Genetic variation in root development responses to salt stresses of quinoa

Soil salinity has become a serious environmental abiotic stress limiting crop productivity and quality. The root system is the first organ sensing the changes in salinity. Root development under elevated salinity is therefore an important indicator for saline tolerance in plants. Previous studies focused on varietal differences in morphological traits of quinoa under saline stresses; however, variation in root development responses to salinity remains largely unknown. To understand the genetic variation in root development responses to salt stress of quinoa, we conducted a preliminary screening for salinity response at two salinity levels of a diverse set of 52 quinoa genotypes and microsatellite markers were used to link molecular variation to that in root development responses to salt stresses of represented genotypes. The frequency distribution of saline tolerance index showed continuous variation in the quinoa collection. Cluster analysis of salinity responses divided the 52 quinoa genotypes into six major groups. Based on these results, six genotypes representative of groups I to VI including Black quinoa, 2-Want, Atlas, Riobamba, NL-6 and Sayaña, respectively, were selected to evaluate root development under four saline stress levels: 0, 100, 200 and 300 mM NaCl. Contrasts in root development responses to saline stress levels were observed in the six genotypes. At 100 mM NaCl, significant differences were not observed in root length development (RLD) and root surface development (RSAD) of most genotypes except Black quinoa; a significant reduction was observed in this genotype as compared to controls. At 200 mM NaCl, significant reduction was detected in RLD and RSAD in all genotypes showing this as the best concentration to discriminate among genotypes. The strongest inhibition of root development was found for all genotypes at 300 mM NaCl as compared to lower saline levels. Among genotypes, Atlas of group III shows as a saline-tolerant genotype confirming previous reports. Variation in root responses to salinity stresses is also discussed in relation to climate conditions of origins of the genotypes and reveal interesting guidelines for further studies exploring the mechanisms behind this aspect of saline adaptation.     

无机碳源对零价铁介导的自养脱氮序批式反应器处理高氨氮废水的影响

无机碳源作为自养微生物的能量来源,是影响自养脱氮细菌富集的重要因素。文章通过添加不同量的KHCO3作为ZVI介导的自养脱氮体系中无机碳源,研究反应体系的脱氮效果影响趋势以及适宜的无机碳源添加量。结果如下:1)KHCO3作为无机碳源可以显著提高NH^+4-N去除率,KHCO3添加量越多,其NH^+4-N去除率越高。KHCO3添加量分别为2 g,1 g,0.5 g的SBR反应器R2,R1,R0.5的NH^+4-N去除率分别为98.39%,65.18%,44.56%,相较不添加KHCO3的R0分别提高86.5%,53.29%,32.67%。ZVI的添加会降低KHCO3对NH^+4-N氧化的促进作用。2)KHCO3可明显提高TIN去除效果,促进总氮脱除的高低顺序是R1>R0.5>R2,SBR反应器R2,R1,R0.5的平均TIN去除率分别为19.01%,32.04%,27.62%,相较于空白组R0分别提高了10.60%,23.63%,19.21%。3)KHCO3可中和硝化反应产生的H^+,对反应体系具有缓冲作用,可使微生物处于较适宜的酸碱环境中,更有利于反应器的稳定运行。4)适量的无机碳源KHCO3可以促进氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌的活性。该研究探讨了无机碳源在零价铁脱氮体系中的影响趋势,为铁型脱氮技术提供了理论支撑。     

土培条件下不同盐分梯度对水稻产量及其生理特性的影响

以南粳9108和甬优2640为材料,设置6个土壤含盐量(0%、0.07%、0.14%、0.21%、0.28%、0.35%),研究不同盐分梯度对水稻产量和生理特性的影响。结果表明:(1)盐胁迫影响水稻的生长和发育进程。株高、叶面积、干物质量等形态指标均随盐浓度的上升而下降;稻谷产量亦随盐浓度增加而下降,在0.14%、0.21%、0.28%、0.35%盐浓度处理时产量显著下降,南粳9108分别减产14.14%、43.65%、58.91%、65.68%,甬优2640分别减产20.25%、31.97%、40.41%、49.82%。(2)随着盐浓度的增加,2个参试品种抽穗期叶片抗氧化酶活性均呈先升后降趋势,在0.07%处理下达最高值。(3)抽穗期叶片中游离脯氨酸含量随盐浓度的上升而增加,盐浓度大于0.14%,游离脯氨酸含量较对照显著增加。(4)盐胁迫下,水稻植株吸收Na~+并置换出K~+,除叶片中K~+变化无规律之外,随着盐浓度上升,各部位K~+含量均下降,Na~+含量均上升,K~+/Na~+均呈下降趋势。茎鞘与叶运输的SK、Na随盐浓度的上升而上升,茎选择性运输K~+而抑制Na~+进入叶片;根与茎的SK、Na随盐浓度的上升而下降,茎吸收Na~+并输出K~+到根系。总体而言,低盐浓度对高产水稻品种产量和生理特性无显著影响,盐浓度大于0.07%时影响显著。     

大豆小肽螯合铁的制备工艺及光谱分析研究

通过铁源筛选比较得知,氯化亚铁比较适合与大豆小肽进行螯合反应制备大豆小肽螯合铁,利用响应面法优化了大豆小肽螯合铁的制备工艺,优化结果为:小肽与亚铁盐质量比4∶1,反应pH5.0,反应温度40℃,得到离子螯合率平均值为56.81%,经中试车间生产试制得到大豆小肽螯合铁的得率是78.3%,螯合率为82.39%,检测大豆小肽螯合铁的主要成分中的蛋白含量为78.94%,铁的含量为10.87%。红外和紫外光谱分析检测结果显示:大豆小肽和大豆小肽螯合铁(Fe~(2+))红外吸收峰的强度在不同波长位置上有明显的变化,大豆小肽螯合铁(Fe~(2+))在紫外波长上发生了明显的位移且宽化,表明大豆小肽螯合铁(Fe~(2+))形成了络合物。同时对大豆小肽螯合铁的结构进行了预测。     

栽培稻和普通野生稻居群根表铁膜形成能力的比较研究

根表铁膜形成能力反映了水稻根系氧化力的强弱。为了了解普通野生稻根系氧化力,采用水培铁胁迫试验对5个水稻品种和2个普通野生稻居群根表铁膜形成能力进行评价。结果表明:同亚洲栽培稻相比,普通野生稻拥有较高的根孔隙度,但其根表铁膜含量较低;供试植株的根孔隙度与根表铁膜含量之间没有相关性,这很可能与侧根的数量有关。     

不同基因型燕麦苗期耐盐碱性分析 及其鉴定指标的筛选

为探讨不同基因型燕麦苗期的耐盐碱性，筛选适宜松嫩平原种植的燕麦品种，本研究采用Hoagland营养液水培法，以250 mmol·L^-1高浓度NaHCO₃胁迫模拟松嫩平原盐碱环境，对49份来自国内外不同地区的主栽燕麦品种进行研究。试验测定了250 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下燕麦的株高（X₁）、根长（X₂）、地上部鲜重（X₃）、地下部鲜重（X₄）、地上部干重（X₅）、地下部干重（X₆）、地上部含水量（X₇）、地下部含水量（X₈）、根冠比（X₉）9个指标，以各单项指标的耐盐碱系数(SATC) 作为衡量耐盐碱性的依据，利用多元分析方法对不同燕麦品种耐盐碱能力进行了综合评价。结果表明：通过对各指标的耐盐碱系数进行主成分分析，得到X₄、X₇、X₈ 3个综合指标，涵盖了全部数据86.155%的信息量；通过隶属函数分析和聚类分析将49份燕麦品种分为3类，其中草莜1号、张燕7、T7等3个品种为耐盐碱品种，HLJ 1、白燕2号等41个品种为中度耐盐碱品种，三分三、坝莜13号等5个品种为盐碱敏感品种。     

微咸水滴灌条件下沙穴种植的土壤水盐二维空间分布规律

河套灌区重度盐碱土具有结构性差、导水率低的特点,且该地区淡水资源短缺,为提高土壤水入渗性能,合理开发利用微咸水资源,可在滴头下方设置沙穴并利用微咸水灌溉。为探明不同矿化度微咸水滴灌的沙穴种植条件下二维土壤水盐分布规律,采用室内50 cm×50 cm二维土槽模拟试验,设置蒸馏水(0 g/L),2.0,3.0,4.0 g/L 4种不同矿化度处理,试验历时100 h。结果表明:在深度5 cm距滴头两侧15~20 cm及滴头下方25 cm的盐碱土处,土壤含水量较高,沙土土壤含水率随着矿化度的增加而增加,盐碱土土壤含水率随着矿化度的增加呈现先增加后降低的趋势,采用3.0 g/L灌溉水滴灌时,盐碱土含水率最大(变异系数为7.64%),说明利用3.0 g/L微咸水灌溉可有效提高沙穴种植条件下土壤含水率;入渗100 h后盐分主要聚集在滴头下方25~30 cm处,沙穴结构试验中,灌溉水矿化度为4.0 g/L的情况下土壤平均电导率最大(变异系数为50.59%),水平方向盐分淋洗效果优于垂直方向,且灌溉水矿化度越低,淋洗效果越显著,蒸馏水处理脱盐率为13.99%,灌溉水矿化度为2.0,3.0,4.0 g/L时积盐率分别为7.93%,14.57%,30.05%,脱盐半径随矿化度的增大而减小,3.0 g/L与2.0 g/L积盐量差异不显著(P=0.460>0.05),与4.0 g/L处理下积盐量差异显著(P=0.024<0.05)。结合土壤水盐空间分布规律,利用3.0 g/L微咸水可提高盐碱土土壤含水率,控制沙穴种植结构土壤积盐量,提高根系层土壤保水性。     

咸-淡水交替漫灌淋洗改良滨海盐土效果

为探讨咸-淡水交替淋洗改良滨海盐土效果和节水潜力,通过土柱模拟试验,对咸-淡水交替淋洗下土壤溶液电导率变化、淋出液矿化度变化、淋洗用水量等进行了研究。结果表明,咸-淡水交替淋洗模式咸水(矿化度5.35 g L_-1)淋洗阶段,当100 cm深土体底部开始有淋出液时,距土表40 cm深处土壤溶液电导率下降已非常明显,而距土表80 cm、100 cm深处土壤由于盐分的聚积而电导率较高；咸水持续淋洗下40 cm深处土壤电导率始终缓慢下降,而80 cm、100 cm深处土壤电导率变化历经较快、快速、缓慢下降三个过程。咸-淡水交替淋洗模式淡水淋洗阶段,前期不同深度处土壤溶液电导率基本保持稳定；随着淋洗水量的增加,由土表向下不同深度位置土壤溶液电导率先后经过快速下降和缓慢下降两个过程。咸-淡水交替淋洗模式咸水淋洗阶段,淋出液矿化度变化经过快速、较快、缓慢下降三个过程,直至下降到7.32 g L_-1。淡水替换咸水继续淋洗下,前期淋出液矿化度保持稳定,当淡水淋洗水量增加到7 L(27.49 cm水层)时淋出液矿化度开始下降。咸-淡水交替淋洗模式咸水、淡水淋洗阶段结束后100 cm深土体土壤平均含盐量从初始的23.92 g Kg_-1下降到5.92 g Kg_-1和1.46 g Kg_-1,咸、淡水淋洗水量分别为21.45 L和14.85 L,与对照淡水淋洗模式比较咸-淡水交替淋洗模式淡水节约率为25.38%。咸-淡水交替淋洗模式改良滨海盐土效果较好,且节水潜力较高,但相应需要更长的淋洗改良时间。     

暗黑赤眼蜂低温贮存技术研究

旨在对暗黑赤眼蜂低温贮存技术进行研究，以期为规模化繁殖的暗黑赤眼蜂低温贮存提供依据。利用清水、0.5%盐水、1.0%盐水、1.5%盐水和直接冷藏等方式处理被暗黑赤眼蜂寄生的麦蛾卵，研究其低温贮藏技术。结果表明：与对照相比较，0.5%、1.0%和1.5%盐水处理后能够显著提高暗黑赤眼蜂的羽化率、降低其羽化畸形率；45 天以内，各浓度盐水处理的暗黑赤眼蜂单雌产卵量与对照之间差异不显著，表明在此时间内利用盐水处理可显著保持暗黑赤眼蜂的单雌产卵量；冷藏90 天后，暗黑赤眼蜂雌雄比例开始增大，75 天后，暗黑赤眼蜂的雌雄比例失调较为严重。研究表明：冷藏时间的增加不利于暗黑赤眼蜂各项指标的发育，但0.5%、1.0%和1.5%盐水处理后能在一定程度上减少负面影响，是羽化率、羽化畸形率、雌虫寿命、单雌产卵量和雌雄比例等指标的有利因素。     

石灰石砂砾负载铁膜及其强化除磷效果

为研究探讨出一种成本低、适用于农村生活污水处理的人工湿地填料负载铁膜方法,通过室内小试比较了石灰石砂砾、普通河沙砂砾2种材料,以及FeCl_3溶液、FeSO_4溶液、Fe(OH)_3胶体溶液3种含铁溶液,并比较了不同的工艺条件,包括4种加液方式:载体浸泡在溶液中不捞出、浸泡2 h后捞出、浸泡1 min后立即捞出和喷淋,3种干燥方式:105℃烘干、太阳晒干和室内自然晾干;同时构建了铁膜石灰石砂砾小型人工湿地,考察了其实际运行效果。试验优选出的负载铁膜方法为:石灰石砂砾浸泡在浓度为1.5 mol·L~(-1)的FeSO_4溶液中,使石灰石砂砾与溶液充分接触1 min后捞出,再将捞出后的石灰石砂砾室内通风自然晾干。铁膜石灰石砂砾对生活污水总磷的静态吸附去除率从普通石灰石砂砾的22.7%提高到80.6%;将其应用于小型人工湿地,总磷去除率比普通石灰石砂砾湿地提高了10%～15%。