利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除水稻NRR基因促进根系生长的研究

水稻营养应答和根生长基因NRR(Nutrition response and root growth)是一个多效基因,负调控水稻根系生长并参与调控营养组织淀粉合成。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻品种空育131的NRR基因进行编辑,获得2个NRR基因敲除的非转基因纯合突变体。突变体植株在各种营养条件下(有氮磷钾、无氮、无磷、无钾、无氮磷以及无氮磷钾)其幼苗主根长度、单株根数和根鲜重都显著高于野生型,这说明敲除NRR基因能够显著改良水稻的根系生长,为利用CRISPR/Cas9基因编辑技术快速改良水稻品种的根系生长提供了一种有效策略。     

旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性、根系分布及产量研究

为了解旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性及根系分布特征，通过试验测定和分析了双免耕覆盖冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率等光合参数，以及根长密度和根干重密度与传统耕作（对照）的差异。结果表明，与对照相比，双免耕覆盖下冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、净光合速率分别增加了11.2%、20.5%、31.7%，胞间CO₂浓度降低12.68%，蒸腾速率、叶片瞬时水分利用效率、气孔限制值分别平均提高13.1%、16%和30.7%。双免耕覆盖下冬小麦开花期和灌浆期根长密度在行内平均较对照分别提高47.13%和14.43%，在行间平均分别提高38.18%和 33.61%；两个时期的根干重密度在行内平均分别增加21.44%和14.42%，在行间平均分别提高19.96%和 12.56%。双免耕覆盖下冬小麦产量为4 872.0 kg·hm^-2，较对照增产18.4%，差异达极显著水平。由此说明双免耕覆盖可促进旱作冬小麦光合作用及根系生长发育，有利于其高产。     

玉米根系分泌物缓解连作花生土壤酚酸类物质的 化感抑制作用

为探讨玉米//花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤中酚酸类物质化感作用的影响机制，采用二氯甲烷提取了玉米抽雄期根系分泌物，添加到含有不同浓度的连作花生根系分泌物中主要的三种酚酸类物质（肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸）混合物的土壤中，研究了土壤微生态环境变化情况。结果表明，酚酸类物质对土壤微生物量、微生物活性、酶活性及养分含量均存在化感抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强（P＜0.05）。整个培养时期，添加玉米根系分泌物均增加了酚酸类物质处理土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量，以低浓度处理增幅较大，分别平均增加7.58%、6.73%、7.72%和4.90%；降低了酚酸类物质对土壤各指标的化感指数，其中低浓度酚酸类物质处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低21.57%、21.19%、 26.32%和20.95%。3次取样，酚酸类物质的化感作用呈先增强后降低的趋势，各处理在第10d达到最强；而玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5d最强，随后呈减弱趋势。玉米根系分泌物可在一定程度上缓解酚酸类物质对土壤微生态环境的化感作用，为玉米//花生间作缓解花生连作障碍技术提供了理论依据。     

生物有机肥对马铃薯根际土壤生物活性 及根系活力的影响

针对大量化肥长期施用对马铃薯田土壤造成的生物活性降低等问题，利用根际益生菌（PGPR）制成生物有机肥，通过盆栽试验，研究了不施肥（对照，CK）以及分别施化肥（CF）、普通有机肥（OF）和5种生物有机肥（BOF1，BOF2，BOF3，BOF4和BOF5）对马铃薯根际土壤生物活性和根系活力的影响。结果表明，在马铃薯的成熟期，5种生物有机肥处理的可培养细菌数量平均比CF及OF高52%和37%，微生物量碳比CF和OF处理平均增加了30%，其中以BOF3效果最明显,比其它生物有机肥处理的可培养细菌数量和微生物量碳增加达3%～7%和2%～7%；且土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性显著提高(P<0.05)，相比CF和OF，5种生物有机肥处理土壤酶活性的增幅为11%～114%；根系活力分别增加了265%和224%，块茎产量分别增加了16%和21%，根系活力和块茎产量的提高也以BOF3效果最明显，其根系活力比BOF5高出166%，其块茎产量比其它生物有机肥处理的增幅为5%～9%。说明生物有机肥有助于提高土壤的生物活性，改善马铃薯的根际环境，进而提高了马铃薯的根系活力，增加了马铃薯的块茎产量。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温，设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃，研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明，当使用椰糠作基质时，22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃； 与不加温对照相比，22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量，株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高；22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh，明显低于28 ℃处理的14.86 kWh，节能效果最优。     

不同覆盖处理对旱地桃树生长结果及土壤物理性质的影响

研究了覆膜、覆草、生草措施对旱地桃树根系生长发育、树体生长结果及土壤物理性质的影响。结果表明,3种覆盖措施均能降低土壤容重,增加土壤含水量和孔隙度,增加细根数量,扩大根系分布范围,提高根系对水肥的吸收效率,促使树体生长发育和结果。与对照相比,生草、覆草处理桃树根系由0～60cm土层伸展到0～80 cm土层,而覆膜处理桃树根系上移到0～40 cm土层,以0～20 cm土层分布最多。生草处理根系数量、细根数量均达到最大,分别是对照的191.35%和194.42%。生草处理桃树生长结果最好,百叶重是对照的119.58%,单果重、可溶性固形物含量分别是对照的111.66%和107.34%,667 m~2产量较对照增加280 kg,达到2 258 kg。生草处理与对照相似,随土层深度增加土壤含水量先升高后降低,在40～60 cm土层达到最高;覆膜、覆草处理土壤含水量则随着土层深度增加而逐渐降低。覆膜处理在0～20cm土层土壤孔隙度最大,随着土层深度增加其值逐渐减小;生草、覆草处理与对照均随土层深度增加土壤孔隙度先增大后减小,覆草处理在20～40 cm土层达到最大,生草处理、对照在40～60 cm土层达到最大。综合分析桃树根系分布、生长结果情况和土壤物理性状,初步认为生草是目前陇东南浅山丘陵区旱地桃园较适宜的覆盖模式。     

土壤温度对作物根区环境及玉米根冠生长的调控研究进展

土壤温度对作物的生长发育具有很强的调控作用。在全球气候变化背景下,根区土壤温度对玉米生长的影响及其调控机制已成为当前研究的一个热点。结合目前农业生产中土壤低温和高温对玉米造成危害的现状,从土壤温度对作物根区土壤环境以及玉米根系生长、冠层发育与产量形成的影响方面,综述土壤温度对玉米生长发育调控作用的研究进展,介绍改变土壤温度的措施以及对玉米土壤温度研究的发展方向进行展望,为今后的研究提供参考。     

大豆作为前作植物对油菜根肿病发生的影响

为了解前作大豆对后茬油菜根肿病的影响，采用大田轮作试验和实时荧光定量PCR检测法，研究大豆、白菜、油菜分别作为前作，调查后茬油菜根肿病的发生和土壤中休眠孢子含量，比较分析了不同前作的根系分泌物对休眠孢子萌发的影响，结果表明前作大豆，后茬油菜根肿病的发病率和病情指数分别为34.00%和19.26、土壤休眠孢子含量为1.45×106个/克土壤，显著低于前作为油菜、白菜和撂荒对照的相应量。大豆、油菜和白菜根系分泌物均可刺激根肿菌休眠孢子萌发。与根肿菌休眠孢子共培6 d后，大豆根系分泌物培养的休眠孢子萌发率为29.82%，显著高于白菜（15.52%）、油菜根系分泌物（14.83%）和营养液（6.48%）培养下的萌发率。据此推测，前作种植大豆，后茬油菜根肿病发生和危害减轻，原因应与大豆根系分泌物刺激根肿菌休眠孢子萌发，产生的游动孢子因缺少寄主植物而死亡，导致诱发病害的初侵染源（土壤中休眠孢子含量）减少有关。     

柠条生长季平茬对根系贮藏营养物质的影响

【目的】通过生长季不同月份平茬试验,研究及了解不同月份平茬对柠条根系贮存常规性营养物质和可溶性性营养物质的影响。【方法】常规营养物质测定按照饲料监测方法进行,可溶性营养物质参考《植物生理学实验指导》和《植物生理生化实验原理和技术》方法进行测定。【结果】随着平茬时间推迟,柠条根系蛋白质含量逐渐下降的趋势,淀粉与脂肪之间相互转化协调逆境变化维持生命或再生发挥作用；可溶性碳水化合物是柠条根系主要贮藏的营养物质,对柠条不同月份平茬逆境胁迫下反应比较敏感；可溶性糖类与可溶性淀粉的比例逐渐随着月份增加,有利于植株抗击冻害；萌动期、初霜期平茬对柠条根系营养物质影响较大。【结论】柠条生长季平茬建议在4-8月份进行。