辐射诱变改良小麦品质特性的研究

用60Co-γ射线辐射小麦品种河科2号的干种子,对M4代234个株系的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、硬度的变异进行了分析。以超过群体均值±2×标准差为选择标准,筛选出6个蛋白质和湿面筋含量正向变异株系和3个负向变异株系。在M5代对它们的粉质参数进行了测定,并利用SDS-PAGE对其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行了鉴定。结果表明,株系242的粉质图谱与粉质参数显著改变,株系240、108的HMW-GS组成也存在明显差异。亲本的HMW-GS组成为2+7+8+9+12,株系240、108的HMW-GS组成为2+7+8+12,说明在麦谷蛋白位点上发生了变异。     

外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca²⁺对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca²⁺对低强度酸雨（pH 4.5,SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0,SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO₃^-和NH₄⁺）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H⁺-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H⁺-ATPase磷酸化水平和活性增加（P<0.05）,促进ATP分解,增加供能,使NH₄⁺吸收增加（P<0.05）,但NH₄⁺仅在南粳9108根中过量积累（P<0.05）,引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO₃^-和NH₄⁺含量及其生长均未受影响（P>0.05）。SAR2处理下,两个品种水稻质膜H⁺-ATPase活性和NO₃^-、NH₄⁺吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制（P<0.05）,其中南粳9108降幅大于五优308。Ca²⁺+SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H⁺-ATPase磷酸化水平和活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长均与对照（叶喷去离子水处理）差异不显著（P>0.05）。Ca²⁺+SAR2处理下H⁺-ATPase活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05）,但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明,外源Ca²⁺可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H⁺-ATPase磷酸化水平,促进H⁺-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO₃^-和NH₄⁺吸收的抑制,维持根系生长。其中,外源Ca²⁺对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca²⁺对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响。本实验中,外源Ca²⁺对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca²⁺将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害。     

不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象,研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响,并且以实际沼液废水中NH₄⁺-N、Cu²⁺浓度为参照设置不同浓度,分别考察NH₄⁺-N、Cu²⁺对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下,栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L^-1·d^-1,白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L^-1低浓度NH₄⁺-N下栅藻生长较好,其生物产率优于BG 11培养基,分别为0.20、0.18 g·L^-1·d^-1;500、2000 mg·L^-1高浓度NH₄⁺-N下,藻细胞生长缓慢,生物产率仅为0.12、0.11 g·L^-1·d^-1。在Cu²⁺浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L^-1的培养液中,藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L^-1·d^-1。一定浓度NH₄⁺-N存在下,栅藻能耐受较高的Cu²⁺浓度。     

人参皂苷Rg1对H2O2诱导的HT22细胞凋亡及胞内Ca2+变化的影响

目的 研究人参皂苷Rg₁对H₂O₂诱导的HT22细胞凋亡及胞内Ca²⁺浓度变化的影响。方法 以0、6.25、12.5、25、50、100μg/L人参皂苷Rg₁预处理细胞24 h,采用Ca²⁺荧光染料探针Fluo-3/AM负载细胞1 h后,50 mmol/L H₂O₂刺激细胞,多功能酶标仪测定荧光强度,激光共聚焦显微镜实时监测[Ca²⁺]i变化,Hoechst 33258染色检测细胞凋亡。结果 H₂O₂可诱导细胞内Ca²⁺浓度增加（P<0.01）,并增加细胞凋亡率（P<0.01）。不同浓度人参皂苷Rg₁可呈剂量依赖性的抑制H₂O₂诱导的HT22[Ca²⁺]i增加（P<0.01）,抑制细胞凋亡（P<0.01）,以50μg/L的作用为最强（P<0.01）。结论 人参皂苷Rg₁可通过降低H₂O₂诱导的HT22细胞内Ca²⁺水平的升高,抑制氧化应激引起的细胞凋亡。     

盐逆境下氯离子通道抑制剂对栽培大豆离子吸收、转运和含量的影响

以大豆栽培品种‘中黄13’为试验材料，在幼苗三出复叶期外加3种氯离子通道抑制剂Zn²⁺、蒽-9-羧酸（9-AC）和尼氟灭酸（NAF）经盐逆境处理10 d，基于根长、株高和植株表型的比较分析，选择Zn²⁺作为氯离子通道抑制剂。通过比较不同处理下大豆幼苗叶主脉和根部解剖结构以及叶部离子含量（Na⁺、K⁺ 、Cl^-和NO^-₃含量）相关指标的变化，探讨盐逆境下Zn²⁺对大豆幼苗的影响。结果表明：（1）盐逆境下外加不同氯离子抑制剂对盐逆境作用效果依次表现为：Zn²⁺>NaCl ≈ 9-AC > NAF，Zn²⁺能缓解大豆盐伤害作用；（2）盐逆境外加Zn²⁺后，大豆幼苗根和叶部导管孔径大小及中柱直径与根直径比值均有所回升，而叶部Cl^-含量和Cl^-/NO^-₃值均有所回落，介于对照和盐逆境处理之间。离子含量数据表明，盐逆境下外加Zn²⁺能够降低大豆幼苗叶片Cl^-含量，有效缓解盐逆境对大豆幼苗的伤害，且这种缓解作用与大豆幼苗叶主脉和根部解剖结构（如导管数量、孔径大小和皮层比例等）的变化有关。以上结果支持Zn²⁺是一种合适的栽培大豆Cl^-通道抑制剂这一结论。     

小麦蛋白质品质的高分子量麦谷蛋白亚基评分系统研究

 针对现有高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）评分系统的局限性，选用100个春小麦品种，测定了其HMW-GS以及蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数和SDS沉淀值等5项小麦蛋白质品质，并通过数量化理论及统计学鉴评方法，研究了HMW-GS与小麦蛋白质品质的关系，得到了5个多元回归方程，决定系数均在0.96以上，能准确预测5个蛋白质品质，建立了针对不同小麦蛋白质品质的HMW-GS评分系统。总体来看，1亚基、2*亚基、7亚基、5+10亚基和10亚基对小麦蛋白质品质有积极意义，属于优质亚基，但对于不同的蛋白质品质，亚基的作用不尽相同，10亚基有利于蛋白质数量的增加，5+10亚基有利于蛋白质质量的提高。     

Cd2+对伸展摇蚊及黄色羽摇蚊幼虫的毒性效应研究

依据《化学品 沉积物-水系统中摇蚊毒性试验加标于沉积物法》(GB/T 27859—2011),以死亡率、羽化率、羽化时间和口器畸形率为观测指标,分别研究了加标水体和沉积物中Cd²⁺(CdCl₂·2.5H₂O)对伸展摇蚊(Chironomus riparius)和黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)的急性(96 h)和慢性(20 d)毒性。结果表明,摇蚊幼虫存活率与水和沉积物中Cd²⁺浓度呈显著负相关(P<0.01),水中Cd²⁺对三龄伸展摇蚊幼虫和黄色羽摇蚊幼虫的96 h半致死浓度(LC₅₀)分别为22.39 mg·L^-1和33.41 mg·L^-1,沉积物中Cd²⁺对伸展摇蚊幼虫及黄色羽摇蚊幼虫的20 d LC₅₀分别为226.26 mg·kg^-1和351.84 mg·kg^-1。摇蚊幼虫口器畸形率与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.01);伸展摇蚊羽化时间与Cd²⁺浓度无显著相关关系,黄色羽摇蚊羽化时间与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.05)。死亡率和口器畸形率表明,伸展摇蚊对镉污染的敏感性要高于黄色羽摇蚊。     

网箱养鳝模式对Cu2+的吸附和鱼生产性能的影响

为探讨网箱养鳝模式下空心莲子草和麦饭石对水体中Cu_²⁺的吸附效应和共生体系中黄鳝、鲤鱼存活率,增重率及肌肉Cu_²⁺含量的影响,试验选取健康黄鳝120尾,随机分成4组,每组设置3个重复,分别放养于网箱内;鲤鱼240尾,随机分成4组,每组设置3个重复,分别放养于网箱外水泥池中。饲养56 d。检测空心莲子草、麦饭石、水体Cu_²⁺含量和黄鳝、鲤鱼的存活率,增重率及肌肉Cu_²⁺含量。结果表明,空心莲子草和麦饭石对水体中的Cu_²⁺均有较强的吸附作用,水体Cu_²⁺浓度明显降低;随水体Cu_²⁺浓度升高,黄鳝和鲤鱼的存活率、增重率明显降低,肌肉中Cu_²⁺含量显著升高。     

生物炭用量对模拟土柱氮素淋失和田间土壤水分参数的影响

利用土柱模拟试验和田间试验,把由果树废枝干制备的生物炭以0,20,40,60 t·hm^-2和80 t·hm^-2的用量施入土壤,以探明不同用量的生物炭对土壤硝铵态氮素淋失和土壤水分的影响。结果表明,施用生物炭可降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N累积淋溶量,其中用量为80 t·hm^-2处理较对照分别降低了41%和18.6%（P＜0.05）;NO₃^--N淋溶主要集中在前三次,其淋溶量占总量的97.3%～98.8%,生物炭能增加NO₃^--N在土壤中的滞留时间,延缓淋失;在整个淋洗过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋失,其累积淋溶量占NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶总量的97.3%～98.14%;施用生物炭种植春玉米后,土壤含水率和总孔隙度增加不显著。     

氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N2和N2O产生的影响

反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO₃^--N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N₂)产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O₂)浓度状况如何影响土壤N₂的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O₂浓度和温度状况,设置不同O₂浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N₂法测定 3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7m 和 2.0~2.2m)土壤N₂O和N₂产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N₂和N₂O 的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0% O₂)土壤N₂产生速率(以N计)为 5.3~7.1 μg·h^-1·kg^-1 (0.2m)和 0.5~2.3 μg·h^-1·kg^-1 (0.5m和2.0m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N₂O产生速率(以N计)为1.1 μg·h^-1·kg^-1 (0.2m)和<0.2 μg·h^-1·kg^-1 (0.5m 和 2.0m),显著低于无氧条件下速率的 84.0%~99.1%。原位观测的土壤 O₂浓度>2.5%(0.2m和0.5m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N₂和N₂O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N₂O/(N₂O+N₂)值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N₂O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N₂和N₂O产生速率,估算得到玉米生长季(按120 d计)剖面0~2.0m土体的反硝化(N₂+N₂O)损失量可达219 kg·hm^-2,表明土壤对其剖面累积的NO₃^--N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO₃^--N进一步向地下水迁移的风险。