转录组分析不同砧木对嫁接烤烟抗青枯病的影响

为研究不同砧木对烟草嫁接苗抗病性的影响,明确抗病材料云烟87(Y87)作为砧木提高接穗红大金元(HD)对青枯病抗性的机理,采用劈接加生料带缠绕法以易感青枯病品种HD作为接穗,以HD和Y87作为砧木,分别构建HD/HD和HD/Y87嫁接烤烟苗,然后测量HD/HD和HD/Y87保护性酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化,最后利用高通量测序技术和Illumina HiSeqTM 4000测序平台,提取5株HD/HD或HD/Y87 mRNA,反转录构建总cDNA文库,测序,过滤低质量Reads后,用TopHat2比对参考基因组,用Cufflinks和DESeq软件获得基因表达量和差异表达基因。结果发现,不同取样时间HD/Y87 PAL活性均显著高于HD/HD,4个样品分别得到48 414 474～48 697 874条Clean Reads和38 272～40 938条基因,但HD/Y87发生选择性剪切事件数高于HD/HD;比较HD/Y87和HD/HD两组间基因表达量,得到3 904条差异基因,其中3 096条基因上调,808条基因下调;在上调基因中有参与木质素合成的3条编码苯丙氨酸解氨酶基因, 5条Myb家族转录因子基因, 5条编码多酚氧化酶基因;还有2条病程相关蛋白基因和3条相应的ERF转录因子基因等。这些结果表明,Y87作为砧木能够提高接穗HD PAL活性和多种抗性基因(包含木质素、多酚及病程相关蛋白)表达量,从而提高接穗红大金元对青枯病等病害抗性。     

种子大小与播种深度对川中丘陵区玉米根系生长的影响

为解决川中丘陵区机播质量差、季节性干旱频发危害玉米生长现象，本试验以该地区主推玉米品种‘正红505’为材料，采用裂区设计，通过田间及盆栽试验，研究不同种子大小及播种深度对玉米苗期、穗期根系生长及分布的影响，以期为本区域玉米的机械化精量播种和抗旱栽培提供理论依据。结果显示：1）种子越大发芽率越高；适当浅播（2~6 cm）能显著提高发芽率，2 cm较10 cm播深发芽率提高6.5%。2）大粒种子的根长、表面积、体积及干重极显著大于小粒种，虽然随生育进程推进，大、小粒种间根系生长的差异逐渐缩小，但至吐丝期，大粒种子的根长、表面积、体积及干重仍较小粒种分别高28.6%、25.0%、22.4%和11.4%。3）三叶期2 cm与6 cm播深的根系较10 cm播深下根长、表面积、体积及干重显著更高，但之后10 cm播深的根系生长更快，五叶期-七叶期后，超过2 cm播深的玉米；至吐丝期，10 cm播深玉米根长、表面积、体积和干重较2 cm浅播处理分别提高17.1%、11.9%、14.0%和10.4%，差异均达显著水平。4）种子大小对根系的分布影响较小，但播种深度对根系分布影响显著。10 cm深播较2 cm浅播处理可显著提高10 cm以下土层玉米根系的分布。5）种子越大，产量越高，大、中粒种子较小粒种子玉米产量分别提高9.1%和7.3%（P<0.05）；适当深播（6~10 cm）能有效增加产量，6 cm、10 cm播深玉米产量较2 cm播深产量分别提高11.8%、26.3%。研究结果表明玉米大粒种子有利于建成发达的根系，适当深播有利于中、后期根系的生长和增加深层土壤的分布，从而提高玉米水肥吸收能力，提高其抗旱性，最终达到提高产量的目的。因此，川中丘陵区应选大中粒种并适当深播。     

不同覆盖方式下减氮对玉米生长与氮素吸收、运转和分配的影响

以玉米正红505为试验材料,采用两因素随机区组设计,设置3个氮肥水平(常规施氮、减氮20%和减氮40%)和3种覆盖方式(地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖),以不施氮肥无覆盖为CK,研究不同覆盖方式和氮肥水平对土壤水分与全氮含量、玉米干物质积累、氮素吸收、运转和分配及产量的影响。结果表明:(1)与CK和减氮40%处理相比,耕层土壤水分和全氮含量以覆盖处理和较高氮肥水平处理较高;(2)与减氮40%处理相比,较高氮肥水平处理玉米株高、茎粗、叶面积和单株干物质积累量均较高;较高氮肥水平下,覆盖处理株高、茎粗、单株叶面积和单株干物质量高于无覆盖处理,尤其是地膜覆盖处理;(3)较高氮肥水平有利于玉米植株氮素积累、转运,减氮20%下地膜覆盖处理和常规施氮下覆盖处理玉米籽粒和植株氮素积累总量较高,并能促进茎叶氮素向籽粒运转,进而提高氮收获指数、氮肥偏生产力、氮农学利用率;(4)玉米籽粒产量随氮肥水平的提高而增加,但增产的幅度逐渐降低;地膜覆盖有明显增产作用,在减氮40%条件覆盖秸秆有一定增产效果;在减氮20%条件覆盖地膜可获得全氮不覆盖处理同等以上产量。综合上述结果,减氮20%下地膜覆盖处理存在玉米高产和氮肥减施并行的可能。     

水氮互作对川中丘陵区玉米水肥利用效率和产量形成的影响

为研究不同水氮配置对玉米肥水利用率和产量形成的影响,试验以不施氮、不滴灌为对照（CK）,设减氮25%（180 kg·hm^-2,N180）和正常氮（240 kg·hm^-2,N240）2个氮肥量,4个滴灌水平（B0：0 m³·hm^-2;B1：375 m³·hm^-2;B2：750 m³·hm^-2;B3：1125 m³·hm^-2）,共9个处理。结果表明,玉米吐丝期叶面积指数、干物质积累量及氮素积累量均随施氮量和滴灌量增加而增长,且存在互作效应。滴灌促进氮肥的吸收利用,减氮条件下B3处理较B0处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率分别提高9.55%、22.25%、118.69%;正常氮条件下滴灌量超过750 m³·hm^-2有抑制氮肥吸收利用的趋势。施氮提高水分利用效率,减氮和正常氮处理较CK处理生物量水分利用效率分别提高14.47%和31.83%,减氮和正常氮处理间籽粒水分利用效率差异不显著。减氮条件下玉米的产量随滴灌量增加而增加,B3处理较B0、B1、B2处理分别增加5.84%、1.33%、0.46%,而正常氮条件下则先增后减,减氮25%条件下滴灌量750~1 125 m³·hm^-2处理的产量可达到正常氮不滴灌水平。减氮配以适当灌溉促进玉米生长,增加干物质积累和氮素吸收利用,从而提高玉米产量,是氮肥减施增效和抗旱高产的有效技术措施。本试验条件下的最优水氮配置为纯氮180 kg·hm^-2+滴灌750~1 125 m³·hm^-2。     

种子大小与播种深度对玉米出苗、苗期光合特性与保护酶活性的影响

为了探明玉米种子大小和播种深度的萌芽出苗与苗期生理效应,为全苗、齐苗和壮苗措施的制定提供理论依据,通过盆栽和大田试验,研究种子大小(大、中、小粒)与播种深度(2,6,10 cm)对玉米萌芽出苗、苗期光合特性与保护酶活性的影响。结果表明:大、中粒种较小粒种出苗率高而整齐;播种深度增加,种子破土、出苗时间延迟,出苗率降低,尤其是小粒种,且播种深度对田间出苗率影响更为显著。大、中粒种与小粒种相比,苗期的叶绿素(叶绿素a、b)含量较高,表观量子效率和(最大)净光合速率更大,SOD、POD和CAT活性更高,MDA含量更低,光合能力和抗旱性更强。播种深度增加,三叶期的叶绿素含量降低,但五、七叶期后的叶绿素含量则增加,说明出苗初期浅播处理生长较好,叶绿素含量较高,之后深播处理则表现出一定优势,至七叶期时叶绿素含量均较大幅度超过浅播处理,且相应的表观量子效率和(最大)净光合速率增大,SOD、POD和CAT活性和MDA含量降低,光合能力和抗旱性增强。因此,川中丘区玉米生产上应选用大中粒种适当深播,促全苗、齐苗和壮苗,增强其苗后期的抗逆性和光合性能。     

滴灌减氮对四川盆地玉米吐丝后叶片衰老和物质积累的影响

为研究滴灌减氮对玉米吐丝后叶片衰老特性、碳氮代谢及物质积累的影响,设置正常施氮(240 kg·hm^-2,N₂₄₀)和减氮25%(180 kg·hm^-2,N₁₈₀)2个氮肥量和4个滴灌水平(0 m³·hm^-2,B₀;375 m³·hm^-2,B₁;750 m³·hm^-2,B₂;1 125 m³·hm^-2,B₃),并以不施氮且不滴灌为对照组(CK),分析比较了不同氮肥水平下滴灌对玉米吐丝后穗位叶叶绿素含量、保护酶(超氧化物歧化酶,SOD;过氧化物酶,POD;过氧化氢酶,CAT)和碳氮代谢酶(蔗糖合成酶,SS;谷氨酰胺合成酶,GS)活性及物质积累的影响。结果表明：玉米吐丝后穗位叶叶绿素含量、保护酶和碳氮代谢酶活性以及吐丝后物质积累量均随施氮量和滴灌...     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。