陆地棉Ghkinesin13亚家族基因的克隆及表达特征分析

Kinesin家族是一类马达蛋白,它们能利用ATP水解所释放的能量驱动自身携带物质分子沿着微管运动,在细胞形成、细胞伸长等方面起着关键作用。本研究以拟南芥Atkinesin-13A蛋白序列作为探针序列,利用Blast比对从二倍体雷蒙德氏棉的基因组数据库中发现7个具有较高同源关系的基因。根据基因序列设计引物,利用RT-PCR技术从陆地棉纤维中分离出7个基因。依据7个基因与Atkinesin-13A和Atkinesin-13B的同源性高低,依次将其命名为Gh KIS13A1、Gh KIS13A2、Gh KIS13A3、Gh KIS13B1、Gh KIS13B2、Gh KIS13B3和Gh KIS13B4。生物信息学分析表明,7个Ghkinesin13均含有典型的KISC马达区域、ATP结合位点和微管结合位点,其马达区域属于中央马达。多重序列比对和进化树分析发现,这7个蛋白可被分为2个(Kinesin13A和Kinesin13B)亚类。实时荧光定量PCR结果表明,7个Ghkinesin13亚家族基因在棉花各组织中均有表达,但表达模式各不相同,其中Gh KIS13B4在纤维中优势表达,表明其在纤维发育过程中可能发挥着重要作用。     

水磷供应对棉花根系生长、分布及生物量的影响

以早熟高产品种新陆早45号为试材,采用土柱栽培法,设置常规灌溉(新疆大田棉花滴水定额为3 750 m~3/hm~2,W_1)和限量灌溉(大田暂定滴水定额的2/3,W_2);每个水分处理设不施磷(P_0)和施磷(P_2O_5用量为0.15 g/kg,P_1)处理,研究水磷供应对棉花根系生长、空间分布及与生物量累积的影响。结果表明,无论何种水分条件下,P_1处理均增加棉花根长、根表面积和根体积,降低根直径,其中根长和根表面积在W_2条件下增幅较大。在相同施磷条件下,W_1处理棉花根长、根表面积、根体积、根直径均明显高于W_2处理,以0～40 cm土层根长、根直径和40～80 cm土层根表面积、根体积增幅较大。不同处理吐絮期地上部和生殖器官生物量均表现为W_1P_1W_1P_0W_2P_1W_2P_0,根冠比则表现为W_2P_0W_2P_1W_1P_0W_1P_1。相关分析结果表明,在69～99 d,0～40 cm土层根直径与营养器官生物量呈显著或极显著正相关;69 d时40～80 cm土层根表面积与营养器官、生殖器官和总地上部的生物量均呈显著正相关;84～99 d,0～40 cm土层根直径与生殖器官生物量呈显著或极显著正相关。因此,施磷通过减小棉花浅层根直径和增加深层根表面积,来降低根冠比、促进地上部干物质的积累,尤其当棉花遭受水分亏缺时,通过增大耕层根长、根表面积,提高棉株抗旱能力。     

自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。     

113份饲草型六倍体小黑麦种质饲草产量与品质性状的评价

种质资源是遗传研究与作物改良的基础。饲草产量与品质是决定饲草型小黑麦品种利用价值的重要指标。本研究以113份国内外小黑麦种质为材料，通过2年田间种植，对其饲草产量与品质性状进行了分析与评价。结果表明参试小黑麦种质的饲草产量及其品质性状存在极显著差异，其单株鲜草产量分别为36.000～111.560 g与36.310～159.780 g，单株干草产量分别为12.000～27.000 g与9.150～30.150 g，鲜干比分别为2.380～4.370与2.610～6.210，饲草粗蛋白含量分别为6.894%～13.259%与6.680%～14.304%，饲草中性洗涤纤维含量分别为48.480%～74.850%与53.850%～67.980%，酸性洗涤纤维含量分别为26.600%～42.780%与29.000%～39.280%，饲草的相对饲用价值分别为69.650～128.150与79.840～113.170。饲草产量与品质性状的多样性指数范围为1.974～2.075。主成分分析表明，饲草纤维品质因子、饲草产量因子与综合品质因子为前3个主成分，其累计贡献率为82.198%。依据单株干草产量...     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

种子处理对籽瓜细菌性果斑病防治效果的研究

籽瓜细菌性果斑病(Acidovorax avenae subsp.citrulli)是近年来在新疆出现的一种检疫性病害,种子带菌是该病传播的重要方式之一.通过对市售的带有细菌性果斑病的籽瓜种子进行不同温度及不同药剂的处理,经温室种植测定,计算出各种处理方法对籽瓜果斑病的防治效果.结果显示50℃湿热处理30min;60℃干热处理4h,以及2%的HCl处理20min对防治籽瓜细菌性果斑病种子带菌具有良好的效果,各生产单位可以根据实际情况选择合适的方法,以减轻细菌性果斑病的危害和蔓延.     

陆地棉SSR分子标记优化体系的建立

针对陆地棉富含酚类、多糖等次生产物的特点,建立了一种简便、快速的提取高纯度DNA的方法.同时建立了适合陆地棉SSR标记的优化体系和试验方案,并对所构建的QTL定位群体进行了SSRPCR检测,得到了清晰的多态性SSR标记,为SSR分子标记技术在棉花育种中的应用打下了基础.     

扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响

【目的】研究不同种植模式对滴灌春小麦干物质、氮素的吸收和产量的影响。【方法】 设置3个种植方式(TR:常规播种;K:宽窄行播种;S:缩行缩带宽播种)和3个滴灌配置(1管4行:一条滴灌带两侧各2行, R₁、R₂行;1管6行:一条滴灌带两侧各3行,R₁、R₂、R₃行;1管8行:一条滴灌带两侧各4行, R₁、R₂、R₃、R₄行),小麦品种为新春44号和新春22号,研究扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响。【结果】 在1管6行滴灌配置方式下,R₃行单株干物质积累大于R₂行,1管8行滴灌配置方式下,R₄行单株干物质积累大于R₃行,不同种植方式间干物质积累量TR₄﹥K₆﹥S₆﹥K₈﹥S₈;在1管6行滴灌配置方式下,K₆单株氮素积累量高于S₆;在1管8行滴灌配置方式下,K₈单株氮素积累量高于S₈。在1管6行滴灌配置方式下单株氮素积累量R₁﹥R₂﹥R₃,1管8行滴灌配置方式下,R₁﹥R₂﹥R₃﹥R₄;扩大管行比种植模下S₆产量最高,新春22号为487.59 kg/667m²,新春44号为536.56 kg/667m²,各种植模式行间产量表现为由近行到远行先降低后边行升高。【结论】 在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株干物质的积累,且2品种间新春44号单株干物质积累量高于新春22号;在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株氮素积累量的积累,且2品种间新春44号单株氮素积累量高于新春22号; K₆、S₆种植模式中的R₃行产量高于R₂行、K₈、S₈种植模式中R₄行产量高于R₃行;扩大管行比种植模式下,S₆产量与TR₄差异不显著,且表现最优;新春44号行间变异系数比新春22号小,且在不同种植模式下,新春44号产量均高于新春22号,扩大管行比种植模式下,S₆种植模式的产量与TR₄种植模式的产量差异不显著,表现最优;在新疆滴灌小麦生产中,推荐选择行间变异系数小的新春44号,其中最优种植模式为S₆。     

不同红蓝LED光照时间对冰菜生长和品质的影响

【目的】 研究不同红蓝光照时间对冰菜生长发育的影响,分析其生长发育规律。【方法】 以冰菜为研究对象,以红蓝光为人工光源,在植物工厂及水培条件下,采用可循环营养液(EC2.8 dS/m,pH6.5),待冰菜幼苗长至4片叶后移植到水培立体培养系统中,设置红光与蓝光比例为(3∶1),光强统一设定为300 μmol/(m²·s),补光时间设定为8 h/16 h(光/暗)为A处理,10 h/14 h(光/暗)为B处理,12 h/12 h(光/暗)为C处理,14 h/10 h(光/暗)为D处理,16 h/8 h(光/暗)为E处理。【结果】 随着光照时间的增加冰菜叶片净光合速率也增大,冰菜在14 h光照处理下,生长形态最优,光合色素含量最高,在14 h光照下,净光合速率达到最大,但达到16 h时,净光合速率开始降低,且Fv/Fm值和Φ值最小;在14 h光照处理下抗氧化酶活性较高,在12 h光照处理下有利于可溶性糖以及VC的积累,随着光照时间的延长达到16 h时,冰菜叶片中硝酸盐含量最高。【结论】 冰菜在红蓝光比例为3∶1时,光照时间为14 h能更有利于冰菜的生长以及改善其营养品质。     

扩大管行比对滴灌春小麦干物质积累、转运和籽粒产量的影响

【目的】研究扩大管行比对滴灌春小麦干物质积累和籽粒产量的影响。【方法】在大田条件下,以新春22号和新春44号为供试材料,设置1管4行(TR₄)、1管6行(TR₆)和1管8行(TR₈),3种不同的管行比滴灌带配置方式,测定不同管行比种植方式下,滴灌春小麦植株及各器官干物质积累量、产量和产量构成因子等指标。【结果】不同处理下2个小麦品种的单株和各器官干物质积累量随带宽增加均呈下降趋势,且均以TR₄处理为最大。在TR₄处理下,2个小麦品种的总干物质积累量于成熟期达到最大值,且新春44号干物质积累量高于新春22号。新春44号干物质最大积累量、干物质积累速率均高于新春22号。2个品种的籽粒产量均随着带宽的增加呈下降趋势,在TR₄处理下,新春22号和新春44号的籽粒产量分别为7 716.45和8 096.48 kg/hm²。【结论】在TR₆处理下,小麦籽粒产量降幅较小,新春44号产量降幅度小于新春22号,且新春44号籽粒产量高于新春22号。新春44号更适于在大管行比滴灌种植方式下种植。