温度与土壤水分对玉米种子萌发及幼苗生长特性的影响

以沈单16、豫玉22为试验材料,研究不同温度、土壤水分对玉米种子萌发及幼苗生长特性的影响.结果表明,随温度与土壤水分的下降种子发芽势、发芽率均呈降低趋势.温度与土壤水分对幼苗生长各指标的影响不同,玉米芽鞘长、幼苗长、贮藏物质转运率和叶绿素含量均随温度与土壤含水量的降低而减小;过氧化物酶活性、脯氨酸含量呈先增加后降低的趋势.在环境温度低于15℃恒温条件下,玉米种子发芽率迅速降低,土壤含水量低于10％时种子不能正常萌发;在15℃及以下低温,土壤含水量低于10％时玉米幼苗生长受到抑制.持续性低温、干旱胁迫不利于玉米种子的正常萌发与幼苗的生长.     

秸秆还田与覆膜对土壤理化特性及玉米生长发育的影响

试验研究秸秆还田对不同覆膜时期的全膜双垄沟播玉米生长发育与土壤理化特性的影响。结果表明,经秸秆还田后全膜双垄沟播耕层土壤养分含量变化依次表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,不同覆膜时间对土壤养分变化影响不明显;秸秆还田土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用处理土壤容重增大。在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,其株高、茎粗与叶面积均小于对照;在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。玉米产量表现为秋覆膜整株秸秆还田>顶凌覆膜整株秸秆还田>秋覆膜秸秆粉碎还田>顶凌覆膜秸秆粉碎还田>免耕留茬一膜两年用,秸秆还田后玉米产量较对照有增产趋势,而免耕留茬一膜两年用有减产倾向,但处理间差异不显著。     

密度对全膜双垄沟播不同品种玉米干物质积累及分配的影响

在全膜双垄沟播条件下,研究了不同密度处理2种不同品种玉米富农1号和武科2号干物质积累与分配规律。结果表明:玉米单株干物质积累和群体干物质积累均呈Logistic生长曲线;各生育时期单株干物质积累量随密度增加而减小,群体干物质积累随密度的增加而增加;密度对单株干物质积累的影响主要体现在大喇叭口期以后;密度对干物质分配的影响主要体现在灌浆期以后;茎、叶干物质转移率对密度的反应不敏感,而转换率随密度的增加而上升。     

白菜型冬油菜RuBisCo蛋白亚基基因rbcL和rbcS的克隆及其在干旱胁迫下的表达

应用双向电泳结合液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析, 筛选得到干旱胁迫下白菜型冬油菜与光合作用相关差异蛋白质RuBisCo小亚基。根据已发表白菜型油菜(Brassica rapa) RuBisCo亚基rbcL和rbcS保守序列设计引物, 采用RT-PCR扩增陇油7号的cDNA, 获得rbcL和rbcS基因开放阅读框, 长度分别为1095 bp和549 bp, 编码364和181个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析结果显示, rbcL与大白菜(Brassica rapa subsp. chinensis)的蛋白质同源性达到99%以上, 其保守序列属于RuBisCo Large超家族, 该蛋白质理论相对分子量及等电点分别为40.29 kDa和6.70, 不稳定指数(instability index, II>40为不稳定蛋白质)为41.67, 属于不稳定蛋白; 脂融指数(aliphatic index)为83.63, 平均亲水性值(grand average of hydropathicity)为-0.232, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括38.74% α-螺旋(alpha helix)、10.99%延伸链(extended strand)及50.27%自由卷曲(random coil); 三级结构具有5个不同的活性口袋。rbcS与甘蓝(Brassica oleracea)蛋白质同源性达到99%, 其保守序列具有rbcS超家族和RuBisCo Small Like超家族, 理论相对分子量为20.32 kDa, 理论等电点为8.23, 不稳定指数为33.66, 属于稳定蛋白质; 脂融指数为74.86, 平均亲水性值为-0.142, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括16.02% α-螺旋、28.73%的延伸链及55.25%自由卷曲; 三级结构具有4个不同的活性口袋。实时荧光定量和半定量分析显示, 干旱胁迫下, 白菜型冬油菜叶片rbcL和rbcS基因表达量下调是光合作用下降的原因。并且, 冬油菜叶片P_n下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是P_n下降的主要因素。     

全膜双垄沟播与秸秆还田技术对土壤理化特性及玉米产量的影响

试验通过全膜双垄沟播覆盖种植与不同玉米秸秆还田方式,研究对其土壤理化特性及玉米产量的影响。结果表明:采用全膜双垄沟播种植方式,经秸秆还田后耕层土壤养分含量变化表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,秸秆还田后的土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用后的土壤容重增大。秸秆还田对土壤水分与温度的影响,在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。就玉米产量变化而言,表现为全膜覆膜+整株秸秆还田>全膜覆膜+秸秆粉碎还田>全膜双垄沟播>免耕留茬一膜两年用>露地种植,玉米全膜双垄沟播较露地种植增产达到显著水平,玉米采用全膜双垄沟播种植结合秸秆还田技术的栽培模式较单一的全膜双垄沟播玉米产量有增产的趋势,免耕留茬一膜两年用有减产倾向但差异不显著。     

外源ABA和钨酸钠对干旱胁迫下白菜型冬油菜ZEP表达的影响

为研究白菜型冬油菜玉米黄质环氧酶(ZEP)基因在干旱胁迫下响应外源ABA的分子机制,本研究选择白菜型冬油菜陇油7号和天油4号为试验材料,分别喷施蒸馏水、ABA溶液、钨酸钠溶液、ABA+钨酸钠溶液200 mL后置于植物培养箱干旱处理7 d。采用RT-PCR和qPCR等技术进行ZEP基因克隆和表达分析,结果表明:该基因包含一个长度为2 013 bp的ORF,编码含670个氨基酸残基的蛋白质,理论等电点为6.16,属于亲水性蛋白。该基因与拟南芥、甘蓝型油菜的同源性分别为89.25%和99.40%。实时荧光定量分析表明,干旱胁迫可诱导白菜型冬油菜ZEP基因上调表达,外源喷施ABA后陇油7号叶片ZEP基因相对表达量较CK升高66.64%,喷施外源ABA合成抑制剂钨酸钠后陇油7号叶片ZEP基因表达量较CK降低12.74%,而同时喷施外源ABA和钨酸钠后,干旱胁迫下陇油7号、天油4号叶片ZEP基因表达量较CK分别增加了3.3倍和2.28倍,陇油7号叶片中的ZEP基因表达量较根系高21.61%,表明ZEP基因在白菜型冬油菜抗旱中可能发挥一定作用。