低氮胁迫下不同氮效率玉米品种的氮代谢与物质生产差异

以氮高效品种‘正红311’和氮低效品种‘先玉508’为试验材料,通过室内水培研究低氮胁迫下不同氮效率玉米品种的氮代谢与物质生产差异。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根系与叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,可溶性蛋白含量,地上部、根系和单株干物质与氮积累量及根系氮吸收效率均显著下降,但‘正红311’的各指标降幅均低于‘先玉508’;根冠比、根冠氮分配比和根系氮物质生产力均显著升高,但‘正红311’根冠比、根冠氮分配比的增幅均低于‘先玉508’,而根系氮物质生产力的增幅较‘先玉508’更高。氮高效品种‘正红311’的NR、GS、GDH活性及可溶性蛋白含量均高于氮低效品种‘先玉508’,且对低氮胁迫响应更高效,使得其根系氮吸收效率和物质生产能力显著高于‘先玉508’,而根冠比和根冠氮分配比显著低于‘先玉508’,有效地维持地上部与根系的干物质与氮的协调分配,保证其物质生产与氮积累,提高其对低氮环境的适应能力。因此,氮高效品种在肥沃地区种植可减少氮肥施用,发挥其氮高效特性,而在丘陵地区推广则有利于保证玉米的高产稳产。     

黄土旱区土壤C/N调控对谷子根系形态及产量的影响

为明确土壤C、N配施调控旱地谷子根系形态构建及产量形成的关联机制,研究以晋谷21谷子品种为试验材料,采用大田试验（处理小区面积30 m²）,设置不同C/N调控处理：CK（N 21.7 kg/hm²);A（N 21.7 kg/hm², C 6.7 kg/hm²）;B（N 32.7 kg/hm², C 6.7 kg/hm²）;C（N 43.3 kg/hm², C 6.7 kg/hm²）;D（N 54.3 kg/hm², C 6.7 kg/hm²）,N为含量为46%的尿素,C为玉米秸秆生物炭,系统调查了谷子根系形态指标体系和产量构成因子的变化规律。试验结果表明：①土壤CN合理配施可以有效增加谷子的产量,增产效果以处理C最为显著,较CK 处理显著增加44.9%;②同等生物炭施用水平下,充足或过量的N会抑制根系伸长下扎,但有助于根系的横向生长和体积膨大,处理B对根系总长、总表面积、总体积都有显著的促进作用,分别提升4.75%、13.92%、17.02%。③同等生物炭施用水平下,增施氮肥会减少土壤含水量,其中B处理较CK处理土壤水分含量显著降低4.2%;④增加氮素的施用可以有效促进谷子在抽穗期和灌浆期的根系生长发育,促进根系干物质的积累,与CK处理相比,A、B、C三个处理抽穗期和灌浆期谷子根系的干物质都显著性增加,增幅分别为28.13%、35.93%和24.75%,灌浆期增幅分别为36.83%、46.35%、49.52%;⑤配施生物炭可有效调控土壤电导率和土壤温度随作物生育期和气候环境的变化而变化,与CK相比,B处理显著降低土壤电导率19.5%,D处理显著提升了3%的土壤温度,对根系形态发育和功能发挥具有显著影响。综上所述,合理的CN配施调控可以通过改善土壤水肥环境,优化根系空间分布格局和功能,实现谷子产量和水分利用效率同步提升。     

南麦号系列小麦品种的染色体结构演变

为了明确南麦号系列小麦品种及其亲本的染色体结构特点,用4种寡核苷酸探针和非变性荧光原位杂交(ND-FISH)技术对南麦号小麦品种及其亲本的染色体进行了分析。结果表明,亲本攀早抗含1RS/1BL易位染色体,它的4个衍生品种中3个含1RS/1BL易位染色体。寡核苷酸探针Oligo-275.1、Oligo-275.2、Oligo-pSc119.2-1和Oligo-pTa535-1反映出了2A、4A、5A、6A、7A、3B、5B、6B、1D和2D染色体在攀早抗及其衍生品种间的结构差异。根据Oligo-275.1和Oligo-275.2的信号模式,推测7A染色体在南麦302、特研麦南88和荣春南麦1号中的重组情况不同。     

紫茎泽兰叶水提液对蛞蝓的毒杀作用

研究不同质量浓度紫茎泽兰叶水提液对蛞蝓的毒杀作用及毒杀机理。胃毒活性测定结果表明,当紫茎泽兰叶水提液质量浓度≥0.09 g·mL^-1时,其水提液对蛞蝓具有较好的毒杀作用,但作用缓慢,4 d后才能表现出明显的毒杀作用。Na₊,K₊ ATPase酶及乙酰胆碱酯酶活力测定结果表明,紫茎泽兰叶水提液对蛞蝓Na₊,K₊ ATPase酶活力具有明显的抑制作用,对乙酰胆碱酯酶活力也有一定的影响。可溶性糖和可溶性蛋白含量测定结果表明,紫茎泽兰叶水提液可降低蛞蝓体内可溶性糖质量分数,提高可溶性蛋白质量分数。说明紫茎泽兰叶水提液对蛞蝓具有明显的毒杀作用,其毒杀机理主要为抑制Na₊,K₊ ATPase酶活力。     

转ATCIPK23基因烟草植株钾素营养效率研究

通过考察转ATCIPK23基因烟草植株在不同钾浓度下钾及干物质积累的能力,研究了外源基因的导入对转基因烟草植株钾吸收能力的影响。结果表明,在低钾环境下,转基因株系具有明显的生长优势,烟株发育较快、根系发达、生物量较大、植株的含钾率也有明显提高,随着供钾量的减少,这种差异幅度逐渐增大。当供钾浓度为0.1 mmol·L^-1时,对照品种K326植株的平均钾含量为17.7 g·kg^-1,而转基因品系KA12为23.3 g·kg^-1,KA16为24.6 g·kg^-1,KA21为22.1 g·kg^-1,分别较对照品种增加了31.6%、39.0%和27.7%。钾吸收动力学研究表明,转基因植株与对照品种植株的最大吸收效率（V_max）差别不大,而最低浓度（C_min）与米氏常数（K_M）的差别较为明显。     

青稞苗期耐低磷能力评价

为从52个西藏青稞地方品种中筛选出耐低磷材料,通过苗期水培试验,设置缺磷(0.5μmol·L~(-1))和对照(0.5 mmol·L~(-1))两种处理,测定不同磷营养条件下青稞材料的生物量、根冠比、磷利用效率和酸性磷酸酶活性等指标,并利用主成分分析和隶属函数加权平均和聚类分析法对青稞的耐低磷能力进行综合评价。结果表明,52份青稞材料的综合评价值(D)范围为0.263～0.815,平均值为0.508。经聚类分析,将这些地方品种分为四大类。其中,第一类共11个品种(长芒白青稞、鄂嘎宗、扎仁、穷结黄六棱、满都、白青稞4、白青稞5、短芒青稞、分枝青稞、乃木、白青稞6),D值范围为0.263～0.372,平均值为0.325,磷利用效率最低,耐低磷能力差;第二类共23个品种,D值范围为0.406～0.556,平均值为0.525,磷利用效率和耐低磷能力稍好;第三类共16个品种,D值范围为0.586～0.719,平均值为0.597,磷利用效率较高,较耐低磷;第四类共2个品种(阿曼都、拉萨紫青稞),D值范围为0.781～0.815,平均值为0.798,磷利用效率最高,耐低磷能力强,可以用于青稞磷高效和耐低磷育种。     

青稞4-香豆酸辅酶A连接酶基因4CL的克隆及表达分析

为了进一步了解4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate:CoA ligase;4CL)基因在黄酮合成中的作用,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得了青稞4CL基因(Hv4CL)的cDNA全长序列,并利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术,对该基因在青稞4个胚乳发育时间段茎、叶和花中的表达情况进行研究。结果表明,Hv4CL基因cDNA序列全长2 107bp,该序列包含一个完整的开放阅读框(ORF,1 662bp),编码553个氨基酸。Hv4CL与小麦同源性最高(96%),且该蛋白序列中包含2个保守的box,即AMP结合盒:boxⅠ(SSGTTGLPKGV)和boxⅡ(GEICIRG)。qRT-PCR分析结果表明:4CL基因在青稞不同发育时期、不同组织的表达丰度不同,在茎中表达量最高,其次是叶和籽粒。     

一个黑麦碱基因Sec-1表达缺失的抗白粉病新材料的鉴定和抗源分析

小麦品系1002是经多年自交繁衍形成的稳定品系,对当前生产上流行的白粉菌生理小种表现苗期和成株期免疫抗性。为深入了解1002白粉病抗性的遗传基础,本研究对其抗性来源、遗传特性和细胞学背景进行了分析。结果表明,1002的白粉病抗性受一对显性基因控制,细胞核遗传,并能在感病品种中有效表达,与感病品种杂交F1代表现为免疫。1002是一个不含有中间偃麦草和簇毛麦遗传背景的黑麦碱基因Sec-1表达缺失的1BL/1RS易位系,其白粉病抗性基因与1BL/1RS染色体无关,与当前有效的白粉病抗性基因Pm37、Pm40、Pm43、PmCN17和PmL962并不相同。因此,推断1002携带一个新的抗白粉病基因。     

漆酶诱导北美沙地葡萄抗毒素Res合成及代谢研究

为明确真菌漆酶(laccase)对北美沙地葡萄Vitis rupestris抗毒素白藜芦醇(Resveratrol)合成及代谢的影响,采用高效液相色谱(HPLC)法,对白腐菌云芝漆酶与白藜芦醇的体外催化反应条件及产物进行研究;并通过病原菌harpin蛋白预诱导抗病沙地葡萄细胞悬浮系后,采用漆酶处理或非处理,检测白藜芦醇合成及代谢情况。试验结果显示,漆酶在醋酸缓冲液pH 4.5、25℃、150r·min-1、黑暗条件下,与白藜芦醇催化反应2h,可将白藜芦醇氧化形成二聚体葡萄素(δ-viniferin)。漆酶作为一种真菌致病因子能诱导Vitis rupestris细胞合成反式白藜芦醇(trans-resveratrol),并迅速将其氧化为抗性更强的δ-viniferin。同时,漆酶能与病原菌致病蛋白harpin协同诱导葡萄白藜芦醇合成及代谢,以提高沙地葡萄抗性。     

小麦分蘖成穗数相关分子标记在重组自交系（RIL）群体中的有效性验证及实用性评价

为了评价小麦分蘖成穗基因相关分子标记在育种中的实用性,利用多穗型小麦品种川农18和新品系T1208构建的重组自交系共计371个家系作为研究材料,通过对单位面积（m）最大分蘖数和单位面积（m）穗数的测定,并选择6个已发表的控制小麦分蘖成穗数的基因或QTL的相关分子标记（Xgwm264、Xbarc232、Xwmc169、Xwmc215、Xgwm437和Xcfd23）对群体进行PCR扩增,分析扩增产物与单位面积最大分蘖数和单位面积穗数的相关性。结果表明,在371份供试材料中,每平方米最大分蘖数的变化范围为254.00~700.67,变异系数为22.28%;每平方米穗数的变化范围为197.67~391.67,变异系数为14.12%;群体中存在明显的超亲分离现象,可作为西南麦区小麦优质育种的种质资源。分子标记检测结果与表型的相关性分析表明,分子标记Xbarc232不适合用于分蘖成穗数的筛选,分子标记Xwmc215、Xgwm437和Xcfd23仅可用于分蘖数的筛选,分子标记Xgwm264和Xwmc169可用于分蘖成穗数的筛选。