低温驯化对绵头雪莲呼吸代谢及相关基因表达的影响

为了研究高山植物对低温驯化的生理及分子适应机制。本研究以西藏绵头雪莲愈伤组织为材料,检测4℃低温驯化0、6、9 d过程中呼吸速率变化,并基于转录组数据库分析低温驯化对呼吸相关基因表达的影响。结果显示,低温驯化(4℃)初期使绵头雪莲愈伤组织呼吸速率和糖酵解速率降低,但随着驯化时间延长至第9天,呼吸速率及糖酵解有所回升;在愈伤组织呼吸测定系统中加入代谢抑制剂(叠氮化钠和水杨基氧肟酸)发现,常温培养、4℃低温驯化6 d及9 d的雪莲愈伤组织细胞色素C途径占总呼吸比例分别为86.21%、82.11%和80.40%;而交替呼吸途径占总呼吸比例由13.79%升高到17.89%和19.60%;同时抗氰呼吸途径的关键酶交替氧化酶(AOX)家族中AOX1、AOX2表达量升高。此外,低温驯化使糖酵解途径相关的己糖激酶(HK)基因家族成员表达量升高,磷酸果糖激酶(PFK)基因家族成员中3个成员表达量也在低温驯化后发生了不同程度的升高;磷酸戊糖途径关键酶葡萄糖酸内酯酶(PGLS)和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(PGD)基因部分家族成员表达量在低温驯化后显著提高。结果表明低温驯化使高山植物绵头雪莲发生了一系列适应性变...     

酚醛泡沫对蚯蚓及土壤微生物活性的影响

为检测市面上某种农用酚醛泡沫的使用安全性，采用人工土壤法研究酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性毒性；同时测定了酚醛泡沫暴露64 d后的慢性毒性效应，对蚯蚓超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响，并分析了土壤中性磷酸酶（S-NP）、脲酶（S-UE）活性和呼吸速率的变化，探讨了酚醛泡沫对土壤活性及功能的影响。结果表明:酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性半致死浓度大于5 000 mg·kg^-1；酚醛泡沫（1~5 000 mg·kg^-1）处理64 d后，蚯蚓GSH-Px活性变化范围为27.47~56.96U·mg^-1，SOD活性变化范围为32.43~58.10 U·mg^-1，两种酶活性均显著增加（P<0.05）。不添加酚醛泡沫的对照处理土壤呼吸速率为0.067 μmol·g^-1·h^-1，添加酚醛泡沫的处理组为0.041~0.055 μmol·g^-1·h^-1，表明酚醛泡沫添加显著（P<0.05）抑制了土壤呼吸；但酚醛泡沫处理对土壤S-NP和S-UE活性没有显著影响。研究表明，酚醛泡沫材料（5 000 mg·kg^-1）对蚯蚓没有致死作用，但会诱导蚯蚓酶活性显著增强，抑制土壤呼吸速率。     

加气对西北旱区膜下滴灌棉花生长与水分利用效率的影响

针对膜下滴灌棉田土壤根际低氧胁迫抑制棉花水分利用问题，探讨不同生长阶段加气灌溉对棉花生长发育及水分利用的影响。研究设置了苗期、蕾期、花铃期、蕾期+花铃期、苗期+蕾期+花铃期5个加气阶段，以生育期不加气为对照进行田间试验。结果表明：花铃期加气土壤呼吸和土壤温度峰值较其他处理延后了9 d，使加气效果得到延长，更好地改善了土壤环境，在获得最大产量的同时，水分利用效率也最高。土壤氧气含量对棉花产量的影响程度最大，且花铃期土壤氧气含量对产量和水分利用效率的正面影响均大于其他生育期。因此，在棉花花铃期进行加气灌溉是缓解覆膜造成的棉花根际低氧胁迫，提升棉花产量与水分利用效率的最佳时期。研究结果对揭示加气灌溉对棉花生长的影响机制及进一步提高水土资源利用率提供了理论依据。     

种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。     

干旱绿洲区储水灌溉与冻融过程对土壤呼吸的影响

【目的】干旱绿洲区储水灌溉过程中存在着定额大、灌溉水利用效率不高、无效蒸发大和难以大面积推广应用等问题，也是造成绿洲区农业水资源紧缺的主要原因。为彻底改变这种现象并从机理角度探究储水灌溉和季节性冻融循环对干旱区绿洲土壤呼吸的影响。【方法】按照1 200 m³/hm²的低灌溉定额分为灌水和非灌水处理，将冻融循环分为冻结期、冻融期和解冻期3个时间段，采用LI-8100土壤碳通量全自动测量系统对不同处理的土壤呼吸速率进行观测与分析。【结果】储水灌溉在冻融循环作用下会促使干旱绿洲区农田生态系统土壤呼吸速率增强，增加土壤的碳排放，改变干旱绿洲区农田生态系统的碳循环。【结论】在水分与季节性冻融循环叠加作用下，储水灌溉促使土壤呼吸速率随温度的波动更为剧烈。整个冻融过程中土壤呼吸速率呈现出解冻期大于冻结期大于冻融期的规律。不同土地利用方式土壤呼吸速率变化趋势一致，但对水分和温度的响应程度不同，土壤二氧化碳通量均值未灌水处理小麦地块的比玉米地块高出33.60%，灌水处理高出56.08%。冻结期、冻融期和解冻期3个时期土壤CO₂都表现为源。...     

生物炭基磷肥和补播对荒漠草原土壤呼吸的影响

我国90%以上的草地存在不同程度的退化，修复退化草原是当前“双碳”背景下提升草原碳储量的重要途径，探究不同草地修复措施对土壤碳排放的影响十分重要。因此，本研究在内蒙古四子王旗荒漠草原样地设4个处理：对照(CK)、生物炭基磷肥(CB)、补播(CP)和生物炭基磷肥加补播(CPB)，于2021年生长季(6月-10月)测量土壤呼吸速率，并测量0-20 cm的土壤物理性质(土壤温度和含水量)和土壤化学性质(土壤有机碳和速效磷含量)，同时调查植被地上生物量。结果表明：与对照相比，CP和CPB处理下土壤含水量和土壤呼吸速率分别增加了12%、15%和27%、30%，土壤温度降低了2.5%和4.6%,CB处理提高了土壤化学性质但并未对土壤呼吸产生影响。研究发现，补播和施肥+补播措施能够在短期内促进土壤呼吸。综合植被和土壤的变化情况，生物炭基磷肥对于荒漠草原的修复有促进作用，但施肥和补播措施时，早期要注意控制开沟的规模，尽可能减少对土壤的扰动。     

环境胁迫对锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因表达水平的影响

【背景】线粒体是生物体内一种重要细胞器，是细胞消耗氧和产生能量物质三磷酸腺苷(ATP)的主要场所，在生物体抵抗逆境过程中发挥重要作用。锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)是一种世界性储粮害虫，具有极强的环境适应性。【目的】分析锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因对不同环境胁迫的响应，探究线粒体在锈赤扁谷盗抗逆境胁迫中的应激反应。【方法】根据锈赤扁谷盗线粒体基因组数据鉴定获得线粒体编码基因，并设计相应实时荧光定量PCR(RT-qPCR)引物。通过生物测定方法得出锈赤扁谷盗对熏蒸剂(甲酸乙酯)、植物源杀虫剂(鱼藤酮)和储粮保护剂(阿维菌素)的毒力回归方程及LC₃₀，并用该浓度对试虫进行后续药剂胁迫处理。利用RT-qPCR技术解析锈赤扁谷盗线粒体编码基因的时空(不同发育阶段和幼虫不同组织)表达模式。最后，使用CO2检测仪和RT-qPCR技术研究锈赤扁谷盗在高温(35和40℃)、甲酸乙酯、鱼藤酮、阿维菌素、饥饿等逆境胁迫下呼吸速率的变化以及线粒体编码基因的表达模式。【结果】共设计12个线粒体编码基因(除nad6)的定量引物。RT-qPCR结果显示这...     

不同包装影响挪威李树乙烯和呼吸速率

据《Scientia Horticulturae》(2013年5月)的一篇研究报道,来自挪威食品、渔业和水产养殖研究所的研究人员研究了挪威李树乙烯产生、呼吸速率与包装参数的关系。果肉呼吸速率是选择合适包装方式的主要参考因素。研究人员检测了生长在挪威西海岸的9个品种李的乙烯和CO2产生及O2消耗情况。连续两个生长季对2℃和6℃下果实的呼吸速率和乙烯产生进行检测。其中3个品种的检测在果实成熟的第二和第三个阶段进行。