辣椒抗坏血酸生物合成酶GME基因家族的鉴定和表达分析

GDP-甘露糖-3′,5′-异构酶基因(GME)是抗坏血酸途径中的关键限速酶,该基因可以调节AsA合成。为了解辣椒中GME基因家族功能及在非生物胁迫下的表达情况,通过生物信息学方法对辣椒GME基因家族进行鉴定,并对基因结构、结构域、系统进化关系、基因表达模式和非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明,在辣椒中有2个GME家族成员,CaGME1和CaGME2,分别分布在3号和8号染色体上,都有6个外显子;CaGME1和CaGME2蛋白均具有NADB Rossmann家族中高度保守的NADPH结合位点、底物特异性结合位点,均不具有信号肽,为亲水性蛋白,定位在细胞质粒的可能性最高,均不具有跨膜结构,二级结构主要以不规则卷曲和α-螺旋为主;系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸序列与番茄和马铃薯的亲缘关系最近;qRT-PCR分析结果表明,在低温、茉莉酸甲酯和盐胁迫下CaGME1和CaGME2均被诱导上调,在赤霉素下均被诱导下调。综上可知,CaGME1和CaGME2基因在胁迫下不同的表达情况表明其在非生物胁迫中发挥作用,可为辣椒逆境胁迫机制研究提供参考。     

高原夏季露地紫甘蓝叶片氮代谢相关酶、产量对不同水肥组合的响应

以“欧美罗”紫甘蓝为试材,通过田间试验,探究不同水肥耦合条件下紫甘蓝功能叶片氮代谢相关酶活性及产量差异。对照组(CK)为当地传统水肥管理(N 466.5 kg/hm²,P2O5 756 kg/hm²,K2O 269.91 kg/hm²,大水漫灌和撒施);处理组采用双因素交互设计,因素一为不同灌水下限,设3个梯度:W1(田间最大持水量的80%)、W2(田间最大持水量的60%)、W3(田间最大持水量的40%);因素二为施肥量,设3个施肥梯度:F1(当地传统施肥量)、F2(80%当地传统施肥量)、F3(60%当地传统施肥量)。与CK相比,处理组W2F2紫甘蓝叶片叶绿素含量、氮代谢相关酶活性、可溶性蛋白含量、干物质积累量及产量均显著增大且达到最高值。在相同灌水量条件下,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,以及可溶性蛋白含量、干物质积累量、叶绿素积累量和产量均随着施肥量的减少呈现先升高后降低的趋势;在相同施肥量条件下,紫甘蓝叶片NR、GDH、GOGAT、GS活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量和产量均在灌水下限为60%时达到峰值。W2F2(田间持水量60%,N、P、K分别为373.2、604.8、215.93 kg/hm²)     

不同水肥组合对高原夏季露地紫甘蓝产量和土壤理化性状的影响

为探究不同水肥条件对高原夏季露地紫甘蓝产量和土壤理化性状的影响效应,筛选适宜水肥管理制度,以当地灌水量和施肥量为对照(CK),设置3个灌水下限水平,即土壤相对含水量分别为田间持水量的80%(W1)、60%(W2)、40%(W3),3个施肥水平分别为当地常规施肥量的100%(F1:N、P、K分别为466.5 kg·hm~(-2)、756 kg·hm~(-2)、269.91 kg·hm~(-2))、80%(F2:N、P、K为373.2 kg·hm~(-2)、604.8 kg·hm~(-2)、215.93 kg·hm~(-2))、60%(F3:N、P、K为279.9 kg·hm~(-2)、453.6 kg·hm~(-2)、161.95 kg·hm~(-2)),共10个处理,分析紫甘蓝产量、土壤养分积累、pH、EC、土壤酶、土壤呼吸对不同水肥组合的响应规律。结果表明:(1)水肥一体化处理紫甘蓝单球重、经济产量、生物产量和经济系数均大于当地施肥灌水(CK)处理,其中,W2F2处理单球重、经济产量和经济系数较CK显著提高,分别提高了16.37%、16.37%、10.42%;(2)水肥一体化处理土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度均高于CK,其中,中水中肥(W2F2)处理较CK土壤有机质含量显著提升,增加26.76%;(3)在灌水下限相同时,随施肥量的增加,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度表现为中肥(F2)处理高于高肥(F1)和低肥(F3)处理,土壤有机质含量表现为先升后降的趋势,在中水(W2)处理中F1、F2显著高于F3处理,而W1和W3各处理间并无显著差异;(4)施肥水平相同时,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度表现为中水(W2)处理高于高水(W1)和低水(W3)处理。因此,60%田间持水量和N、P、K分别为373.2、604.8、215.93 kg·hm~(-2)的组合(W2F2)在节水减肥的基础上能最大程度提高产量和维持土壤理化性状,是高原夏季露地紫甘蓝适宜的灌水施肥组合。     

结果期短期低氮处理对辣椒植株生长、产量及果实品质的影响

采用盆栽试验,连续两年研究结果期短期(9 d)低氮(0.83和5.83 mmol/L)处理对辣椒生长发育、产量及果实品质的影响。结果表明,适度低氮(5.83 mmol/L,T2)对辣椒净光合速率无显著影响;低氮处理后各处理组辣椒株高较对照降低,但在恢复正常供氮(即对照水平,9.83 mmol/L)9 d后,适度低氮处理的株高较对照增加,但无显著差异;植株叶面积在处理期无显著差异,恢复正常供氮9 d后,适度低氮处理的植株叶面积较对照显著增加,而其产量与对照无显著差异;低氮处理后果实品质提高,适度低氮处理植株果实中相比对照的Vc、可溶性蛋白、可溶性糖、辣椒素、二氢辣椒素含量增加,硝酸盐含量减少,均差异显著;低氮处理后植物生物量也有所提高,适度低氮处理植株叶片干鲜重量显著高于对照水平。因此,结果期短时期适度低氮处理(5.83 mmol/L)能够在保证植株生长和产量的基础上提高果实品质。     

不同覆盖方式对高原夏季露地松花菜产量、品质和土壤养分的影响

为探明不同覆盖方式对高原夏季露地松花菜产量、品质和土壤养分的影响,通过田间试验,采用地膜和秸秆覆盖(T1)、秸秆行间覆盖(T2)、秸秆全覆盖(T3)、露地无覆盖(CK1)和传统地膜覆盖(CK2)5种覆盖栽培方式,测定分析松花菜的产量、品质、矿物质元素含量、全生育期灌水量、灌水利用效率和土壤养分含量。结果表明:地表覆盖可以降低松花菜全生育期灌水量,其中T1处理产量和灌水利用效率均高于其他处理,较CK1、CK2节水29.0%、7.3%,增产68.9%、4.7%,灌水利用效率提高6.12、1.22百分点。T1处理花球的可溶性糖、维生素C含量均高于其他处理,且硝酸盐含量最低;各处理间可溶性蛋白含量无显著差异。与CK1、CK2相比,T1、T2和T3处理均可以提高花球矿物质元素含量,以T3处理效果最为显著。T1处理土壤有机质、全磷含量较CK1高29.6%、108.4%,全氮、全钾、土壤钙、镁和锰元素含量与CK1无显著差异;T1处理土壤有机质、全氮、全磷和土壤锰元素含量较CK2高14.7%、80.0%、52.0%和105.3%,全钾、土壤钙、镁元素含量与CK2无显著差异。综合分析表明,地膜+秸秆处理具有保墒增产、提高松花菜品质和改善土壤环境的效果,有效实现农作物秸秆的循环利用,避免了当地秸秆焚烧所带来的环境问题,可以促进该地区农业可持续发展。     

灌水量与氮素形态对西兰花生产和氮代谢的影响

以西兰花品种碧绿为试材,采用双因素交互试验设计,设置3个灌水量水平——W1(田间最大持水量的80%)、W2(田间最大持水量的60%)、W3(田间最大持水量的40%)和3种氮素形态——N1(全硝态氮)、N2(硝态氮与铵态氮的比例为7∶3)、N3(硝态氮与铵态氮的比例为5∶5),研究不同灌水量与氮素形态对西兰花干物质积累(干重)、产量、水氮利用效率和氮代谢的影响。结果表明:总的来看,在相同氮素形态下,西兰花干重、产量、氮肥偏生产力随着灌水量的减少呈现先升高后降低的趋势;在相同的灌水量下,西兰花的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶活性和叶片可溶性蛋白含量随着铵态氮比例的增加而升高,而硝酸还原酶活性的变化与此正好相反。综合来看,本试验条件下,当灌水量为田间最大持水量的60%、硝态氮与铵态氮的比例为5∶5时,西兰花的产量、水氮利用效率、干重等性状均表现较优,是适宜当地西兰花生产的水氮组合。