土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。     

不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响

该文研究了4种氮素形态配比(NO3--N∶NH4 -N分别为100∶0,75∶25,50∶50和25∶75)对基质栽培网纹甜瓜(品种为“春丽”和“蜜玲珑”)干物质积累和氮代谢的影响。结果表明,不同氮素形态配比影响了植株各器官干重占全株干重的百分比。随氮素形态中氨态氮比例的增加,叶片中硝酸还原酶、硝酸盐含量和可溶性蛋白质含量逐渐降低,而游离氨基酸含量则在NO3--N∶NH4 -N为50∶50的处理中最高。     

不同养分模式对水稻叶片衰老的影响研究

试验研究不同养分模式对水稻生育后期剑叶光合速率、活性氧代谢的影响结果表明,有机-无机肥配施,特别是厩肥与化肥配合施用可明显减缓水稻植株衰老过程中叶片叶绿素的降解和光合速率下降,并有效抑制和调节叶片超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降和脂质过氧化作用产物丙二醛(MDA)的增加,显著提高水稻粒重和籽粒产量。     

重组球孢白僵菌表达目标产物类枯草杆菌蛋白酶的发酵特性研究

采用单因子筛选和正交试验,研究了碳源、氮源、微量元素及无机盐等营养成分对重组球孢白僵菌(Beauveria bassiana)菌株Bb0062-15-4-CDEP-1产生目标产物类枯草杆菌蛋白酶CDEP-1的影响,并通过摇瓶发酵和30 L发酵罐发酵对其发酵特性进行了研究.结果表明,其优化发酵培养基为2.0%玉米粉,1.0%麦麸,0.25%豆粕粉,0.4%NaNO3,0.1%MgSO4·7H2O.摇瓶发酵结果表明,在对数生长期,随着菌体生物量的增加,CDEP-1产量上升,二者呈一定的平行关系;当菌体生长到稳定期,CDEP-1产量继续上升,并达到产酶高峰;此后,随着菌体生长的衰退,CDEP-1产量出现快速下降趋势.扩大培养时,30 L发酵罐中60 h产酶量最高,比摇瓶培养(168 h)缩短了108 h,单位体积的产酶量比摇瓶培养提高80%.结果对研究和利用该球孢白僵菌重组菌株的代谢产物,提高真菌杀虫剂的杀虫效果奠定了基础.     

水稻籽粒碳氮代谢与品质性状间遗传相关性的研究

研究分析水稻籽粒C、N代谢与稻米主要品质性状间遗传相关性结果表明,水稻籽粒C、N代谢与稻米主要品质性状间有一定遗传相关性,提高可溶性糖含量,则糖氮比显著提高,糙米长、千粒重和直链淀粉含量显著降低;提高全N含量可能显著提高糙米厚和直链淀粉含量,而糖氮比、糙米长和千粒重随之显著降低;随糖氮比的提高,糙米厚、千粒重和直链淀粉含量将显著降低。种子、细胞质和母体植株3套遗传体系同时对成对性状的遗传相关性起作用,且各遗传体系在不同成对性状间的作用效果各异,可溶性糖含量与糙米宽、可溶性糖含量与糙米厚、全N含量与糙米长、全N含量与糙米厚等成对性状间遗传相关性主要受种子直接效应的控制;而可溶性糖含量与糙米长宽比、可溶性糖含量与千粒重、可溶性糖含量与直链淀粉含量、全N含量与糙米宽、全N含量与糙米长宽比、糖氮比与糙米宽、糖氮比与糙米厚等成对性状则以母体植株效应为主。     

辐照西洋参培养物皂苷次生代谢调控的研究

研究了不同前体、前体浓度、前体加入时期、前体作用时间、ATP浓度、烟酸浓度对西洋参芽胞愈伤组织生长及皂苷合成的影响。结果表明 :0 1 %甲羟戊酸对生长有抑制作用 ,对皂苷合成有明显的促进作用 ;1 0 0mg L亮氨酸对生长无明显影响 ,对皂苷合成有促进作用 ;444mg L的醋酸镁对培养物生长和皂苷合成都有促进作用 ;在继代开始时加入前体皂苷含量最高 ;甲羟戊酸作用 6h皂苷产量最高 ;1 60mg LATP对生长和皂苷合成均有促进作用 ;1 0mg L烟酸利于培养物生长和皂苷合成 ;用6 0 Coγ射线辐照培养物 ,剂量为 40 0 0Gy时得到皂苷含量高于原愈伤组织 1倍的细胞系。     

不同无机硫对内蒙古白绒山羊消化代谢的影响

选用9只装有瘤胃和十二指肠近端瘘管的内蒙古白绒山羊羯羊（2周岁左右），随机分成3组，分别饲喂氮硫比相同而硫源不同（分别为硫磺，硫化钠和硫酸钠）的3种日粮，进行消化代谢试验和测定食糜流通量，以探讨不同无机硫对氮和硫的沉积量以及硫的流通规律，试验结果表明：硫酸钠组氮的进食量和沉积量均显著高于硫磺组和硫化钠组（P＜0．05），但各组间氮的表观消化率差异不显著（P＞0．05），硫化钠组和硫酸钠组硫的沉积量以及表观消化率均显著高于硫磺组（P＜0．05），硫酸盐在瘤胃吸收量很少，主要在肠道被吸收；硫化物在瘤胃和小肠均可被吸收利用，元素硫（硫磺）主要在瘤胃和小肠前段被分解利用，元素硫的生物学效价显著低于硫酸钠和硫化钠（P＜0．05）。总之，添加硫酸钠对内蒙古白绒山羊的效果好于硫磺和硫化钠。     

两种给药制度下Cimaterol对大鼠生长代谢和神经内分泌的影响

用３６只２月龄Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）雄性大鼠研究两种给药制度下Ｃｉｍａｔｅｒｏｌ（ＣＩＭ）对其生长、代谢及内分泌的影响。表明ＣＩＭ的作用与大鼠的神经内分泌系统及消化代谢密切相关。     

光照对香菇菌丝后熟转色过程中活性氧代谢及自噬的影响

为研究光照对香菇菌丝后熟转色过程中活性氧代谢的影响,通过设置自然光照条件与黑暗条件下香菇菌丝后熟转色对比试验,分析其活性氧含量、丙二醛(MDA)含量、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶活性、抗氧化酶活性及自噬的差异。结果表明,自然光照条件下香菇菌丝正常后熟转色,黑暗条件下香菇菌丝不转色。自然光照条件下香菇菌丝活性氧含量、MDA含量、NADPH氧化酶活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性均显著高于黑暗条件,超氧化物歧化酶(SOD)活性变化则与之相反。同时,香菇菌丝细胞自噬的透射电镜分析及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对自噬基因Atg8的表达水平分析结果表明,在自然光照条件下香菇菌丝细胞的自噬特征明显。本研究结果为优化香菇栽培的环境条件提供了一定的理论依据,也为后续对光照环境下香菇体内氧化平衡的作用机理研究提供了有效参考。     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。