小麦秸秆还田和施钾对棉花产量与养分吸收的效应

在长江流域麦棉两熟制条件下,以Bt转基因抗虫棉为材料,设置不同秸秆还田量(4500 kg hm^–2和9000 kg hm^–2,即半量还田和全量还田)与施钾量(K₂O,150 kg hm^-2和300 kg hm^-2)田间定位试验,研究小麦秸秆还田对棉花产量和主要养分吸收累积的影响及其与化肥钾的差异。结果表明,在施用氮磷肥的基础上,与对照相比,秸秆全量还田处理显著提高了铃数、铃重和皮棉产量,还田第2年和第3年产量增长率分别达143.5%和93.7%;显著提高了各生育时期尤其是吐絮期生物量和氮磷钾养分吸收量,延缓了棉花衰老。秸秆还田对钾吸收的促进效应大于氮磷,还田第3年棉株钾累积总量较对照增加335.1%,每生产100 kg皮棉钾吸收比例增大112.1%。秸秆全量还田处理(K₂O,约折合150 kg hm^–2)促进养分吸收、防止早衰及增产效应均显著大于秸秆半量还田处理,但显著低于施钾量300 kg K₂O hm^–2处理,与施钾量150 kg K₂O hm^–2处理的增产效果相当,但养分吸收量较150 kg K₂O hm^–2处理下降。     

ATP合成相关基因在小麦BNS不育系育性转换中的差异表达

为了探讨ATP合酶α亚基和腺嘌呤磷酸核糖基转移酶(APRT)与温敏雄性不育系BNS育性的联系,利用荧光实时定量PCR方法,在花药发育的4个重要时期(四分体期、单核期、二核期和三核期),定量检测ATP合酶α亚基和APRT相关基因在不育及可育条件下花药中的mRNA表达水平。不育条件下,ATP合酶α亚基基因从四分体到二核期表达量持续下降,与可育株相比在单核期表达量显著下降;APRT1在4个时期的表达量低于其在相应可育条件下的表达量,而APRT2基因在BNS不育和可育条件下维持较低的表达水平。APRT相关基因表达量在三核期均有较显著提高,且可育条件下比不育条件下提高更明显。因此认为,ATP合酶α亚基基因与BNS育性转换密切正相关,APRT基因在三核期转录水平的变化与BNS育性转换有一定关系。     

小麦糖转运蛋白基因TaSWEET6的克隆与表达分析

植物SWEET基因家族是一类糖转运蛋白,参与生殖发育、衰老、逆境响应等多个生理过程。为研究小麦SWEET基因对逆境胁迫的响应及其在花药发育过程中的功能,采用同源克隆的方法从普通六倍体小麦中克隆出TaSWEET6基因(GenBank登录号为KU936097)后对其进行染色体定位、同源蛋白序列比对和系统进化树分析,同时分析TaSWEET6基因于普通六倍体小麦在正常生长情况下及非生物胁迫条件下不同组织器官中和光温敏雄性不育小麦BS366在不同发育时期的花药中的表达模式。序列分析结果表明,TaSWEET6基因包含1个732bp的完整开放阅读框,编码243个氨基酸。跨膜结构分析得知,TaSWEET6蛋白包含2个Mtn3_slv跨膜结构域和1个起连接作用的跨膜-螺旋。系统进化树分析表明,TaSWEET6蛋白与大麦处于同一分支,其亲缘关系最近。中国春缺四体定位表明,TaSWEET6基因位于7D染色体上。表达分析表明,TaSWEET6基因在小麦根、茎、叶、种子、小花(除去雄蕊)、各时期雄蕊中均有表达,小孢子时期雄蕊表达量最高;在低温、干旱、NaCl和ABA胁迫处理下,TaSWEET6基因表达均有上调;光温敏雄性不育系BS366在不育环境(低温短日照)下,TaSWEET6基因在雄蕊发育关键时期(二分体时期)高度表达。说明小麦TaSWET6基因可能参与了多种逆境应答反应,并在小麦雄蕊发育过程中发挥着重要作用。     

异源转座子存在的证据

本研究选用130对小麦SSR引物对从5个小麦-黑麦易位系中选取的56个单株进行PCR扩增,中国春,绵阳11和黑麦作为对照。结果发现122-2A和636-2A引物对在小麦和黑麦间产生多态性。122-2A引物在黑麦中产生2个黑麦特异条带,一个条带大小为190bp,另一个为330bp。在56个单株中有4个单株产生相应的黑麦特异带。这可能是黑麦中1个可移动因子(异源转座子)导入了小麦所致。并且结合许多病理学、进化生物学及其遗传学的证据对异源转座子在原核和真核生物中广泛存在的可能性进行了讨论。     

高养分富集植物凤眼莲的农田利用研究

研究不同凤眼莲施用量条件下土壤养分变化以及小麦生长情况的结果表明:当凤眼莲施用量低于8.1kg·m-2,小麦出苗数不受影响;但当凤眼莲施用量超过8.1kg·m-2时,小麦出苗率显著降低。凤眼莲施用量为13.5kg·m-2时,尽管小麦出苗率显著降低,但由于具有较多的分蘖数和较高的每穗粒数,小麦最终产量与常规单施化肥处理间无显著差异。不同凤眼莲施用处理的土壤速效氮苗期差异显著,但分蘖期后处理间无显著差异;而速效磷和速效钾总体表现为随凤眼莲施用量增加而升高。此外,凤眼莲施用还可促进小麦茎秆对N、P、K的吸收和籽粒粗蛋白含量的增加。由此可见,凤眼莲是一种经济有效的农田有机肥料,其施用量以10.8～13.5kg·m-2为宜,施用后土壤N、P、K、有机质含量较高,且对产量影响不大,当季还可节约施用化学N141.75kg·hm-2、P36～45kg·hm-2,K可免施。     

小麦品种混播条件下条锈病发生、扩展研究

在田间分别设计6个小麦品种单播及其9个组合混播小区,研究条锈病在小麦混播群体中的发生、扩展情况及品种混播对条锈病的控制效果。结果表明,苗期品种混播小区发病中心的数量明显减少,条锈病发病中心越冬率达77.78%,单片病叶也可越冬。品种混播降低了条锈病传播距离,条锈病在各小区呈中心式分布。品种混播在孕穗期的相对防效为16.25%～58.89%,平均为35.31%。相对防效以"陕138"和"西农979"品种混播及"陕138"、"小偃22"和"西农889"品种混播最高,分别达58.89%和52.19%。品种混播对小麦条锈病有较好的控制效果,可作为生态防病措施之一。     

蓖麻碱粗提物对麦蚜的生物活性研究

用水提法从蓖麻籽壳中提取蓖麻碱粗提物,采用浸渍法对麦蚜进行杀虫试验。结果表明:1005、0 mg/ml的蓖麻碱粗提液对麦蚜具有一定的杀虫效果,12.56、.25 mg/ml蓖麻碱粗提液对麦蚜的杀虫效果不明显。对蚜虫48 h的毒力回归方程为:y=1.342 7x+1.649 9,LC50=312.64 mg/ml,r=0.972**;72 h的回归方程为:y=2.629 4x+0.376 9,LC50=57.31 mg/ml,r=0.942 9*。     

干旱胁迫对小麦幼苗活性氧清除能力的影响

研究不同干旱胁迫方式对小麦幼苗活性氧清除能力的影响,测定小麦对羟自由基(.OH),过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O2-.)的清除能力变化,分为间断干旱胁迫和持续干旱胁迫两种。结果表明:正常生长的小麦具有一定的清除活性氧(.OH,H2O2,O2-.)的能力;间断干旱胁迫和持续干旱胁迫都会对小麦活性氧清除能力造成影响,总体上是使活性氧清除能力上升,根和叶对相同处理表现出不同的反应;与间断干旱比较,持续干旱对小麦活性氧清除能力的影响较大且延续时间长,持续干旱处理使小麦表现出更强的活性氧清除能力;复水后,小麦活性氧清除能力表现出不同的变化。     

小麦籽粒干物质积累最大速度与平均速度的关系

应用驻马店市冬小麦16年的干物质积累测定资料,论证了小麦籽粒干物质积累最大速度与平均速度的关系。结果表明:小麦籽粒干物质积累最大速度与平均速度的比例为2.0～4.6,干物质积累最大速度平均值与平均速度平均值的比值为2.8。观测数据证实了用各种曲线来拟合小麦籽粒干物质积累过程存在的误差较大的结论。