能以植酸磷为唯一磷源生长的转基因甘蓝型油菜

由于难溶性矿物磷酸盐和有机磷的大量存在,土壤总磷虽高,但多数土壤缺乏有效磷,这是世界范围内农业生产的主要限制因素之一。土壤中有机磷的存在形式主要是植酸,为了提高土壤有效磷供给,利用根癌农杆菌菌株LBA4404,通过两步再生方法将植物表达载体pBINPR-phyI中含有的带胞外分泌信号肽序列的植酸酶基因转入油菜品种中双6号中,并获得转基因油菜56株,转化效率0.16%~9.20%。分子检测和酶活性检验表明,植酸酶基因已导入中双6号,转基因植株能有效表达植酸酶基因并向根外分泌植酸酶,转基因植株能以植酸为唯一磷源正常生长,非转基因植株则不能。结果表明,转基因植株根系分泌大量高活性植酸酶有助于土壤中有机磷释放出有效磷供植物利用;利用基因工程技术提高植物对土壤闭蓄态有机磷利用效率的前景是可期待的。     

遗传转化的黑曲霉植酸酶基因(phyA2)对玉米利用土壤有机磷能力的影响

以转黑曲霉植酸酶基因(phyA2)玉米T9代纯合系及与之对应世代的阴性对照为材料,通过低磷土壤培养试验研究植酸酶基因(phyA2)对玉米利用土壤有机磷能力的影响。结果显示,在施用植酸钠和不施磷的条件下,与阴性对照相比,转基因玉米根际土壤的磷酸酶活性分别提高5.17%和5.48%,根际中等活性有机磷分别降低16.2%和28.2%;植株磷积累量分别增加140%和100%,各生长指标都明显好于阴性对照。说明遗传转化的黑曲霉植酸酶基因能提高玉米利用土壤有机磷的能力,增加玉米体内磷的积累,改善玉米的生长状况。     

植酸酶phyA基因的密码子优化及其在大豆中的表达

植酸是植物源食品中的主要抗营养成分, 降低植酸含量可有效提高大豆的营养利用率。本文根据大豆密码子使用偏好性, 对无花果曲霉植酸酶phyA基因进行密码子优化, 人工合成了适合在大豆中表达的phyA(b)基因。以pCAMBIA3301为骨架, 构建由大豆凝集素基因启动子和信号肽序列调控的植物表达载体pCBPS-phyA(b)。用农杆菌介导法遗传转化吉林35大豆子叶节。PCR检测表明目的基因已初步整合至大豆基因组中; bar试纸条表明所有阳性植株中均能检测到bar基因的蛋白产物; 除草剂叶片涂抹显示野生型的叶片出现黄化或枯萎现象, 而转基因植株叶片表现正常, 具除草剂抗性; 以半定量RT-PCR共筛选到13株转phyA和19株转phyA(b)阳性转基因大豆植株。通过对转基因大豆T3种子中植酸酶活性、无机磷和植酸磷含量等检测, 证明人工基因phyA(b)比phyA在大豆种子中所表达的植酸酶具有更高的活性, 说明密码子优化有利于提高外源基因的表达。     

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

 为了获得转植酸酶基因（phyA）棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T₄代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。     

植酸酶的生物技术改良及应用

植酸是植物中磷的储存库。许多植物饲料,尤其是谷物和豆类中,大部分磷元素以植酸磷的形式存在。植酸是一种抗营养因子,与多种金属离子以及蛋白质螯合从而抑制营养因子的吸收。植酸酶广泛的存在于自然界中,能够催化降解植酸,形成无机的磷酸盐。单胃动物自身植酸酶含量很低,不能有效的利用以植酸形式储存的磷。无机磷的添加一定程度上缓解动物磷营养的问题,但是大量无机磷的添加会导致较为严重的环境问题。植酸酶作为饲料添加剂已经得到广泛的应用,能够提高单胃动物对饲料中磷和矿物营养的吸收,并且降低磷的排放。该文主要综述了植酸酶的生物技术改良和应用。     

植酸酶生产与应用的研究进展

植酸酶能降解植物性饲料中的植酸盐类,释放出无机磷酸,对于提高单胃动物饲料中磷的利用率,促进饲料中矿质元素的吸收利用,减轻高磷排泄物对环境的污染有重要作用。植酸酶也可以用作食品添加剂,促进人体对食品中矿质元素的吸收利用;植酸的降解产物IP3在医药领域也具有广泛的生理功能。为了体现植酸酶的研究意义和应用价值,本研究综述了国内外利用微生物、转基因植物和转基因动物生产植酸酶的概况,提出了植酸酶在生产过程中存在的一些问题,并对植酸酶的发展前景进行了展望。     

利用农杆菌介导法将柠檬酸合成酶基因(CS)导入籼稻品种明恢86

磷是生命的必需元素之一,在作物的生长发育中起着重要的作用。然而,大多数土壤中有效磷的含量很低,而作为磷肥生产的磷矿资源正趋于耗竭,与此同时,土壤中的磷大部分以作物难以利用的形态存在。已有的研究表明植物通过分泌柠檬酸活化土壤中难溶性无机磷从而提高了土壤磷的可利用性。本研究采用根癌农杆菌介导法将柠檬酸合成酶(citratesynthase)基因CS导入杂交籼稻优良恢复系明恢86,共获得48株T0再生植株。经PCR检测,其中22株为转基因阳性植株。对阳性转基因植株的Southern及Northern分析表明,外源基因已整合到了水稻基因组中并得以有效表达。转基因植株后代的生理学和农艺学性状的研究正在进行之中。     

高效表达黑曲霉PhyA基因改善白三叶草对有机态磷的利用

利用子叶下胚轴为外植体，通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) Ti质粒介导遗传转化途径，建立了高效表达黑曲霉PhyA基因的白三叶草转基因系。PCR和Southern印迹结果表明，PhyA基因已整合到转基因植株的基因组中。Northern印迹结果表明，部分转基因系中的PhyA基因具有高表达水平。此外，PhyA基因表达的植酸酶在Patatin信号肽的引导下具有分泌至细胞间隙和根际的能力。与未转基因对照相比，在以植酸盐为唯一磷素供源的条件下，高表达PhyA的转基因系植株的磷素累积量、鲜重和干重显著增加。证明外源转化黑曲霉PhyA基因能显著增强白三叶草利用有机态磷的能力。     

核盘菌液滴凝集素SSL-6基因过表达质粒构建与油菜转化

菌核病是由腐生型真菌核盘菌寄生引起的一种世界范围性严重病害,是我国油菜的主要病害之一,严重影响油菜的品质和产量。目前没有找到针对核盘菌的有效的免疫资源,因此通过不同的途径来开展抗菌核病抗性资源筛选研究具有非常重要的现实意义。本研究本着"以毒攻毒"的思路,将核盘菌自身可能参与致病的分泌型凝集素蛋白SSL-6基因转入甘蓝型油菜中,以期获得具有抗菌核病的油菜种质资源。通过基因克隆、过表达载体构建和借助根癌农杆菌介导的油菜遗传转化,将SSL-6基因转到甘蓝型油菜"中双6号"基因组中;经过潮霉素抗性筛选与PCR鉴定,成功获得了75株转基因油菜;进一步RT-PCR检测,筛选到5株SSL-6基因高表达的转基因植株。这些转基因油菜植株为下一步菌核病的抗性研究提供了重要的基础材料。     

H~+焦磷酸酶促进植物磷利用的研究进展

植物的生长发育离不开磷这种大量营养元素,但其利用过程中仍旧存在几大主要问题:磷短缺、磷污染以及土壤有效磷含量低,而通过基因工程策略提高植物磷利用效率无疑是最有效的应对解决途径。其中,由植物质子焦磷酸酶(H+-PPase)介导的成效尤为突出,各种H+-PPase过表达转基因植株具有多方面且几乎一致的优异表型(包括耐低磷,耐盐,抗旱等),这可能与H+-PPase不同的细胞定位及其多功能性有关,并且涉及到质膜H+-ATPase的中间作用以及磷/糖的信号调控、代谢和转运。本文着重对H+-PPase与植物磷胁迫的内在关系、促进植物磷利用的研究成效及其可能的作用机理等方面进行综述,以期为H+-PPase在植物抗逆基因工程中发挥更大作用提供理论依据。     

攀枝花市米易县植烟土壤生态化学计量学特征研究

为阐明长期植烟对土壤生态化学计量特征变化的影响,对比分析了攀枝花市米易县植烟区域第二次土壤普查与现今植烟土壤生态化学计量学演变特征,为区域植烟土壤生态退化阻控提供科学依据。结果表明：(1)长期植烟引起土壤有机碳的大量消耗,与第二次土壤普查结果相比,该区域植烟土壤C/N、C/P、C/K分别下降23.69%、23.63%和7.16%,这与全N、P、K不同程度富集有关; N/P较第二次土壤普查降低15.98%,是由于磷更容易被土壤固定,增幅相对较大;(2)米易县植烟土壤有机碳含量与N/P、N/K、P/K变化呈极显著正相关,说明土壤有机碳是影响土壤生态化学计量比变化的重要因素,应重视植烟土壤有机碳的补充。     

长期定位施肥对蔬菜保护地土壤磷素空间分布的影响

以长期定位施肥蔬菜保护地土壤为材料，研究不同施肥处理对土壤磷素在剖面上分布特征的影响。结果表明：不同施肥处理土壤全磷和速效磷含量在剖面中均呈现随土层深度增加而减少的趋势，而且在同一土层内，施有机肥各处理土壤速效磷含量高于不施有机肥各处理。在0~60cm土体内施有机肥各处理土壤磷素活化系数明显高于对照和不施有机肥各处理。在土壤剖面中施肥各处理有机磷含量均高于对照，配施有机肥处理也高于单施化肥处理。磷素在土壤中的积累和长期施用有机肥是导致土壤磷素向下层移动的主要因素。     

低分子量有机酸对土壤无机磷形态转化的影响

采用无机磷分级方法研究了有机酸对石灰性土壤和红壤无机磷形态转化的影响,结果表明,有机酸对石灰性土壤和红壤无机磷形态有明显的影响。石灰性土壤经柠檬酸和草酸浸提后,其Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ和Ｏ－Ｐ的含量增加;而Ｃａ１０－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ的含量下降。柠檬酸手酒石酸对红壤无机磷的形态也产生明显影响,表现为Ａｌ－Ｐ含量增加,Ｆｅ－Ｐ和Ｃａ－Ｐ含量下降,Ｏ－Ｐ变化不大。有机酸通过影响土壤中无机磷组分,促     

沈阳东陵古松根区土壤磷酸酶活性与土壤养分的关系

从古松的纵向和横向研究了沈阳东陵不同深度古松土壤磷酸酶活性及与土壤养分（有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷）的关系。结果表明：在距树干4m处可能是古松根系吸收养分较强的地方，土壤磷酸酶活性与土壤有机质、全氮、碱解氮和全磷都呈极显著的正相关，与速效磷呈极显著的负相关；磷酸酶可以表征古松根区土壤中磷素的含量状况；古松根区不同深度土壤中的磷酸酶活性可以作为评价土壤肥力指标之一。     

宁夏中部干旱带土壤肥力综合评价

【目的】同心县作为宁夏中部干旱带的核心区域,由于引水灌溉干旱区耕地利用方式、作物结构调整、施肥管理措施的变化土壤肥力随之发生深刻变化,自第二次土壤普查已经历30年,科学评价土壤肥力变化特征,明确该区域当前土壤肥力状况,以实现耕地资源的有效利用的和农业可持续发展。【方法】通过对2008—2012年宁夏中部干旱带同心县测土配方施肥项目的2000份土壤肥力指标数据采用One-anova统计描述、主成分分析法进行分析,并与第二次普查数据对比分析农田土壤肥力的变化特征,明确同心县农田土壤肥力现状。【结果】目前,宁夏中部干旱带同心县农田土壤的pH 平均为8.77,与土壤全盐、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾极显著的负相关(P＜0.01),全盐含量平均为0.30g/kg,土壤全盐与土壤有效磷呈正相关,但无显著差异,与其他指标呈负相关,有机质含量平均为7.08 g/kg,与土壤全氮、速效氮磷钾养分之间有极显著正相关性(P＜0.01),全氮含量平均为0.57g/kg,与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量有极显著正相关(P＜0.01),碱解氮含量平均为36.07mg/kg,有效磷含量平均为14.77 mg/kg,速效钾含量平均为170.63mg/kg,速效氮磷钾之间均呈显著极显著正相关。同心县农田土壤有碱化趋势,与第二次土壤普查结果相比,土壤有机质下降12.2%,全氮下降降低10.5%,碱解氮含量基本持平,有效磷提高121.4%、速效钾下降4.8%。【结论】干旱气候条件下,宁夏中部干旱带同心县农田土壤肥力指标变化显著。建议该区域在作物栽培过程中选择酸性土壤调理剂降低土壤碱化程度,重视生理酸性肥料的应用,强化有机肥与化肥配施,加大秸秆还田技术的推广力度,以实现区域农田土壤肥力的提升和养分的平衡供应。     

湖南植烟土壤磷的主要形态及其有效性

为研究湖南主要成土母质植烟土壤磷素的形态及含量特征,阐明土壤磷形态、转化及与有效性的关系,本研究通过对湖南主产烟区4种主要成土母质的16个代表性土壤进行分析,结果表明：不同母质植烟土壤磷的主要形态是无机磷,占土壤全磷的63.82%～77.77%,有机磷仅占22.23%～36.18%。板页岩和紫色板页岩发育的土壤全磷含量较高,为834.63～991.86 mg/kg,但速效磷含量较低,为29.53～30.02 mg/kg;第四纪红土和石灰岩发育的土壤全磷和无机磷的含量较低,而速效磷含量及其占全磷的比例则较高。不同母质植烟土壤有机磷、无机磷和速效磷含量存在有：第四纪红土＞石灰岩＞紫色板页岩和板页岩的变化趋势。不同母质植烟土壤速效磷与土壤全磷、有机磷和无机磷之间均无直接的相关性。     

嘉兴市南湖区稻田土壤养分现状与管理对策

为摸清嘉兴市南湖区稻田土壤的养分现状,分别于2004年和2008年对该区进行了采样分析。结果表明,从1983年至2008年的25年间南湖区稻田土壤肥力水平有较大提高,土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾含量分别增加了7.0%、4.1%、394%和11.3%;土壤有效磷的成倍增加与区内农户大量施用磷肥和畜禽粪肥以及磷在土壤中不易移动、容易积累的特性有关。从1983年至2004年的20年中,南湖区稻田土壤有效微量元素也发生了较大的变化,土壤有效铜、锌、铁、锰和钼的含量分别增加了13.6%、222%、26%、202%和81.8%,但土壤有效硼的变化不大。针对区内土壤磷素过量积累、化肥施用量高和养分利用率低的情况,提出了科学培肥、控制施用氮磷肥施用和针对性地施用微肥等养分管理对策。     

长期耕作施肥对白浆土磷组分及其有效性的影响

采用顾益初等无机磷和Bowman-Cole有机磷分级体系,对长期施肥和耕作的白浆土中无机和有机磷组分及其与土壤有效磷的关系进行了研究。结果表明,白浆土耕层全磷含量为461.60 mg/kg,其中无机磷占土壤全磷58.08%,其余为有机磷。无机磷和有机磷各组分含量高低顺序分别为O-P>Fe-P>Al-P>Ca10-P>Ca2-P>Ca8-P和MLOP>MROP>HROP>LOP     

施肥对烤烟生长及根际土壤磷钾养分的影响?

为研究不同施肥处理对烟苗生长和根际磷钾养分的影响,采用根箱培养技术,设置有机肥、化肥、有机无机配施、不施肥（对照）4种施肥处理。结果表明,在有机无机配施的处理中,烟苗的生物量、磷钾吸收量均高于其他处理,比对照分别提高了1.2倍、1.5倍和1.7倍。在烟苗根系附近,土壤有效磷钾的含量低于远根区,说明烟苗的吸收速率大于土壤供应速率,合理施肥成为调节烤烟根区磷钾营养的重要手段。根际Ca-P和O-P含量比较稳定,为土壤潜在磷源。有机无机配施提高了烟苗根际有效磷的含量,近根区的Al-P、Fe-P显著降低,酸性磷酸酶活性显著提高,说明有机无机配施增强了烟苗利用Al-P、Fe-P和有机磷的能力。在生产实践中,提倡化肥与有机肥的合理配合施用,对于保持土壤养分的持续供应、提高磷钾利用效率、促进烟苗的生长发育和生产优质烤烟有重要的意义。     

长期施肥对设施土壤磷素积累及释放的影响

研究了长期定位条件下不同施肥处理对保护地土壤磷素积累及释放的影响。结果表明,施磷肥的土壤其全磷、速效磷和有机磷的含量明显高于不施磷肥的土壤,且在同一条件下,施加有机肥能提高土壤中不同形态磷素的含量。四种处理土壤全磷含量的大小顺序为：AP>BP>A>B,速效磷和有机磷含量的大小顺序为：AP>A>BP>B。有机肥能明显促进土壤磷素的释放,四种处理土壤磷素累积释放量的大小顺序为：AP>BP>A>B。抛物线扩散公式能很好地拟和土壤磷素释放特征。