兰州百合同源四倍体诱导及其基因组大小估算

兰州百合(2n=2x=24)是重要的“药食同源”植物,进行其种质创新和基因组大小分析对于丰富其种质资源和生物学信息具有重要意义。以兰州百合的种子和试管小鳞茎为试验材料,通过秋水仙素浸泡诱导染色体加倍,经流式细胞仪倍性检测获得的同源四倍体植株分别有10和4株,四倍体诱导率分别为21.11%和33.27%。为了估算兰州百合基因组大小,以小麦品种“中国春”为内标,通过流式细胞仪测算兰州百合二倍体和四倍体植株中的DNA含量,得出兰州百合基因组为64.9 Gbp,是“中国春”核基因组的4倍。     

施氮对胡麻磷素营养状况的影响

为了探讨氮肥运筹在调控胡麻磷素营养方面的潜力,通过2个土培试验,研究了氮肥用量及等量氮肥的施用时期、比例对胡麻磷素积累和磷素利用的影响。结果表明：施氮显著增加了植株体内的磷素积累量;0.1 g N/kg土及0.2 g N/kg土的氮肥全部作为基肥施用,成熟期植株体内的磷素积累量较不施氮肥分别提高了24.83%和34.23%;0.2 g N/kg土的氮肥,100%基肥(F₁)、2/3基肥+1/3现蕾追肥(F₂)、1/2基肥+1/2现蕾追肥(F₃)、1/6基肥+5/6枞形追肥(F₄)、1/6基肥+1/3枞形追肥+1/2现蕾追肥(F₅) 5种施用方式下,F₂、F₃、F₄、F₅的植株体内磷素积累量,较F₁,枞形、现蕾、青果和成熟期分别增加了14.17%~32.60%、9.32%~66.20%、20.47%~36.35%和4.65%~31.04%,且增幅依F₂、F₃、F₄、F₅的顺序增加;基肥追肥结合且基肥比例≤1/2的施氮方式,均有效促进了磷的吸收,F₃、F₄、F₅协助磷素累积的效果依次增加。施氮协同提高了磷素吸收效率及磷肥偏生产力;F₅比F₁、F₂、F₃、F₄,植株干物质积累量和籽粒产量分别提高了7.89%~22.02%和9.59%~26.71%,磷素吸收效率和磷肥偏生产力分别提高了10.58%~31.04%和9.59%~26.71%,磷素干物质生产效率降低了2.42%~7.43%。氮磷的吸收具有协助作用,一定范围内氮肥用量的增加提高了氮磷之间的协助作用;等剂量的氮肥,基肥和追肥结合比全部作为基肥施用可更好地发挥氮磷吸收之间的协助作用;基肥占比小于1/2、现蕾期追肥比例1/2左右,是胡麻较好的促生又促进磷素吸收累积和提高磷肥偏生产力的氮肥运筹方式,但该方式下的磷素干物质生产效率及磷素籽粒生产效率均较低。     

外源水杨酸诱导大麦对条纹病的抗性研究

 条纹病是影响大麦生产的主要病害之一,降低大麦条纹病的发生对大麦稳产具有重要意义。水杨酸作为植物内源激素,可以通过激活植物过敏反应和调节植物病程相关蛋白基因表达从而诱导植物产生系统性抗性。本研究以感病大麦品种Alexis为材料,分别采用0、5、10、15和20 mmol·L^-1浓度的水杨酸浸种后接种大麦条纹病菌(Pyrenophora graminea),三叶期调查Alexis的发病率、病情指数及生长状况;以10 mmol·L^-1浓度的水杨酸处理Alexis种子后人工接种P. graminea,测定不同侵染时间Alexis胚芽的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,并检测侵染8 d后Alexis抗病相关基因的相对表达量,旨在明确不同水杨酸浓度对Alexis抗病性的影响及水杨酸诱导Alexis产生抗性的机制。结果表明:0、5、10、15和20 mmol·L^-1的水杨酸处理下,Alexis的发病率呈先下降后上升的趋势,病情指数与发病率的变化趋势一致;10 mmol·L^-1的水杨酸处理下Alexis的发病率及病情指数较其他浓度处理显著降低;10 mmol·L^-1的水杨酸处理下,Alexis的株高、根长、鲜质量及干质量变化显著,分别是0 mmol·L^-1水杨酸处理的1.27、1.33、1.27和1.47倍;Alexis萌发2~8 d内,接菌后Alexis胚芽的POD、CAT及SOD活性均高于不接菌处理,PAL活性于第2、4和8 d 时高于不接菌处理;水杨酸接菌处理下Alexis胚芽的POD、CAT、SOD及PAL活性均高于接菌处理;第8 d 水杨酸接菌处理下Alexis抗病相关基因HORVU2Hr1G116090(TGA)和HORVU2Hr1G033620(PR)的相对表达量较接菌处理显著升高,可能参与了Alexis对条纹病菌抗病调控。研究结果可为应用水杨酸防治大麦条纹病提供理论依据。     

化肥有机肥配施对油菜营养生长期根系分泌物的影响

探讨油菜营养生长期根系分泌有机酸和氨基酸对不同施肥处理的响应,为油菜安全高效生产提供理论依据。盆栽试验设置5 个化肥有机肥不同配施比例,分析油菜根系和地上部的干重及其根系分泌的有机酸和氨基酸的种类和含量。研究结果表明,油菜根系分泌有机酸以丙二酸、乙酸和柠檬酸为主,其中丙二酸和乙酸受施肥影响最为显著,有机肥配施显著降低二者分泌量。与单施化肥相比,有机肥配施显著减少了油菜根系分泌有机酸总量,并不同程度降低了地上部和根系生物量。化肥有机肥配施比例为1∶3 时有机酸总量降低最明显,但生物量与单施化肥无明显差异。油菜根系分泌氨基酸以谷氨酸和γ- 氨基丁酸为主,不同配施比例对油菜根系分泌35 种氨基酸种类的影响不大,但对氨基酸分泌总量影响显著。随有机肥配比的增加,氨基酸总量呈现先减少后增加的趋势。根系干重与有机酸分泌总量呈极显著正相关关系,但与氨基酸分泌总量无关,后者与土壤可溶性有机碳含量和细菌数量显著相关。油菜根系分泌有机酸和氨基酸所起的生态作用可能不同,前者可能是植物受到养分胁迫时的应激反应,后者可能是为了增强土壤活性。化肥有机肥1∶3 配比为油菜生长提供最均衡养分,为油菜施肥管理提供参考。     

灌水对沙漠绿洲区甘草生长动态和产量的影响

为研究灌水对沙漠绿洲区甘草（Glycyrrhiza uralensis）生长动态和产量的效应,本研究设2 700（W1）、3 600(W2)、4 500(W3)、5 400(W4)、6 300(W5)和7 200(W6) m3/hm2 6个灌水处理。结果表明,灌水明显促进甘草茎叶、根的生长。处理W4、W5和W6株高显著高于W1、W2和W3（P<0.05）,主茎生长速度W6处理较W1快60％,较W2快33％;W3、W4、W5和W6处理地上部干质量显著高于W1（P<0.05）,干物质积累速度W3处理较W1快11％;根长、芦径、根干质量随灌水量增加而增加,灌水量超过5 400 m3/hm2则表现下降趋势,处理W3和W4根干质量最高,在根快速生长期W3和W4处理的一年龄和二年龄根干质量增加速度分别较W1快50％和35％。灌水4 500和5 400 m3/hm2,一年龄甘草和二年龄甘草根产量均达到较高水平,但前者灌水效率较后者高,可节水900 m3/hm2。     

小麦中miR164的靶基因鉴定及其在衰老过程中的表达

miR164是植物中一种重要的非编码RNA,对植物的生长发育具有重要作用。为了解miR164靶基因与小麦衰老的关系,本研究通过在线软件对小麦中miR164家族成员进行了鉴定并对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,从小麦中共鉴定出13个miR164家族成员,其不均匀分布在9条染色体上。系统进化分析表明,13个小麦miR164与同属于禾本科单子叶植物的水稻亲缘关系较近。13个Tae-miR164均能形成稳定的二级结构,成熟序列碱基具有高保守性,仅有3个Tae-miR164成员在第21位存在差异,成熟序列产生于前体中具有碱基高保守性的第1～21位。Tae-miR164的靶基因中,有18个为NAC转录因子,占所有靶基因总数的75%,表明Tae-miR164的主要靶基因为NAC转录因子。Tae-miR164家族成员在小麦叶片中的表达量明显高于其他组织;在小麦叶片衰老过程中,与其他Tae-miR164靶基因相比,有3个Tae-miR164靶基因表达差异显著,其ID分别为TraesCS4A02G225100、TraesCS5B02G054800和TraesCS5A02G04910,其中TraesC...     

大麦条纹病原菌的RAPD遗传多样性分析及大麦亲本抗性评价

为了明确大麦条纹病菌-麦类核菌(Pyrenophora graminea)在甘肃省河西走廊地区不同地理位置的遗传差异性,并鉴定大麦亲本品种对其抗性,运用RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)技术,对甘肃农业大学农学院麦类实验室保存的20个采自河西不同地区的大麦条纹病菌株进行遗传多样性分析,采用"夹心法"对30种大麦亲本材料进行抗性评价。结果表明,在遗传相似系数(GS)为0.7166时可将20个麦类核菌(P.graminea)菌株划分为4类,菌株XTB和JT聚为一类,且这2个菌株的地理位置相隔较远,菌株YC和HYH各自单独为一类,剩余16个菌株聚为一类;20个供试菌株中,菌株QQ和SW、菌株HZ和QWC的遗传相似系数(Genetic Similarity,GS)均为0.936 5,遗传相似性最高,遗传距离值分别为0.052 3和0.045 5。菌株YC的遗传相似系数最小,为0.624 1,与其他菌株间的遗传距离范围是0.372 2～0.633 0,得出不同地理来源的麦类核菌菌株存在一定的遗传差异性;在供试菌株中,菌株CJZ和SW的地理位置接近,遗传距离小,而菌株SW和QWC,HZZ和SW,SSB和HZ之间的地理位置均相隔较远,但两两之间的遗传距离值均较小,得出菌株间地理位置的远近差异与遗传距离的大小无显著相关性。抗性鉴定结果显示,30份供试的大麦亲本品种对菌株QWC的抗病性差异较大,鉴定出6份高感大麦条纹病品种,19份感病品种,5份抗病品种,其中‘Isotta’的抗性最差,‘甘啤6号’抗性最好。综上所述,引起甘肃河西走廊地区大麦条纹病的病原菌群体存在较高遗传差异性,且其亲缘关系的远近与地理差异无明显相关性;鉴定大麦亲本抗性,得到抗感大麦品种组合‘甘啤6号’和‘Isotta’。     

白菜型冬油菜萌动种子低温春化的生理生化特征

【目的】探讨白菜型冬油菜萌动种子低温春化的可能性,以及萌动种子春化过程其生理生化状态和植株结实性等表型变化特征,为白菜型冬油菜人工加代繁育和加速育种进程提供理论基础。【方法】以3个不同感温性的白菜型冬油菜品种为材料,于4℃对油菜萌动种子进行春化处理,春化处理过程中（0、20、30、40、50和60 d）测定萌动种子的硝酸还原酶、抗氧化物酶活性、渗透调节物、丙二醛含量等生理生化指标;同时播种各春化处理萌动种子,观察记录种子形成植株的生育期进程、测定植株结实性能等。【结果】随着春化处理时间的增加,白菜型冬油菜萌发种子形成的植株春化率、初花期株高、成熟期株高、一次分枝数、单株角果数、角果长、角粒数、单株产量等总体呈逐渐升高趋势;春化处理前期（0—40 d）,植株结实性能在不同品种间表现较明显差异,春化时间增加后（50—60 d）,不同品种结实能力虽略有差异,但均无显著差异水平。回归分析结果显示,在4℃条件下,强冬性冬油菜陇油7号萌动种子完全春化（春化率>95%）需处理76.9 d,陇油9号和天油4号分别为54.0和39.4 d。相关分析结果表明,春化率与株高、结实性能等各表型性状均呈极显著正相关,其中与初花期株高、成熟期株高相关系数最大为0.947和0.985,表明白菜型冬油菜春化程度显著影响着植株株高、结实性能等。随低温春化时间增加,白菜型冬油菜萌动种子硝酸还原酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性呈不断降低趋势。与对照（未低温处理的萌动种子）相比,低温春化处理的陇油7号、陇油9号萌动种子GA₃含量均明显降低,春化30 d的天油4号萌动种子GA₃含量明显比对照增加。与对照相比,春化处理的冬油菜萌动种子IAA含量均明显增加（陇油9号春化40 d处理除外）,其中,春化50 d的天油4号萌动种子IAA含量比对照增加197.0%。陇油7号春化处理的萌动种子ABA含量比对照明显增加。【结论】白菜型冬油菜萌动种子可以感受低温使其完成春化作用,品种春化所需低温时间取决于品种冬性强弱;低温春化过程中,白菜型冬油菜萌动种子生理生化状态发生了一些变化,并最终影响植株的生长发育及其结实性能。     

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定紫花地丁中82种农药多残留

采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),优选最佳QuEChERS样品前处理方法,建立了紫花地丁Viola yedoensis中82种农药残留的快速筛查和定量检测方法。通过正交试验设计9种组合,研究4种不同吸附剂(PSA、C₁₈、GCB和SiO₂)对紫花地丁净化效果的影响。紫花地丁样品分别经800 mg PSA、3 200 mg C₁₈、1 600 mg GCB和1 600 mg SiO₂提取与净化,采用phenomenex DOD-4475-AN C₁₈色谱柱分离,0.1%甲酸(含10 mmol/L甲酸铵)-乙腈混合溶液进行梯度洗脱,标准曲线法定量。结果表明:82种农药在相应的线性范围内,色谱响应值与对应的质量浓度间均呈良好的线性关系(r ≥ 0.99),检出限(LOD)均在0.3~5 μg/kg之间,定量限(LOQ)均在1~20 μg/kg之间。在0.02、0.05和0.1 mg/kg 3个添加水平下,大多数农药的平均回收率介于70%~111%之间,相对标准偏差(RSD,n = 6)小于19%。该方法操作简单、准确、高效,可满足紫花地丁中82种农药残留同时检测的要求。     

基于Meta分析评价秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同生态区域小麦产量的影响

为了明确秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响,利用Meta定量分析方法分析秸秆覆盖和不同秸秆覆盖量对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响。以“半干旱区”、“秸秆覆盖”和“小麦产量”为关键词搜集、筛选并整理1970-2019年公开发表的相关文献,建立综合文献数据库。分析秸秆覆盖、不同秸秆覆盖量、不同年均降雨量和不同年均积温与小麦产量的关系。结果表明,秸秆覆盖可以增加北方半干旱区不同降雨量和积温区域的小麦产量,主要通过增加有效穗数使小麦平均增产12.77%;当秸秆覆盖量为6 000~9 000kg/hm ²时,小麦增产率最高,为14.49%（9.01%~20.52%,CI>95%）;当年均降雨量为200~400mm时,小麦增产率最高,为19.36%（9.86%~28.49%,CI>95%）;当年均积温为0℃~3 000℃时,小麦增产率最高,为19.56%（16.36%~22.39%,CI>95%）。此研究结果可为我国北方半干旱区不同降雨量和积温区域采用秸秆覆盖技术栽培小麦提供理论依据。