转Bt基因对水稻内生原核微生物定殖数量效应分析

为探讨转Bt基因对水稻内生原核微生物定殖的数量效应,首先确定水稻根、茎、叶表面微生物的消毒时间和条件;其次,在有效排除水稻植株表面微生物干扰的条件下,应用纯培养方法对转Bt基因及其亲本水稻各组织的内生原核微生物定殖数量进行检测分析,初步评估各亲本水稻在引入外源Bt基因后,给水稻植株内生原核微生物数量带来的影响。结果显示,水稻根际微生物以70%乙醇浸泡7 min,茎和叶表面微生物以70%乙醇浸泡2 min,以无菌水漂洗2次,可达到杀灭表面微生物的效果。本次试验中,ZJ-22和明恢63两个水稻品系亲本植株根、茎的内生原核微生物定殖数量,在苗期和分蘖期时均高于对应的转Bt基因植株(ZJ-22Bt和TT51-1);苗期时两个品系亲本水稻叶片内生微生物数量同样高于转Bt基因水稻,分裂期转Bt水稻TT51-1叶片内生原核微生物数量则多于其亲本植株明恢63。以上结果表明,两个品系亲本水稻插入外源基因后,在苗期和分裂期对亲本植株各部位的内生原核微生物定殖情况均产生了一定的影响。     

旱作条件下旱稻和水稻叶片光合特性及RuBP羧化酶活性的比较

【目的】探讨旱作条件下旱稻、水稻品种叶片光合特性及RuBP羧化酶活性的变化规律,为旱稻品种的选育和高产栽培提供依据。【方法】选择2个旱稻品种（“旱9710”、“秦爱”）和2个水稻品种（“吉农8号”、“长白12号”）为试验材料进行田间旱作试验,于苗期、开花期、灌浆期、成熟期测定其叶片光合特性及RuBP羧化酶活性。【结果】旱作条件下,在整个生育期,旱稻品种叶片的叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、净光合速率均显著高于水稻品种（P<0.05）,旱稻品种叶片蒸腾速率显著低于水稻品种（P<0.05）,水分利用效率极显著高于水稻品种（P<0.01）;旱稻品种叶片的净光合速率与气孔导度、水分利用效率、RuBP羧化酶活性呈显著正相关。【结论】与水稻品种相比,旱稻品种叶片叶绿素含量高,RuBP羧化酶活性强,蒸腾作用弱,水分利用效率高,从而有利于提高旱稻的抗旱性,维持较高的光合效率。     

辽宁省水稻光合特性及其与产量的关系

选用近来辽宁省主栽品种及在育种中有特殊作用的种质资源作为实验材料,对32份水稻材料的光合性状、叶面积指数及其与产量的关系进行研究.结果表明,抽穗期剑(旗)叶净光合速率与产量呈显著正相关;灌浆期倒二叶净光舍速率与产量呈极显著正相关.直立穗型、半直立穗型品种生育后期光合生产能力较强.抽穗期剑(旗)叶光合速率与产量呈抛物线关系,辽宁省大多数水稻品种抽穗期剑(旗)叶光合速率的最适范围是17～22μmol/(m2·s).分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期叶面积指数与产量呈极显著正相关.拔节期和抽穗期存在最适叶面积指数,其分别是2.8～4.O和5.5～6.3.分蘖期和成熟期叶面积指数几乎与产量呈线性关系.     

转Bt基因水稻的碳代谢特性

【目的】评价外源Bt基因导入对水稻碳代谢特性的影响。【方法】以转Bt基因水稻克螟稻1号及其非转基因亲本秀水11,以及克螟稻1号与3个杂交水稻恢复系明恢63、R3027和99亚162杂交和连续回交而育成的农艺性状和抗虫性稳定品系的3对近等基因系为材料,对叶绿素与可溶性糖含量、RuBP 羧化酶、蔗糖合成酶及蔗糖磷酸合成酶活性、干物质及有机碳积累量等碳代谢指标进行了测定。【结果】分蘖盛期克螟稻1号的叶绿素a含量、可溶性糖含量、干物质和有机碳含量均极显著低于秀水11（P＜0.01）,叶绿素b含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性显著低于秀水11（P＜0.05）,但其它3对Bt水稻与非Bt水稻间所有生理指标均无显著差异;齐穗期克螟稻1号蔗糖磷酸合成酶活性显著高于秀水11,而干物质和有机碳积累量则显著低于秀水11;BtR3027蔗糖合成酶活性显著低于R3027,而Bt99亚162可溶性糖含量和蔗糖磷酸合成酶活性则显著高于99亚162;成熟期所有Bt水稻与各自非Bt水稻间干物质重和有机碳积累量差异均不显著。【结论】克螟稻1号大多数碳代谢指标的显著变化主要是由无性系变异引起的;3对近等基因系中Bt基因对个别碳代谢指标的影响是短暂的,且与Bt基因所处的遗传背景有关。     

不同年代水稻品种叶片氮含量变化及其与净光合速率的关系

【目的】探索在遗传改良过程中水稻植株叶片全氮含量的变化及其与净光合速率的关系,明确其在不同年代的变化趋势。【方法】以吉林省1958-2005年育成的33个水稻品种为材料,用凯氏定氮法测定植株叶片全氮含量,用LI-6400型光合测定系统测定功能叶片净光合速率,研究在遗传改良过程中吉林省不同年份育成水稻品种叶片全氮含量与其光合特性的协同进化规律。【结果】随着水稻品种育成年代的推进,叶片全氮含量、叶绿素含量、比叶重、净光合速率均呈增加趋势,而氮素光合利用效率则呈降低趋势;在抽穗期和抽穗后10d,叶片全氮含量与育成年代分别呈极显著或显著正相关;在抽穗期30d,叶绿素含量与育成年代呈极显著正相关;在抽穗期和抽穗后10d,比叶重与育成年代分别呈极显著或显著正相关;在抽穗后10d,净光合速率与育成年代呈显著正相关;而在抽穗期和抽穗后10d,氮素光合利用效率与育成年代呈极显著负相关;抽穗期水稻叶片全氮含量与产量呈极显著正相关。【结论】水稻品种遗传改良过程中,植株叶片氮含量和净光合速率都得到了显著提高,但叶片氮含量的增加幅度明显大于净光合速率的增长,因此在品种改良过程中应注重叶片净光合速率的提高。     

转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白的差异表达

【目的】研究转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白表达的时空规律,明确Bt蛋白表达量和转Bt基因抗虫棉抗性的内在联系,更加有效降低靶标害虫危害。【方法】采用ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)蛋白定量检测方法,以转Bt基因抗虫棉鄂抗虫棉1号(GK19)为研究材料,对转Bt基因抗虫棉不同组织器官、不同生长时期主茎功能叶和不同生长时期主茎不同叶位叶片的Bt蛋白含量进行检测。【结果】转Bt基因抗虫棉不同组织器官Bt蛋白含量存在差异,苗期叶片最高,花、蕾、铃次之,根、茎较低;不同生长时期主茎功能叶Bt蛋白含量呈现出随生长发育时间推进而降低的趋势;不同生长时期主茎不同叶位叶片Bt蛋白含量差异较大,苗期和盛蕾期第1~7叶呈现出逐渐下降的趋势,而盛花期和盛铃期第1~7叶呈现出先缓慢升高后逐渐稳定的趋势。【结论】Bt蛋白在转Bt基因抗虫棉各生长时期,各组织器官都有表达,且表达量呈时空动态变化。     

烤烟上部叶光合特性与单叶质量叶位效应的聚类分析

【目的】探讨烤烟上部8片烟叶质量差异产生的生理机理,为指导上部叶采收调制以及工业企业在特定叶位挑选优质原料提供参考。【方法】以烤烟品种云烟87为材料,研究成熟期烤烟上部8片叶每位叶的光合特性和烤后烟叶单叶质量,并采用聚类分析法对光合特性相近的叶位进行分组,比较单叶质量与光合特性的叶位效应。【结果】随着叶位的降低,烤烟叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显下降,其中倒3～8位叶净光合速率较倒1叶显著降低了9.79%～27.68%,但各叶位胞间CO_2浓度差异不明显。对各叶位光合特性的聚类分析表明,上部8片叶可分为倒1～2叶、倒3～5叶、倒6～7叶和倒8叶4个叶组,其单叶质量分别为8.68～8.79,9.86～10.05,10.32～10.43和10.80 g,组内差异不显著,不同组间差异显著,其叶位效应与光合特性的叶位效应相似。【结论】云烟87上部8片叶光合特性和单叶质量叶位效应相似,光合特性是烟叶质量差异形成的主要生理基础。     

追施沼液对小麦光合特性及土壤酶活性和养分含量的影响

【目的】研究追施沼液对小麦光合特性及土壤酶活性和养分含量的影响,为沼液在小麦施肥上的应用提供参考。【方法】在大田条件下,以西农889小麦为供试材料,用沼液作追肥,各生育期追肥量设11 250,22 500,33 750kg/hm2 3个水平,追肥时期分别为拔节期、孕穗期、灌浆期,以各生育期不施肥为空白对照,研究追施沼液对小麦不同生育期叶片光合特性和成熟期土壤酶活性及土壤速效养分含量的影响。【结果】追施沼液可以提高小麦叶片净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE),增加土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量,其中以沼液施用水平为22 500kg/hm2,并在拔节期、孕穗期各追施1次的效果最佳,与对照相比该处理叶片净光合速率(Pn)增加41.3%~76.5%,产量提高36.0%,土壤过氧化氢酶、脲酶活性及有机质和速效氮、磷、钾含量亦有显著提高。【结论】麦田追施沼液的最佳施用水平为22 500kg/hm2,并在拔节期和孕穗期各追施1次为宜。     

影响Bt稻离体叶中Cry1Ab杀虫蛋白降解的环境因子研究

 【目的】研究转Bt基因水稻表达的外源Bt杀虫蛋白在土壤中的环境去向，以便进行转BT基因水稻的生态风险性评价。【方法】室内采用ELISA法，研究了转Bt基因水稻克螟稻2号（KMD2）粉碎叶片中Cry1Ab杀虫蛋白在3种水稻土，即青紫泥田、黄筋泥田和黄松田土中不同土壤含水量、土壤pH值和温度条件下的降解动态。【结果】供试叶片粉中Cry1Ab蛋白在3种水稻土中的降解动态均可用一级化学反应动力学指数方程来拟合，降解半消减期t0.5为1.8～4.0 d。【结论】土壤含水量、pH和温度对Cry1Ab蛋白降解速率均有一定影响，但pH和温度的影响更为明显。通常pH较低的酸性土壤和低温不利于土壤中Cry1Ab蛋白的降解,特别是在酸性黄松田中降解最慢。     

外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦生长及生理特性的影响

【目的】研究外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦生长及生理特性的影响。【方法】于2018～2019年在新疆南疆采用盆栽试验进行,以新冬60号为材料,自冬小麦拔节期至成熟期,用黑色遮阳网进行25%遮阴处理,在冬小麦拔节期设置5个外源硅(Na₂SiO₃分析纯)滴施量分别为7.5 kg/hm²(Si₁)、15 kg/hm²(Si₂)、22.5 kg/hm²(Si₃)、30 kg/hm²(Si₄)、37.5 kg/hm²(Si₅)和清水对照(Si₀)共6个处理,测定不同处理冬小麦植株性状、叶片光合特性及小穗发育和籽粒性状,分析外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦调控效应,并筛选出适宜的外源硅滴施量。【结果】弱光胁迫下,外源硅滴施可以增加冬小麦的株高、茎粗、穗长和叶片SPAD值;改善了叶片光合性能,提高了旗叶的净光合速率(Pn)、...     

转cry1Ac+CpTI基因水稻对大螟的致死和亚致死效应

 【目的】研究转cry1Ac+CpTI基因水稻对大螟的致死和亚致死效应,为转基因抗虫水稻的生态风险评价提供依据。【方法】采用活体取食生测的方法系统研究苗期、分蘖拔节期、孕穗期和灌浆成熟期4个生育期的转cry1Ac+CpTI基因水稻KF6和ⅡYouKF6对大螟的致死和亚致死效应。【结果】两转基因水稻在苗期对大螟的致死效应最为明显,其对50%和100％个体的致死作用时间最短,大螟在该生育期的转基因水稻上取食3 d及6 d后,校正死亡率最高;其次为分蘖拔节期,两转基因水稻在4.0 d和10.0 d内能分别对50%和100%的大螟个体产生致死作用,在该生育期的两转基因水稻上取食6 d 后,校正死亡率均明显高于孕穗期和灌浆成熟期;KF6在孕穗期对大螟的致死效应显著下降,其对50%大螟个体的致死作用时间显著延长,且取食6 d 后的校正死亡率也显著下降。但ⅡYouKF6对大螟的致死效应并没有明显下降;两转基因水稻在灌浆成熟期对大螟的致死效应显著下降,对50%大螟个体的致死作用时间显著长于其它生育期,取食3 d和6 d后的校正死亡率均显著低于其它生育期;部分大螟能在转基因水稻的孕穗期和灌浆成熟期完成个体发育。不同生育期的两转基因水稻对大螟的亚致死效应也存在显著差异,取食苗期和分蘖拔节期的转基因水稻能抑制大螟幼虫和蛹的发育,降低化蛹率,但对羽化率没有显著影响;取食孕穗期的转基因水稻能显著抑制大螟幼虫的发育,但对蛹历期、化蛹率和羽化率均无影响;灌浆成熟期的转基因水稻对幼虫和蛹的发育速率、化蛹率和羽化率均无明显影响。在任一生育期的转基因水稻上取食,均能降低大螟幼虫的体重和蛹重,但不影响成虫的生殖力。【结论】不同生育期的转基因水稻,对大螟的致死和亚致死效应存在显著差异,随生育期的增加,致死和亚致死效应逐渐减弱。     

转Bt基因抗虫玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态

【目的】研究转cry1Ab杀虫蛋白基因玉米收获后玉米根茬及其根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解动态,比较两种Bt玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定玉米收获后根茬残体和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态。【结果】转Bt基因玉米根茬残体和根际土壤中杀虫蛋白是逐渐降解的,Bt玉米MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较高,降解的速度也较慢,收获后8个月时还不能完全降解;Bt玉米Bt11根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较低,降解速度比MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度快,到7个月时已检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。Bt玉米MON810根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解较Bt11的慢,MON810和Bt11根际土壤分别在8个月和7个月时检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。【结论】种植过Bt11和MON810抗虫玉米的田块,在第二年春播农作物已经出土时,其根茬和根际土壤中残留的Cry1Ab杀虫蛋白尚不能完全降解,还有少量残留。     

吉林省不同年代水稻品种叶片硝酸还原酶的活性变化研究

【目的】了解不同年代育成水稻品种叶片硝酸还原酶活性(Nitrate reductase activity,NRA)的变化及其与净光合速率（Pn）和产量的关系,为吉林省水稻高产育种和栽培提供理论依据。【方法】以吉林省1958至2005年育成并在生产上推广的18个水稻品种为材料,研究水稻植株剑叶NRA变化及其与净光合速率和产量的关系。【结果】水稻叶片NRA在孕穗期较低,抽穗期最大,此后呈下降变化;NRA随品种的育成年代推进而降低。不同生育期水稻剑叶Pn在抽穗期达到最大,此后不断下降;随着育成年代的推进,Pn逐渐上升。NRA与净光合速率呈负相关,但不显著,与水稻产量呈显著负相关。【结论】水稻品种遗传改良提高了叶片的光合作用和产量,但NRA却随品种的育成年代推进而降低,这可能也是水稻氮肥利用效率降低的原因。     

开放式臭氧浓度升高条件下转Bt（Cry1Ab/Ac）基因水稻的光合特性

【目的】明确臭氧（O3）浓度升高对转Bt基因水稻（Oryza Sativa L.）光合特性的影响。【方法】利用中国农田开放式O3浓度升高（O3-FACE）研究平台,以Bt汕优63（Bt-SY63） 及汕优63（SY63）为试验材料,采用盆栽种植,分别于处理26 d、47 d和75 d对其光合特性相关生理指标进行测定分析。【结果】随着O3处理时间的延长,Bt-SY63和SY63剑叶净光合速率（Pn）呈现下降趋势,与各自对照相比75 d时分别下降21.1%和15.1%（P＜0.01）,气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的变化趋势与Pn基本保持一致;PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭也表现出不同程度的下降;而两品种非光化学猝灭、吸收光能用于PSⅡ天线色素耗散部分的变化则是处理高于对照;叶绿素以及类胡萝卜素含量也呈下降趋势,Bt-SY63可溶性蛋白含量在后期处理高于对照,核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）的含量未显著减少。【结论】O3浓度升高使Bt-SY63的光合特性相关指标都发生了不同程度的改变且变幅大于SY63,说明Bt-SY63对O3的响应较SY63敏感,在O3胁迫下,Bt-SY63各性状指标的波动性较大。     

播期对直播稻光合物质生产特征的影响

【目的】探讨播期对直播稻干物质生产特征和光合生产特征的影响。【方法】以中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳3 种类型具有代表性的4个水稻品种（含常规粳稻和杂交粳稻两种）为材料,通过分期播种试验,对直播稻干物质的积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行了系统的比较研究。【结果】（1）无论是从单茎还是群体来看,拔节、孕穗、抽穗、蜡熟和成熟期的干物重均随播期的推迟呈明显的下降趋势,且随着生育进程的推进,差异愈加明显。（2）随着播期的推迟,播种期至拔节期和拔节期至抽穗期的干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例呈一定的上升趋势,抽穗至成熟期则呈一定的下降趋势,各阶段的干物质积累量随播期的推迟呈显著或极显著的下降趋势。（3）随着生育进程的推进,单茎叶重和单茎鞘重均呈逐渐下降的趋势,单茎茎重呈先增后减再增的趋势,单茎穗重则呈逐渐增加的趋势;随着播期的推迟,单茎叶重和单茎鞘重在孕穗期和抽穗期呈显著或极显著的下降趋势,蜡熟期差异很小,成熟期呈略微增加的趋势,单茎茎重和单茎穗重在各时期均呈显著或极显著的下降趋势。（4）随着生育进程的推进,生育中后期的叶、茎、鞘、穗各部分所占的比例与其干物重的变化趋势一致;随着播期的推迟,叶比例和鞘比例在孕穗期呈略微的下降趋势,抽穗期变化不大,蜡熟期和成熟期均呈显著或极显著的上升趋势,茎比例在孕穗期和抽穗期呈略微的下降趋势,蜡熟期呈略微的增加趋势,成熟期呈一定的下降趋势,穗比例在孕穗期呈略微的增加趋势,抽穗期变化不大,到蜡熟期和成熟期则呈显著或极显著的下降趋势。（5）随着播期的推迟,叶、茎和鞘的输出量、输出率和输出物质转化率均呈显著或极显著的下降趋势。（6）随着播期的推迟,叶面积指数拔节期相当,孕穗期、抽穗期和蜡熟期呈显著或极显著的下降趋势,成熟期略微下降,播种期到拔节期、拔节期到抽穗期和全生育期的的光合势均呈显著或极显著的下降,抽穗期到成熟期有所下降,差异不显著。（7）随着播期的推迟,群体生长率播种期至拔节期呈极显著的上升趋势,拔节期至抽穗期差异不显著,抽穗期至成熟期呈极显著的下降趋势,净同化率播种期至拔节期和拔节期至抽穗期呈明显的上升趋势,抽穗期至成熟期呈明显的下降趋势。【结论】播期对直播稻光合物质生产特征具有较大的影响。较迟播而言,早播具有前期物质生产量适宜,中后期积累旺盛,干物质总量大且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强的特点。     

Degradation of Cry1Ab Protein Within Transgenic Bt Maize Tissue by Composite Microbial System of MC1

Environmental safety issues involved in transgenic plants have become the concern of researchers, practitioners and policy makers in recent years. Potential differences between Bt maize（ND1324 and ND2353 expressing the insecticidal Cry1Ab protein） and near-isogenic non-Bt varieties（ND1392 and ND223） in their influence on the composite microbial system of MC1 during the fermentation process were studied during 2011-2012. Cry1Ab protein in Bt maize residues didn＇t affect characteristics of lignocellulose degradation by MC1, pH of fermentation broth decreasing at initial stage and increasing at later stage of degradation. The quality of various volatile products in fermentation broth showed that no signifi cant difference of residues fermentation existed between Bt maize and non-Bt maize. During the fermentation MC1 efficiently degraded maize residues by 83%-88%, and cellulose, hemicelluloses and lignin content decreased by 70%-72%, 72%-75% and 30%-37%, respectively. Besides that, no consistent difference was found between Bt and non-Bt maize residues lignocellulose degradation by MC1 during the fermentation process. MC1 degraded 88%-89% Cry1Ab protein in Bt maize residues, and in the fermentation broth of MC1 and bacteria of MC1 Cry1Ab protein was not detected. DGGE profi le analyses revealed that the microbial community drastically changed during 1-3 days and became stable until the 9th day. Though the dominant strains at different fermentation stages had signifi cantly changed, no difference on the dominant strains was observed between Bt and non-Bt maize at different stages. Our study indicated that Cry1Ab protein did not infl uence the growth characteristic of MC1.     

转Bt基因棉对多异瓢虫生长发育及中肠组织变化研究

[目的]研究转Bt基因棉花对多异瓢虫生长发育及中肠组织的变化.[方法]用取食转Bt-Cry 1Ab/Ac基因棉棉蚜喂饲多异瓢虫,初步研究了取食转Bt-CryAb/Ac基因棉棉蚜对多异瓢虫的影响.利用透射电镜观察取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉和取食对照花粉的多异瓢虫中肠组织的变化.用ELISA检测方法在取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉的多异瓢虫体Bt毒蛋白进行了检测.[结果]多异瓢虫Hippodamia variegata取食棉蚜后各个虫态均无显著差异;利用透射电镜观察取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉和取食对照花粉的多异瓢虫中肠组织,发现其微绒毛、线粒体、内质网均无显著变化;用ELISA检测方法在取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉的多异瓢虫体内没有检测到Bt毒蛋白.[结论]取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因棉棉蚜和花粉对多异瓢虫生长发育没有明显影响.