结果有助于理解气候变化对棉花生长发育的影响,并据此提出棉花生产应对气候变化的适应技术与策略。     

棉花早、中熟品系营养器官碳氮含量变化的差异及与干物质积累的相关性

为探究不同生育期棉花品种的干物质积累及产量与其碳氮代谢相关性，采用生育期不同的2个陆地棉近等基因系早熟系4003-10和中熟系4003-6，测定生殖生长阶段蕾期至吐絮期根、茎、叶的全氮、氨基酸、非结构性碳水化合物（己糖、蔗糖和淀粉）含量及棉株各部位生物量，比较2个品系的差异，并分析营养器官含氮量与生物量的相关性。结果表明，4003-6比4003-10具有更大的铃重、衣分及皮棉产量。生殖生长阶段4003-6叶片比4003-10具有较高的全氮、氨基酸、非结构性总碳、淀粉含量及碳氮比，表明前者叶片具有较强的碳氮代谢活性和碳水化合物生产能力；4003-6的根系氨基酸水平高于4003-10，且具有更高的氮素吸收效率。在营养器官中，根系含氮量对棉花植株地上部、根系、营养器官和生殖器官的生物量积累影响最大。早熟系4003-10单株根、茎、叶的含氮量与生殖器官生物量的相关系数均高于中熟系4003-6，表明早熟品系的吸氮能力对产量影响更大。     

DPC对麦套棉~(14)C同化物运转分配及再分配的影响

试验结果表明,棉花（Ｇ．ｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）苗期、蕾期和花铃期ＤＰＣ化调可显著增加１４Ｃ同化物在根、蕾及花铃中的分配率,降低１４Ｃ同化物在顶（边）心中的分配率。从苗期到花铃期,随着生育期的延后,在吐絮阶段茎叶等营养器官滞留的１４Ｃ同化物逐渐减少,棉铃尤其是子棉的分配比率逐渐提高。ＤＰＣ化调减少了茎叶和铃壳的１４Ｃ同化物滞留量,增加了在子棉和根中的分配率。     

短季棉与中熟棉生理特性的比较研究

短季棉(Gossypium hirsutum L．)与中熟棉生理特性的比较研究结果表明,蕾期～盛花期,短季棉功能叶中SOD活性、叶绿素、全氮、钾含量和比叶重显著高于中熟品种,其中尤以浙506最高,使MDA积累延缓和减少,促进提高光合作用强变;细胞间隙CO2浓度显著低于中熟棉;短季棉光合作用强度的高峰提前在初花期,至盛花期仍维持在较高水平,促进提早并增加光合产物的积累。始絮后,功能叶中MDA含量显著高于中熟棉,并伴随有叶绿素、全氮、钾含量的下降,叶片生理功能衰退较快。