半干旱雨养条件下不同锌肥对马铃薯‘新大坪’干物质积累和产量的影响

为了探明施锌及不同锌肥在半干旱雨养条件下对马铃薯的生物效应及其对马铃薯产量形成的影响,在大田条件下研究了施用锌肥(种薯处理+叶面喷施)和2种不同锌肥(无机锌肥(硫酸锌)和小分子螯合物有机锌(糖醇锌))对马铃薯‘新大坪’干物质累积和产量的影响.结果表明:硫酸锌(T2)和糖醇锌(T3)处理的马铃薯根、茎、叶干物质累积量在出苗后20~35d开始高于对照(T1).在生育期中进行的3次锌肥喷施显著提高了马铃薯各器官的干物质积累量,尤以叶片和根系干物质积累量的增幅最大,在出苗后85d,T2和T3处理的叶片干物质积累量比T1增加了76.3%和195.9%,根系增加了52.5%和82.9%,T3处理的效果显著优于T2处理.T2和T3处理的马铃薯茎叶干物质积累量在干质量平衡期前明显大于T1处理,干质量平衡期后,T2和T3处理中由茎叶干质量和块茎干质量形成的剪刀差显著大于T1处理,T3处理大于T2处理,剪刀差的大小是判断块茎产量高低的重要标志,施用糖醇锌的增产幅度大于硫酸锌.     

马铃薯StSnRK2.4基因的克隆及其序列特征分析

利用RT-PCR技术从马铃薯普通栽培品种‘陇薯3号’试管苗根部扩增得到StSnRK2.4基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行特性和结构分析.结果表明:该基因序列全长1 083bp,编码360个氨基酸,与烟草SnRK2家族基因具有较高的同源性,达95.56%,已注册该基因到GenBank(No.JX280914);该蛋白分子量为41.49kU,理论等电点为5.52,是一个不跨膜的膜内蛋白,主要存在于细胞核中,含有依赖cAMP/cGMP蛋白激酶磷酸化、蛋白激酶C磷酸化、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化、酪氨酸蛋白激酶磷酸化和豆蔻酰化位点,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性位点信号序列和蛋白激酶ATP结合区域信号序列,推测该基因功能与植物抗逆境胁迫有关.     

甘肃省中部沿黄灌区连作对马铃薯植株生理生态特性的影响

甘肃省中部沿黄灌区是西北地区乃至全国重要的加工型马铃薯生产基地, 然而突出的连作障碍已经严重影响到当地马铃薯种植业的可持续发展。为此, 本研究于2010年在地处该区的白银市景泰县进行田间试验, 以当地主栽的加工型马铃薯品种"大西洋"为试验材料, 以轮作地块作为对照, 选取相邻的连作1~5 a马铃薯种植地块, 研究连作对马铃薯植株的生物效应, 试图从植株的生理生态特性入手探明马铃薯连作障碍的原因。结果表明, 与轮作地块(即不连作)相比, 连作1 a和2 a马铃薯块茎产量无显著变化, 但自连作3 a开始出现显著下降, 降低44%~56%, 表现出明显的连作障碍, 从产量上看, 两年应是当地马铃薯连作的最佳终止时间。从产量构成分析, 单薯重量下降是导致连作马铃薯产量下降的重要原因。马铃薯植株根、茎、叶和块茎的生物量随着连作年限的延长而下降, 而根冠比相反。植株光合生理受连作影响显著, Pn、Gs和Tr随连作年限的延长显著下降, Ci则表现上升趋势。叶绿体荧光特征则表现为F0随连作年限的延长而逐渐下降, Fv/Fm、ΦPSII和qP逐渐上升。植株叶片SOD、POD和CAT活性表现出随着连作年限延长先上升后下降的特征。与不连作相比, 连作1 a和2 a马铃薯叶片的MDA含量无显著变化, 但连作3~5 a增加4~6倍。随连作年限延长, 植株根系活力、总吸收面积和活跃吸收面积显著下降, 根系形态包括总根长、表面积和根尖数则逐渐增加, 而根直径和根体积无变化。结果表明, 马铃薯连作障碍的产生除了与光合生理有关的一系列生理生化过程和形态学的改变有关外, 还可能与马铃薯植株体内的激素代谢水平有关, 这些因素在整体上导致了马铃薯库源关系的失衡。     

一种新型葡萄越冬埋藤机的设计

针对中国北方葡萄冬季越冬埋藤作业以人工作业为主,劳动强度大、效率低等问题,设计了一种新型葡萄埋藤机。结果表明,该机埋藤质量好、通用性好、不易堵塞且覆土后的葡萄无冻伤和风干现象;覆土厚度平均33.7 cm,宽度105.9 cm,抛土距离平均为51.1 cm,取土宽度平均为98.3 cm,挖沟距根部距离平均53.5 cm,可满足葡萄冬季埋藤的农艺要求。     

新型冬季葡萄越冬埋藤机的设计与试验

为解决现有多数葡萄埋藤机埋土量少和埋藤质量差等问题,研制了一种新型冬季葡萄越冬埋藤机。对该机的关键部件：掘土部件,输土机构和减速、换向装置进行了设计研究,并采用正交试验方法进行了田间试验,以掘土铲的长度、纵向输送带的线速度与横向输送带的线速度为因素,以覆土厚度、覆土宽度和抛土距离为指标。在利用试验结果的基础上做出了方差分析,得出影响葡萄埋藤机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明掘土铲的长度为40 cm、纵向输送带的线速度为1.4 m·s^-1、横向输送带的线速度为1.65 m·s^-1时,葡萄埋藤机的埋藤效果良好,能够满足葡萄越冬埋藤的农艺要求。     

高温强光下Ca2+对西葫芦幼苗膜质过氧化、抗氧化酶系统及热耗散的影响

为探明不同浓度外源Ca2+对高温强光胁迫下西葫芦植株幼苗的影响,本试验选用西葫芦(Cucurbitapepo L.)品种"阿兰一代"为试验材料,通过外源喷施不同浓度CaCl2溶液,研究了Ca2+对高温强光胁迫下西葫芦幼苗叶绿素荧光特性、膜质过氧化及抗氧化酶系统的影响。结果表明,较低浓度Ca2+处理(5~20 mmol.L 1)可有效提高高温强光下西葫芦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O2&)含量和膜透性,还原型谷胱甘肽(GSH)含量升高;同时西葫芦叶片PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)较高,而非光化学猝灭系数(NPQ)较低。说明5~20 mmol.L 1Ca2+处理对高温强光胁迫具有明显的缓解作用,同时其热耗散较小。当Ca2+处理浓度超过40 mmol.L 1时对高温强光胁迫缓解效应不明显。     

马铃薯StIgt基因家族的鉴定及其对干旱胁迫的响应分析

干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一。马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用。Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显著。本研究以马铃薯双单倍体‘DM-v4.03’高质量基因组为参考,在全基因组范围内分析鉴定了StIgt基因家族的成员,并采用多种生物信息学软件对其进行了系统进化树构建、染色体定位、保守蛋白结构域、基因结构和顺式元件预测。同时,利用本课题组前期对马铃薯四倍体品系在不同干旱条件下的转录组测序结果,分析了StIgts响应干旱胁迫的表达谱。结果表明,在马铃薯中共鉴定获得10个StIgt家族成员,其中StIgt1由本课题组前期克隆获得。除StIgt1位置信息不明外,其余基因不均匀地分布在1、2、5、7、10和11号染色体上。StIgt家族蛋白长度为110~283个氨基酸,分子量介于13.136~32.542 kD之间,预测等电点为3.82~9.86。系统进化树分析发现,该基因家族可分为3个亚族,亚族间的基因结构、蛋白保守域和顺式作用元件差别明显。干旱胁迫下的表达谱分析表明,StIgt6、StIgt7、StIgt9和StIgt10响应早期干旱胁迫,在干旱2 h时即迅速上调表达。这些结果为阐明StIgt基因家族的进化关系和进一步研究其成员的功能特性提供了理论基础。     

叶面喷施MnSO4对马铃薯植株叶片生理特性和块茎品质的影响

锰是马铃薯生长发育不可缺少的微量元素之一,本试验以‘青薯9号’为供试品种,设置了0(CK)、0.05%(T1)、0.1%(T2)、0.6%(T3)、1.1%(T4)5个MnSO₄浓度处理,对马铃薯幼苗期至块茎形成期进行叶面喷施,研究锰素对马铃薯叶片生理特性以及块茎贮藏期品质变化的影响。结果表明,过氧化物酶(peroxidase,POD)、氧化物歧化酶(oxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性随着喷施MnSO₄浓度的增加呈先升高后降低的趋势,其中喷施浓度为0.05%~0.1%MnSO₄可显著提高马铃薯叶片的POD活性,浓度为0.1%MnSO₄促进SOD、CAT活性的提高。喷施浓度为1.1%MnSO₄有利于块茎形成期根系活力(TTC还原量)的提高。就马铃薯块茎品质而言,喷施浓度为0.1%~0.6%MnSO₄可有效提高马铃薯块茎可溶性蛋白、有机酸、Vc、淀粉含量,且有利于减少贮藏期其各品质的流失;而喷施MnSO₄对块茎有机酸含量影响较小。由此表明,喷施0.1%~0.6%的MnSO₄可提高马铃薯植株叶片生理特性,并优化马铃薯品质。     

连作障碍对干旱地区不同马铃薯品种的影响

通过田间试验研究了连作障碍对干旱地区8个马铃薯品种的影响.结果表明:连作总体上抑制了8个品种马铃薯的株高、茎粗、商品率、单株产量和总产量,但抑制程度因马铃薯品种不同而异,其中‘青薯2号’的平均总产量和平均单株产量最高,分别为518.07kg和5.11kg;‘大西洋’的平均商品率最高为75.01%;‘费乌瑞它’的平均总产量最低为276.74kg;‘陇薯3号’的平均单产最低为3.56kg;‘青薯9号’商品率最低为62.69%.综合评价8个马铃薯品种,‘青薯2号’抗(耐)连作障碍能力相对最强,‘费乌瑞它’最弱.     

垄沟覆膜栽培方式对马铃薯土壤酶活性及土壤微生物数量的影响

研究了不同垄沟覆膜栽培方式对旱作马铃薯土壤酶活性及土壤微生物数量的影响.结果表明:不同垄沟覆膜栽培方式在0～20cm和20～40cm土层中土壤微生物数量及土壤酶活性与不覆膜的对照相比存在明显差异,而且土壤微生物数量与土壤酶活性的变化趋势基本一致,呈明显正相关关系.各处理间微生物数量及酶活性均表现为半膜膜侧种植和半膜垄上种植明显高于对照,据此认为,而全膜双垄沟播和全膜双垄垄播则低于对照.半膜膜侧种植最有利于旱作马铃薯土壤微生物生长及土壤酶活性的提高.