结瘤和非结瘤大豆同位基因系光合特性与叶片解剖结构的研究

结瘤大豆的叶片可溶性蛋白、叶绿素含量、子粒产量均高于非结瘤的,但叶片可溶性糖、淀粉含量及其与可溶性蛋白,叶绿素含量四种测定值的总和却低于非结瘤叶片。结瘤株的叶片发育较好,其叶内部空间体积、叶片厚度和含水量较高,但非结瘤株的叶片密度、叶肉密度和叶肉体积均高于结瘤株的叶片。这些解剖上的差异主要是由叶片中碳水化合物的积累所致。     

根瘤菌竞争结瘤的研究进展

近年来已通过自然选育或基因工程技术获得了不少具有高效固氮能力的菌株。并在人工控制的条件下证明它们能够使豆科作物显著增产。但由于人工接种剂与土著根瘤菌的竞争结瘤问题一直未得到很好解决，阻碍了这些高效固氮菌株田间应用效果的发挥。尽管人们对这一问题已进行了大量的研究。但也根瘤菌结瘤基因的研究相比。我们对根瘤菌的竞争结瘤机制的认识仍非常有限。已有的研究结果表明，影响根瘤菌竞争结瘤的因素主要包括根瘤菌与宿主植物的遗传基因和生态学因素两个方面。     

刺槐根瘤菌结瘤因子的初步研究

以根毛变形试验为检测手段，对刺槐与刺槐根瘤菌共生过程中的信号识别作用进行了研究。结果表明，经刺槐种子浸提物诱导后，刺槐根瘤菌野生型菌株８７１１能够产生结瘤因子。该结瘤因子能诱导刺槐根毛发生变形，且变形情况与菌体正常侵染所引起的变化相同。因此，可以把刺槐根毛变形作为检测结瘤因子存在的依据。     

结瘤对烟草主要化学成分含量的影响

对结瘤烟草植株的根、茎、叶各部位主要化学成分的含量进行了测定。结果表明：结瘤烟草的烟碱含量以叶为最多,根次之,而茎最少;总糖、总氮和蛋白质的含量则以叶为最多,茎其次,根最少。烟草结瘤后,除总氮和蛋白质的含量在根内有所增加外,其余成分在根、茎和叶中的含量与对照植株相比均呈下降趋势。     

钒对大豆结瘤和固氮的影响

通过土培试验研究了钒对春大豆、秋大豆(Glycine max.L)结瘤和固氮的影响,试验结果表明:钒处理影响大豆结瘤,使大豆植株单株瘤数、单株瘤重减少。但钒可促进根瘤个体发育使根瘤个体重量增加,钒处理还增加大豆根瘤固氮酶活性,但不能增加大豆——根瘤共生固氮体系的固氮效率。     

小豆根瘤菌接种结瘤条件分析

设计不同的小豆根瘤菌及菌液浓度、侵染时间和接种方式接种小豆推广品种京农5号和京农6号,研究其对小豆结瘤数的影响。根瘤菌BAU73042菌液浓度0.6 OD接种,单株平均结瘤数最多;BAU11017菌株菌液浓度0.2 OD接种,单株平均结瘤数最多。BAU73042侵染京农6号15 min单株结瘤数最多,BAU11017侵染京农5号45 min单株结瘤数最多。菌液浇灌接种方式优于菌液侵染接种;不同品种接种不同根瘤菌的结瘤反应不同。该研究为小豆固氮研究及利用和根瘤突变体筛选鉴定奠定了基础。     

低pH对苜蓿共生结瘤与生长的影响研究

研究了低pH条件对苜蓿生长和结瘤的影响。结果表明:与对照(pH6.5)相比,pH4.5处理极显著地抑制苜蓿初生根的伸长和根瘤菌Rhizobium meliloti的生长,进而抑制共生结瘤和苜蓿植株的生长。低pH并不直接影响苜蓿根毛变形,导致根毛变形率下降的根本原因在于根瘤菌受到低pH抑制。     

结瘤对烟草主要化学成分含量的影响

对结瘤烟草植株的根、茎、叶各部位主要化学成分的含量进行了测定.结果表明:结瘤烟草的烟碱含量以叶为最多,根次之,而茎最少;总糖、总氮和蛋白质的含量则以叶为最多,茎其次,根最少.烟草结瘤后,除总氮和蛋白质的含量在根内有所增加外,其余成分在根、茎和叶中的含量与对照植株相比均呈下降趋势.     

诱导根瘤菌与玉米结瘤共生的研究

以２，４－Ｄ处理玉米苗并接种根瘤菌，诱导根瘤菌与玉米苗结瘤共生。试验如果如下：５个玉米品种的始瘤期仅需２￣３ｄ，结瘤率高达９０％￣１００％，固氮酶活性（乙炔还原法）在４５￣５５ｎｍｏｌ·株＾－１·ｄ＾－１之间。在闽单８８中，还出现琼脂液化，结红瘤等特殊现象。经显微镜观察表明，根瘤菌可从弯曲，膨大，变形的根毛侵入，可形成类侵入线；瘤组织细胞内含有数量众多的根瘤菌菌体，说明了２，４－能诱导根瘤菌进入非     

豆科植物根瘤茵结瘤因子的感知与信号转导

结瘤因子(脂壳寡糖,lipo-chito-oligosaccharides,LCOs)是根瘤菌在宿主植物根系分泌的类黄酮的作用下,合成并分泌的一类多糖信号分子,在根瘤菌与植物的共生结瘤过程中起重要作用。结瘤因子通过一定的机制感知,与某种特定受体(结瘤因子结合蛋白)结合,通过结瘤因子激活的信号转导途径如Ca2 介导的信号转导途径或磷酸类脂信号转导途径,诱导宿主植物的一系列反应,如根毛质膜去极化、皮层细胞分裂和结瘤素基因表达等。同时,结瘤因子的感知与信号转导也受一定基因和反馈机制调控。就豆科植物根瘤菌结瘤因子感知机制、信号转导途径及反馈调控等方面的研究进展进行了全面阐述。     

CRISPR/Cas9在豆科植物毛根转化中的应用及共生基因的编辑

将CRISPR/Cas9系统与毛根转化相结合,在豆科植物百脉根和大豆中对结瘤因子受体激酶基因NFR1进行多靶点敲除,旨在快速、便捷获得目的基因突变体。结果表明:在百脉根和大豆中均获得了目的基因敲除的突变体;其中,百脉根LjNFR1基因中靶位点1处的敲除效率为58.3%,在靶位点2处的敲除效率为0;大豆GmNFR1靶位点1处的敲除效率为33.3%,靶位点2处的敲除效率为41.7%。进一步测序分析发现,CRISPR/Cas9系统可同时敲除大豆基因组上编码NFR1的2个同源基因(GmNFR1和GmNFR1b),为研究植物体内基因的功能冗余提供了技术支持。同时,CRISPR/Cas9系统在毛根转化中的运用进一步地缩短了获得突变体的周期。     

不同砧木对葡萄‘87-1’氮磷钾等养分吸收利用的影响

【目的】旨在筛选不同养分的高效利用型砧木,对12种砧木嫁接‘87-1’品种的氮、磷、钾、钙、镁养分吸收和利用效率进行研究,为葡萄生产中的砧木选择和肥料利用率的提升提供理论依据。【方法】本研究于2020年1月至2021年11月连续两年对12种砧木嫁接‘87-1’品种组合的苗木在萌芽期、始花期、末花期、种子发育期、果实转色期、果实成熟采收期和落叶期7个关键生育时期进行整株取样,测定植株氮、磷、钾、钙、镁矿质元素含量,计算各组合单株元素累积量、干物质生产效率、果实生产效率和收获指数,分析各指标之间的差异,比较不同砧木对氮、磷、钾、钙、镁吸收利用的影响。【结果】本研究中不同砧穗组合氮、磷、钾、钙、镁的单株累积量存在显著差异,其中以87-1/34EM组合的氮、磷、钾、钙、镁累积量最高。以干物质生产效率、果实生产效率为指标,评价养分生物及经济利用效率,结果表明,87-1/420A组合氮和钾的干物质生产效率最高,87-1/贝达和87-1/101-14组合磷和钙的干物质生产效率较高,而镁的干物质生产效率中则以87-1/5BB组合表现较好;钾果实生产效率以‘1103P’砧木表现最好,‘101-14’砧木氮、磷、钙和镁的果实生产效率最高。收获指数体现了果实中养分的吸收分配情况,不同砧木处理下,‘贝达’砧木磷和钾的收获指数最高,氮、钙和镁的收获指数分别以‘SO4’‘5BB’和‘华葡1号’砧木表现最高。【结论】本研究中不同砧木对氮、磷、钾、钙、镁的吸收情况差异显著,吸收能力与利用效率之间表现不一致。‘贝达’和‘101-14’砧木对磷和钙具有较高的生物及经济利用效率;‘1103P’砧木钾的生物及经济利用效率较高;氮和镁的生物利用效率分别以‘420A’和‘5BB’砧木表现最好,而经济利用效率则以‘101-14’砧木表现最好。另外,‘贝达’砧木促进了磷和钾向果实的分配,‘SO4’‘5BB’和‘华葡1号’砧木分别促进了氮、钙和镁向果实的分配。     

哈萨克母羊分娩前与胎儿组织器官细菌的多样性

【目的】研究分娩前哈萨克母羊和胎儿组织、肠道内容物及相关器官菌群的多样性。【方法】试验选择5只4岁、胎次相同、健康的妊娠后期母羊,平均体重为(55.64±4.37) kg,安乐死后,分离各组织器官并采集相关样品,用于分析菌群多样性。【结果】(1)母羊唾液、小肠内容物及羊水中有较高的多样性,chao1指数分别为1 042.02、1 058.31、1 011.22,ACE指数分别为1 069.18、1 067.41、1 014.17。(2)在物种分类水平上,母羊小肠、盲肠内容物、脐带及羔羊胎粪中厚壁菌门丰度较高,占比分别为79.08%、65.94%、49.66%和35.69%;在母羊唾液和羔羊瘤胃中拟杆菌门占比较高,分别为26.98和51.80%;羔羊瘤胃和母羊唾液中变形菌门的占比分别为64.92%和41.92%。(3)羔羊瘤胃液、胎粪及脐带中物种相似性较高,母羊唾液和瘤胃液中物种相似性较高,母羊小肠内容物和母羊盲肠内容物中物种相似性较高。【结论】母羊妊娠后期唾液、小肠内容物及羊水中有较高的多样性指数,厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门是此阶段母羊和胎儿各组织器官主要的物种。     

作物根系镉滞留作用及其生理生化机制

一定程度的镉胁迫严重影响了作物的生长发育和农产品的产量及品质。文中全面综述了重金属镉胁迫对作物和人类的危害,以及镉在作物体内的吸收、转运和积累特征及其相关的主要调控基因和功能。简要概述了作物抗镉耐镉机制,重点讨论了其中的根系镉滞留作用的生理和生化机制。重金属镉主要通过根部吸收进入植株,在根中,Cd~(2+)首先进入由细胞间隙、细胞壁微孔以及细胞壁到质膜之间的空隙等构成的"自由空间",然后通过主动或被动吸收跨膜进入胞质,再经共质体或质外体途径运输到木质部导管中。水稻等作物主要通过下列途径来适应镉胁迫:细胞壁的滞留作用、原生质体的螯合作用、液泡的区室化作用、逆境蛋白和脯氨酸的积累、抗氧化酶系统活性的提高、根系的滞留作用。根系镉滞留作用作为一种重要的抗耐镉毒害的方式,在调控作物对镉的吸收、转运和分配积累,阻碍镉进入植株地上部和原生质体,减少镉对作物自身生长发育及农产品产量和品质的影响等方面起着非常重要的作用。主要包括根茎间低转运量导致的镉滞留、根系细胞壁滞留和液泡滞留。(1)根茎间低转运量导致的镉滞留。该种滞留作用主要受到根系木质部的镉装载能力和镉长距离运输载体——植物螯合肽(PCs)含量的影响;它们主要受到质膜上跨膜离子转运蛋白HMA2和HMA4以及细胞中的PCs合成酶及其相应基因(如HMA2、HMA4、PCs1等)的调控。这些蛋白和基因对木质部的镉滞留起到负调控作用。(2)细胞壁滞留作用。根系细胞壁滞留发生在质外体部分(包括细胞壁和胞间层),主要与质外体的组成成分和结构相关,其中起关键作用的是果胶多糖,半纤维素也起到一定作用。根据果胶和半纤维素滞留镉的作用方式的不同,细胞壁滞留作用可分为物理滞留和化学滞留。物理滞留主要与细胞壁的孔隙度和厚度有关,此二者均受到细胞壁果胶含量和果胶甲酯酶PME活性的影响。而化学滞留则是由半纤维素和低酯化果胶上的带负电荷基团,如-COO-等,与Cd2+发生静电结合作用所致。它们会受到PME14和XCD1等基因的调控。(3)液泡滞留作用。液泡滞留作用与细胞质和液泡中的PCs以及液泡膜上的转运蛋白密切相关,其对镉的滞留能力大小受到液泡分隔容量大小(VSC)的限制。在液泡的镉滞留中,不同分子量大小的PCs起到了重要作用,它们参与了胞质中镉的螯合、胞质与液泡间镉的转移及最终液泡中镉的沉积。而液泡膜上的转运蛋白则负责将胞质溶液中的低分子量PC-Cd复合物通过主动运输转移到液泡内,使镉被隔离在活跃生理区之外。作物根系中,这三种重金属滞留机制先后联合作用,降低了镉向原生质体和地上部的转移,从而减轻了镉对地上部的毒害,降低了籽实等收获器官中的镉含量。然而,由于木质部中PC-Cd占总镉比例以及细胞壁电荷总量和液泡VSC大小的有限性,从而使得根系镉滞留作用的强度和效果都存在着一定的限度。     

中国甘薯产业和种业发展现状与未来展望

甘薯是世界上重要的粮食、饲料及工业原料作物,中国是世界上最大的甘薯生产国。本文总结了中国甘薯产业和种业发展的历史、现状、成效及问题,分析了国内外甘薯产业和种业的发展趋势,提出中国甘薯产业和种业未来的发展目标和任务。目前中国甘薯产业稳步发展,种植面积趋于平稳,年种植面积稳定在4×10⁶ hm²左右;单产稳步提高,已达到世界平均水平的1.96倍;产业实现了从量到质的转型升级,鲜食市场供应比例不断提高,甘薯逐步实现餐桌化,休闲、保健和功能食品得到适度发展;鲜食消费比例逐年增加,提升了甘薯种植效益;品牌建设得到了长足发展。甘薯种业在国家甘薯产业技术体系的推动下,初步建立了甘薯分子育种平台,甘薯基因组测序基本完成,构建了高密度分子连锁图谱,开发出一批与甘薯茎线虫病抗性相关的分子标记和与甘薯淀粉含量等性状相关的主效QTL,发掘出甘薯品质、抗病、耐盐、抗旱等相关的重要功能基因;建立了甘薯主要病虫害抗性评价平台,创制出一批甘薯特异新材料;构建了优质专用甘薯品种评价平台,育成一批甘薯专用型新品种,良种自育品种覆盖率达95%以上;制定了甘薯新品种的DUS测试国家标准和行业标准,规范了种薯种苗市场;完成了脱毒种薯种苗生产关键技术研究;建立了产学研结合的种业协同创新体系,推动种薯种苗企业重组。现阶段中国甘薯产业和种业还存在许多问题,一是优异种质数量少,无法满足育种的需求;二是优质品种评价指标缺乏,专用化品种少,无法满足加工需求;三是脱毒种薯种苗的应用率低,种薯种苗繁育技术和市场不规范;四是甘薯种业尚未形成规模,政府对种薯种苗繁育企业扶持力度较弱,区域性的种薯种苗企业数量少,远不能满足生产的需要。未来5—10年,中国应注重资源收集、评价和保存平台建设;打造甘薯育种公共服务平台建设;选育和推广优质高产多抗专用品种;着力推进育繁推一体化健康种薯种苗繁育体系建设;进一步延长加工产业链,提高产业效益;在“一带一路”国家示范推广高品质淀粉、富含膳食纤维、花青素、胡萝卜素及多酚类物质等专用品种。     

猪舍环境参数研究综述

适宜的畜舍环境是保障畜禽健康养殖的重要条件。据国家统计局数据表明:在2017年我国猪肉产量5 340万t,增长0.8%,生猪存栏量68 861万头,增长0.5%,我国是传统的猪生产和猪肉消费大国,随着我国养猪业规模化、福利化的发展,在当前已经拥有了高产品种猪和优质全价的配合饲料之后,猪舍内小气候环境对猪群健康的影响引起越来越多的关注和重视。早在20世纪40年代,欧美等西方发达国家学者就开始建立家畜人工气候室,通过在畜舍中模拟自然环境的气候变化,研究在不同气候条件下家畜的生理变化规律,制定猪适宜环境参数并应用于生产管理,以较好的环境换取更高的生产效益。近年来,欧美国家更加关注饲养环境对畜禽精准饲养和动物福利与健康的影响。美国NRC(2012)提出了以环境温度和饲养密度为变量的代谢能摄入量动态模型,实现营养供给的动态预测。我国生态气候复杂,生产要素的集成缺乏统一的环境基础,当猪舍环境较差时,会严重影响猪群的健康并制约猪生长性能的发挥。文章以我国现有的猪舍内环境参数标准为基础,结合国内外现有的相关环境参数标准与试验研究,比较并分析了国内外猪舍内环境温度、湿度、有害气体浓度和饲养密度等适宜参数的异同;畜舍中温度主要影响猪的采食量进而对其生长性能产生影响,在高温环境中生长猪采食量降低从而导致生产性能下降,低温环境条件下生长猪增加的采食量,更多的用于维持体温的恒定,能量利用率因而较低;畜舍中的湿度往往是伴随着舍内温度产生的协同效应;猪舍中的有害气体主要包括氨气、硫化氢、二氧化碳、甲烷和氧化氮,有害气体不仅影响人类身体健康,同时也会严重影响猪的健康生长,诱发疾病以及降低饲料转化效率。猪是社会性很强的动物,在规模化猪场发展的前提下,群居会给猪带来一定的好处,但因饲养密度增加导致的应激,会破坏猪的生理机能、行为习惯和环境之间的动态平衡,从而严重影响猪的健康,制约猪生长性能的发挥。     

不同氮钾水平对结球甘蓝养分吸收和分配的影响

采用田间小区试验的方法研究了不同氮钾水平对结球甘蓝养分吸收和分配的影响.结果表明,氮肥单施可提高结球甘蓝氮、硼、锰和锌的含量,降低钾、钙、镁、铜和铁的含量;钾肥单施可提高结球甘蓝钾和叶球中所有微量元素含量,而降低氮、钙、镁的含量;氮钾配施可减轻氮肥对钾吸收以及钾肥对镁吸收的降低作用,但对叶球微量元素含量的影响取决于氮钾肥料单施的效应和氮钾交互作用.氮肥和钾肥提高结球甘蓝养分元素的吸收数量,促进边叶钙和镁向叶球转移.氮肥和钾肥可以明显降低边叶养分元素的比例,而提高叶球中的比例,这对叶球的生长发育、产量提高以及品质和营养价值的改善起到积极作用.