激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱分析缺锌胁迫玉米根尖微量元素空间分布

【目的】激光剥蚀?电感耦合等离子体质谱 (laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS) 法是一种利用聚焦激光扫描激发固体样品,并经电感耦合等离子体质谱离子化,以分析样品元素含量及分布的新兴技术。本文利用LA-ICP-MS技术研究缺锌 (Zn) 胁迫下玉米根尖铁 (Fe)、锰 (Mn)、铜 (Cu)、Zn元素的分布定位,以期从组织水平揭示作物中Zn的转运富集规律及缺Zn对微量金属元素吸收转运的影响。【方法】以玉米‘郑单958’为试材,用不同加锌浓度营养液进行培养,获得根系样品烘干后磨碎、混匀、压片,取适量混匀的根系样品消煮,利用液体进样系统ICP-MS检测得到样品中实际元素含量,并与样品压片LA-ICP-MS检测信号值间进行线性回归分析,标准曲线相关性良好 (R2 = 0.9995),从而获得可适用于LA-ICP-MS定量分析的自制根系标准样品。将此标准样品与待测根尖样品放入LA样品池中,13C作为内标元素,进行缺锌胁迫下玉米根尖中锌元素分布特征的定量成像研究。【结果】缺锌胁迫下玉米根系锌元素含量显著降低,仅为正常植株的27.78%;缺锌根系中Mn和Cu含量升高。LA-ICP-MS系统定量成像显示,玉米根尖顶端Zn含量较高,由表皮向内锌含量逐渐增加;缺Zn处理根系Zn含量降低,根尖顶端Zn分布明显减少。利用LA-ICP-MS检测信号强度值对Fe、Mn、Cu元素进行定性分布,成像显示在正常根系中Fe、Mn、Cu元素在根尖前端信号强度较高,由表向内逐渐增加;缺锌处理下,根系中Fe、Mn、Cu信号强度均有不同程度增加。【结论】正常施锌玉米根尖中锌、铁、锰、铜分布呈现由表皮向中柱增加的趋势;缺锌胁迫下根系锌含量显著降低,铁、锰、铜均有不同程度积累。     

植物硼营养高效的分子调控途径

植物体内的硼主要存在于细胞壁中,对稳定细胞壁结构和促进生长发育起重要作用。双子叶植物需硼多,对缺硼敏感,但不同物种及不同品种对缺硼的抗性存在极显著的基因型差异。华中农业大学王运华教授在1990年代带领团队开展甘蓝型油菜硼高效品种的筛选,从此开启了我国植物硼营养高效利用的遗传与分子机制研究。近10多年的研究结果表明,植物响应缺硼胁迫提高硼效率存在2条不同的分子调控途径。（1）依赖硼转运基因的途径。在这条途径中,NIPs和BORs家族基因受缺硼诱导表达增强根系对土壤硼的吸收和体内硼的转运分配,实现硼的高效吸收和转运,进而提高植物对缺硼胁迫的抗性或适应性;（2）独立于硼转运基因的途径。该途径中,植物通过影响激素信号和细胞壁合成代谢相关基因的表达,调节根系生长发育和细胞壁组分结构等方式,提高体内硼的利用效率,进而增强植物对缺硼的抗性。在硼被确定为植物必需营养元素的百年纪念之际,我们对这一工作进行综述归纳,以飨读者。同时,在王运华先生逝世1周年之际,深切缅怀先生在开启华中农业大学作物硼营养遗传研究领域中所做的奠基性贡献。     

甘蓝型油菜减氮增效潜力评价及种质资源筛选

为培育具有高潜力的减肥增效油菜品种,以不同甘蓝型油菜种质资源为材料,通过两年三点的田间肥效 试验,研究了它们对氮肥的响应特征及节氮增产潜力。以产量平均值为分界线将供试材料划分为4种类型：低氮高 效型、双高效型、双低效型和高氮高效型。在高氮条件下,双高效型和高氮高效型材料具有16.96%~36.50%的节氮 潜力和21.57%~49.59%的增产潜力;在低氮胁迫下,低氮高效型具有12.23%和10.88%的节氮及增产潜力。同时筛 选出低氮高效型材料中双9号、SV-pyriter,双高效型材料D4-15、中双11号、DH16、华双3号,双低效型材料D2-1、 华双5号、加99H99-15HR、湘农油3号、DH17,以及高氮高效型材料84001。研究表明,甘蓝型油菜减氮增产增效的 潜力较大,但存在较大的基因型差异。因此,选育双高效型和高氮高效型材料可能是今后油菜育种的重点。     

丹江口库区湖北水源区农业面源污染现状调查及评价

采用综合调查的方法,对丹江口库区湖北水源区31个乡镇的农业面源污染现状进行调查,用产污系数法、排污系数法测算区域内各类农业污染源产生与排放污染物的总量,并引入等标污染负荷法分析和评价该区域农业面源污染现状.结果表明,在该区域内,农业面源主要污染物TN、TP和COD的产生量分别为2 066.93、240.93和16 540.18 t,排放量分别为1 432.28、161.83和4 546.65 t;种植业源为该区域农业面源的主要污染源,其等标污染负荷占所有农业面源等标污染总负荷(1 196.78 t PO43-)的57.79％,水产养殖业源、农村生活源和畜禽养殖业源所占比例分别为14.91％、14.25％和13.05％;TN、TP为该区域农业面源的主要污染物,其等标污染负荷分别占所有农业面源等标污染总负荷的50.26％和41.38％,COD只占8.36％;种植业源的TN和TP等标污染负荷量分别占所有农业面源等标污染负荷总量的36.08％和21.71％,是区域内水体富营养化风险的主要构成因子,也是农业面源污染防控的重点.     

氮肥施用措施对湖北中稻产量、品质和氮肥利用率的影响

 【目的】以湖北省大面积推广的4个中稻品种(珞优8号、国豪杂优1号、丰优22和巨风优72)为试验材料,研究氮肥不同施用对湖北省中稻产量、品质和氮肥利用率的影响。【方法】田间试验设计了5个处理,,分别为不施氮处理(CK)、农民习惯施肥法(FFP)、FFP优化、增氮处理(SHY)和SHY优化,4次重复于2008和2009年分别在湖北赤壁和荆门进行。【结果】湖北赤壁CK处理两年试验的水稻产量均低于湖北荆门,表明荆门的基础地力好于赤壁。两年试验中,与农民习惯施肥法(FFP)相比,赤壁FFP优化、增氮处理(SHY)和SHY优化3个处理都有增产作用,其中2008年增产率分别为10.0%、2.3%和23.2%,2009年增产率分别为16.6%、11.8%和22.6%;荆门FFP优化、SHY、SHY优化3个处理,在2008年略有减产,在2009年增产作用也不显著,仅为2.0%、6.7%和1.7%。与农民习惯施肥法(FFP)相比,赤壁FFP优化和SHY优化,氮肥农学利用率和偏生产力都有显著提高;荆门FFP优化和SHY优化氮肥偏生产力显著提高,而氮肥农学利用率仅略有提高;两年两地SHY处理的氮素利用率各个指标的值均较小。【结论】两个优化处理(FFP优化和SHY优化)的产量和氮肥利用率都达到较高水平,即在当前农民习惯施肥条件下,将氮肥减少20%左右,不仅不会减产反而还会增产增效;在高氮的投入下,高产田水稻增产不明显甚至减产。此外,氮肥优化施用还可以改善稻米的营养品质。     

黄棕壤和酸紫砂土施用不同磷肥对油菜产量的影响

为实现油菜磷肥减施增效和保障生态环境,利用土壤有效磷含量较低的黄棕壤和酸紫砂土开展试验,建立土壤-磷肥-作物体系相匹配的磷肥施肥方案.以甘蓝型油菜中双11号和圣光168为材料,采用盆栽试验研究黄棕壤和酸紫砂土上施用过磷酸钙(SSP)、磷酸二铵(DAP)、聚磷酸铵(APP)和钙镁磷肥(CMP)对油菜苗期生长及成熟期产量、...     

不同棉花品种苗期钾效率差异的初步探讨

通过营养液培养研究了4个棉花品种苗期在不同钾水平下的生长及钾营养状况等方面的差异。供试的4个品种钾效率系数存在显著差异。其差异首先在外部形态上表现出来,高效品种较低效品种具有明显的生长优势。叶绿素含量在低钾时,各个品种均表现为上部叶高于下部叶;在较高钾水平时,上部叶片与下部叶片的叶绿素基本相当。低钾时,植株的茎叶钾含量有大于根部钾含量的趋势。较高钾时,根和叶片的钾含量基本相当,都大于茎的钾含量;愈是低钾地上部钾素积累量占的百分率愈大,钾素愈向上部转移。效率较高的鄂抗8号钾积累量是效率低的国抗1号的4.31倍,说明高效植物的钾吸收效率高。在较高钾水平时,不同品种钾积累量差距减少。上述结果也说明通过扩大棉花品种的筛选规模,确定合适的钾的筛选浓度,从棉花筛选获得典型的钾高效的基因型是可行的。     

黄瓜四季豆对硼毒害的敏感性研究

采用土培的方法，在黄瓜和四季豆的不同生长时期向土壤施加过量硼（15mgB／kg土）。结果表明：黄瓜、四季豆受硼毒害的最敏感时期为苗期，苗期受害后，生物产量和经济产量都显著下降，而在盛花之后，硼毒害对其产量的影响较少；不同时期施用过量硼后，黄瓜所吸收的硼大部分积累在茎叶，而果实中相对较少；黄瓜、四季豆在不同时期对硼毒害的敏感性差异，与不同时期体内的植物保护酶（SOD、CAT、POX）活性的差异相关。     

喷施外源植物生长调节物质对白肋烟烟碱含量及其合成关键酶活性的影响

采用盆栽试验,研究白肋烟打顶后喷施外源植物生长调节物质YCL2和Z5对烟碱含量及其合成关键酶(鸟氨酸脱羧酶和精氨酸脱羧酶)的活性以及总氮、总糖、氯和钾含量的影响。结果表明:白肋烟打顶后喷施YCL2和Z5能够显著降低白肋烟叶片烟碱的含量,其中喷施YCL2使上部叶片烟碱含量降低20.47%,喷施Z5使上、中部叶片烟碱含量分别降低34.36%和32.38%;喷施YCL2和Z5能显著降低合成烟碱关键酶(鸟氨酸脱羧酶和精氨酸脱羧酶)的活性。喷施YCL2和Z5对烟叶重要品质指标(总氮、总糖、氯和钾)的含量没有显著影响。结果说明,喷施外源植物生长调节物质YCL2和Z5能显著降低烟叶烟碱含量,但不影响烟叶品质,在烟叶生产调控烟碱含量上具有较大的推广应用价值。     

不同硼肥对油菜产量和品质的影响及其在油稻轮作中的后效

通过盆栽土培和田间试验,研究两种具有缓释特性的硼肥Etibor-48(Na2B4O7·5H2O,EB)和Colemanite (Ca2B6O11·5H2O,CB)对油菜产量和品质的影响及其在油稻轮作中的后效.盆栽试验结果表明,EB和CB各处理第一季油菜产量显著高于不施硼处理(-B),与硼砂处理(B)比较也有较大提高;安...