Residual effects of soil Zn fertilization on soil characteristics,yield and quality of Platycodon grandiflorum

ABSTRACT

Zinc (Zn) deficiency is common worldwide and is a major limiting factor in the cultivation of Platycodon grandiflorum because most P. grandiflorum is cultivated on soils with slight or severe levels of Zn deficiency in China. To investigate the effects of soil Zn fertilization on P. grandiflorum and its residual effects on soil characteristics, a randomized complete block design was conducted at the experimental station of Shandong Agricultural University China in 2016–2018. In 2016, ZnSO₄ · 7H₂O was used as Zn fertilizer. The fertilizer levels of Zn fertilizer were designed as 0, 4, 6, 8 and 10 kg ha^?1 and were denoted as CK, Zn₄, Zn₆, Zn₈ and Zn₁₀. No Zn fertilizer was used in 2017 and 2018. The results showed that soil Zn fertilization increased the quantity of soil bacteria, and actinobacteria, Zn₈ and Zn₁₀ treatments increased the soil fungal quantity in 2017, whereas the effect was observed only in the Z₁₀ treatment in 2018. Soil Zn fertilization enhanced the activity of polyphenol oxidase, decreased that of phosphatase, and did not influence the invertase activity in both 2017 and 2018. Both the yield and the quality of P. grandiflorum in the succeeding three years increased due to the soil Zn fertilization in 2016. Overall, soil Zn application is a suitable approach to the cultivation of P. grandiflorum, and the residual effects of a one-time soil Zn fertilization could last at least two years.     

兰州百合连作土壤水浸液自毒作用研究

【目的】探讨兰州百合(Lilium davidii var.unicolor salisb)连作土壤水浸液对自身幼苗生长的障碍因素及其作用机制。【方法】设置蒸馏水(CK)及正茬、连作2年、连作4年兰州百合根际土壤水浸液各50,100,200,300 mg/mL,共13个处理,以兰州百合种球为受试对象,测定不同条件下兰州百合幼苗生长、抗氧化酶活性、渗透调节物质及细胞膜透性的变化,并利用GC-MS技术分析各处理土壤中存在的主要自毒物质。【结果】正茬、连作2年及连作4年兰州百合根际土壤水浸液对兰州百合幼苗的生长均存在"低促高抑"现象,且抑制作用随连作年限的延长而增强。随水浸液质量浓度的增加,兰州百合幼苗CAT和SOD活性逐渐升高,POD活性先上升后下降,MDA含量、相对电导率、脯氨酸及可溶性糖含量的变化呈不断上升趋势,当水浸液质量浓度上升至300 mg/mL时,3个处理中各指标的上升或下降程度与对照相比均达显著差异水平(P0.05)。兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤中分别鉴定出9,15和17种化合物,主要包括2,3-丁二醇、1,2,3-三甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、抗氧剂2246等化合物,其中大部分为自毒物质。【结论】兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤水浸液质量浓度达到300 mg/mL时,对其幼苗的生长会产生显著抑制作用。连作土壤中存在的自毒物质可以改变兰州百合植株体内的抗氧化酶活性,破坏细胞膜结构和功能,抑制兰州百合植株的生长,是导致兰州百合连作障碍发生的重要原因之一。     

NaCl胁迫对甜瓜生理指标及相关基因表达的影响

以薄皮甜瓜(IVF05、IVF89)和厚皮甜瓜(IVF117、IVF303)为试材,研究Na Cl(150 mmol·L~(-1))处理对4个甜瓜品种发芽、幼苗生长及相关基因表达的影响。结果表明,在Na Cl胁迫下,薄皮甜瓜IVF89的生长指标受到的抑制作用最大,其发芽率、发芽指数、胚根长度和胚轴长度分别下降23百分点、76.24%、46.71%和39.27%;厚皮甜瓜IVF303的生长指标受到的抑制作用最小,其发芽率下降不明显,发芽指数、胚根长度和胚轴长度分别下降46.52%、34.86%和23.08%;Na Cl胁迫提高了甜瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增加了游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白的含量;4个甜瓜品种幼苗的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和SPAD值均显著降低,IVF05、IVF89、IVF117和IVF303的Pn分别下降了64.44%、69.62%、61.23%、60.00%;4个甜瓜品种的卡尔文循环(Calvin)关键酶基因1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶基因(CmRubisco)、3-磷酸甘油酸激酶基因(CmPGK)和叶绿体型果糖-1,6-二磷酸酶基因(Cm FBPase)表达均显著下调,核酮糖-5-磷酸激酶基因(Cm PRK)表达大多上调;甜瓜耐盐相关基因质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(Cm SOS1)、液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(CmNHX1)、高亲和力K~+转运体基因(CmHKT1)和N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的表达均上调,其中IVF303的基因表达上调幅度最大。通过主成分分析、相关分析和聚类分析等综合分析方法,将4个甜瓜品种分为3类,IVF05和IVF89为盐敏感类型,IVF117为中耐盐类型,IVF303为强耐盐类型。     

不同丝瓜品种褐变相关基因的表达分析

以7种不同丝瓜品种为试验材料,对采后丝瓜果实进行褐变鉴定,测定多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性及相关基因的表达量。结果表明:"苏丝3号""苏丝6号""苏丝7号"属于抗褐变品种;"苏丝4号""苏丝5号""苏丝10号"属于耐褐变品种;"苏丝8号"属于严重褐变。从褐变酶POD和PPO变化来看,"苏丝8号"POD活性高达456.7 U·mg-1,抗褐变品种"苏丝3号""苏丝6号""苏丝7号"POD活性均在250 U·mg-1。"苏丝8号"PPO活性为68.2 U·mg-1,"苏丝3号"PPO活性最小,低至25.2 U·mg-1。从褐变基因的变化来看,"苏丝8号"在LcPOD家族基因表达中均高于对照"苏丝3号",其中LcPOD3基因表达量高达5.23,是对照的5倍以上,其它的丝瓜品种LcPOD3基因变化不显著。褐变品种"苏丝8号"在LcPPO基因家族中上调显著,表明"苏丝8号"果实褐变时促进LcPPO基因家族的表达,从而转录翻译成PPO加快果实的褐变。与对照相比,丝瓜褐变基因LCWRKY在"苏丝8号"中上调显著,表明其参与了丝瓜果实采后褐变。其它丝瓜品种LCWRKY上调不显著。     

灰霉菌侵染对番茄幼苗活性氧积累及抗氧化酶活性的影响

为进一步分析活性氧和抗氧化防御系统在番茄抗病信号调控机制中的作用,为提高产量和品质提供科学依据,以4叶1心的番茄幼苗为试验材料,比较番茄幼苗受灰霉菌侵染后叶片O_2~-·以及抗氧化酶、内源褪黑素等的变化。结果表明:番茄幼苗接种灰霉菌后,随着时间的延长,幼苗叶片上病斑斑点逐渐增多,灰霉菌含量显著增多,叶色逐渐变浅,植株表现明显的发病症状;灰霉病菌侵染后番茄体内O_2~-·活性爆发,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性上升,褪黑素含量增加;上述变化都是番茄幼苗为了抵御灰霉菌的生物胁迫而发生的应激反应。综上,植物在遭受病原菌等生物胁迫时不能简单地推断SOD、CAT和POD等抗氧化酶活性一定升高,植物抵御病原菌侵染更多地依赖于抗性信号路径中信号物质的激活和积累。     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO2和CH4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO₂和CH₄的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO₂和CH₄排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m^-2·h^-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m^-2·h^-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO₂和CH₄排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势（GHGs,含N₂O）降低了29.6%。相关性结果显示,CO₂排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH₄排放通量与6种土壤酶活性显著负相关（P<0.05）。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO₂和CH₄的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

昆虫对自然环境中复杂化学信号的识别多依赖于其灵敏的嗅觉系统,选择寄主、觅食、寻找配偶等行为的发生都以嗅觉识别为基础,而完成嗅觉识别还需要多种嗅觉相关蛋白的参与。嗅觉相关蛋白主要包括6种,即气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、感觉神经元膜蛋白、离子型受体和气味降解酶。不同种类和性别的昆虫中,嗅觉蛋白的种类、数量和分布各不相同。由于嗅觉蛋白在昆虫识别外界气味分子中的重要作用,国内外近年来对其展开了广泛、深入的研究。本文从几种嗅觉相关蛋白的生化特性、分子结构、生理功能、分布表达部位和研究概况等角度,较详细地综述了近年来国内外昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展。     

Effect of substitution of dietary fish meal by soybean meal on different sizes of gibel carp (Carassius auratus gibelio): digestive enzyme gene expressions and activities,and intestinal and hepatic histology

A 7‐week growth trial was conducted to evaluate the effects of dietary soybean meal (SBM) on digestive enzyme activity of intestinal mucosa, mRNA levels of digestive enzymes in hepatopancreas, and the mid‐intestinal and hepatopancreas histology of gibel carp CAS III (Carassius auratus gibelio). Four different growth phases of gibel carp (initial body weight: fry, 0.8 g; juvenile, 5.0 g; 1‐year‐old, 62.7 g; and broodstock, 135.6 g) were tested. Seven isonitrogenous and iso‐energetic diets were formulated to contain different SBM replacement levels (0%, 20%, 40%, 60%, 80% and 100% of dietary fish meal protein), and another diet (SBMAA) contained all SBM protein and supplied crystalline amino acids. The results showed that the activities of mid‐intestine trypsin, α‐amylase and gamma glutamyl transpeptidase reduced with increased dietary SBM, while the chymotrypsin activity increased first and then decreased. The ultrastructures of intestinal epithelial cells and hepatopancreas cells in fry and broodstock fish were distinctly affected by 200 g kg^‐1 dietary SBM. Supplementation of dietary amino acid to the highest replacement groups was not sufficient to improve digestive and absorptive capacities and growth performance. Gibel carp may be adapted to dietary SBM through increase in gene expression of hepatopancreas digestive enzymes and has potential to utilize proceeded SBM as feedstuffs.     

温度对波纹龙虾消化酶活力的影响

研究了波纹龙虾温度对不同消化器官中消化酶活力的影响,为人工饲料科学配制依据。用酶学分析方法,设计6个温度梯度(20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和45℃),分别测定波纹龙虾胃、肠和肝胰脏的类胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活力。结果显示:在反应温度20℃~45℃范围内,波纹龙虾胃、肠、肝胰脏内的消化酶均随着温度的升高表现为先升后降趋势;不同消化器官中胃蛋白酶活力值出现拐点的温度不一样,胃、肠和肝胰脏的胃蛋白酶活力最大的温度分别是30℃、35℃和40℃;不同消化器官胃蛋白酶的活力有显著差异(P0.05),大小依次为胃肠肝胰脏;波纹龙虾不同消化器官的类胰蛋白酶出现最大酶活力的温度相同,为40℃,但胃的类胰蛋白酶活力明显较肠和肝胰脏的低(P0.05),差值最大可达40 U/mg;波纹龙虾胃、肠和肝胰脏的淀粉酶活力在25℃均出现最大值;在消化器官中,肠道淀粉酶活力最大,与胃和肝胰脏的酶活力有显著性差异(P0.05);波纹龙虾胃、肠和肝胰脏内的脂肪酶活力最大的温度为30℃,活力最高的是肝胰脏,胃内的脂肪酶活力明显的比肠和肝胰脏的要低(P0.05)。