不同种植模式对土壤质量及马铃薯生长的影响

为探究轮作藜麦、玉米及连作对马铃薯根系生理及根系发育的影响及其机制,比较了3种种植模式(轮作藜麦、轮作玉米及连作)对马铃薯根际土壤微环境、根系生理、根系发育及植株生长的影响,以期为减轻马铃薯连作障碍、筛选较好的轮作模式提供理论依据。结果表明:(1)轮作藜麦、玉米明显降低土壤pH,提高土壤中有机质、碱解氮和有效磷含量,增强土壤肥力相关酶的活性,增加土壤细菌、放线菌数量和细菌与真菌数量比值(B/F),降低真菌数量,改善马铃薯根际土壤微环境,对植株生长发育起到促进作用,表现在马铃薯的株高、茎粗、地上部干重、根干重、单株薯重均有一定程度的增加。(2)轮作藜麦、玉米使得马铃薯根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性上升,超氧阴离子产生速率下降,丙二醛(MDA)含量减少,渗透调节物质含量增加,表明通过轮作藜麦和玉米使得连作对马铃薯植株造成的胁迫得到了一定程度缓解。(3)轮作藜麦、玉米显著提高了马铃薯根系总根长、根表面积、根体积、根平均直径和根尖数,说明轮作藜麦及玉米促进了马铃薯根系的生长发育,这与轮作藜麦及玉米改善土壤理化性质、生物学性质及促进马铃薯地上部分的发育相对应。比较轮作藜麦及轮作玉米的整体表现,以轮作玉米调控马铃薯连作障碍的效果较好。     

马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能分析

植物花色素苷的合成代谢受转录因子的调控,其中R2R3 MYB为最主要的转录调控因子。本研究以彩色四倍体马铃薯为试材,克隆了R2R3 MYB基因家族里调控马铃薯块茎花色素苷合成R2R3 MYB-St AN1的3个同源基因,并利用生物信息学分析、稳定烟草遗传转化、q PCR等方法对这3个同源基因的结构和功能进行分析和鉴定,结果表明,这3个同源基因均含有R2和R3保守结构域,其主要差别在于C端由10个氨基酸序列组成的重复结构(R)数目不同,根据R数目将其分别命名为St AN1-R0、St AN1-R1和St AN1-R3,其蛋白分子量分别为28 047.91、29 458.35和31 527.60 Da,等电点(p I)分别为6.14、6.90和8.39,均为亲水蛋白。通过转化烟草发现,转入St AN1-R0、St AN1-R1和St AN1-R3后,烟草叶片叶色变化明显,其中转St AN1-R1烟草叶色呈深红色,其叶片花色素苷含量最高。进一步利用q PCR分析表明,外源St AN1使烟草叶片花色素苷合成代谢途径的关键基因(Nt CHS、Nt CHI、Nt F3H、Nt F3’H、Nt DFR、Nt ANS、Nt UFGT)上调表达,同时烟草内源Ntb HLH基因的表达显著上升;St AN1-R1可以高效地调控烟草内源Ntb HLH基因和结构基因Nt DFR和Nt ANS的表达。结果表明,St AN1的3个同源蛋白均可以调控花色素苷的合成,而只含一个重复序列R的St AN1调控花色素苷合成的能力最强。     

不同覆膜方式对西北旱地麦田土壤水热特征和产量形成的影响

为了改善西北旱区土壤水热条件,提高降水利用效率,研究西北旱作条件下白膜平铺覆土穴播(T1)、黑膜平铺覆土穴播(T2)、白膜垄沟覆土穴播(T3)、黑膜垄沟覆土穴播(T4)、白膜平铺无土穴播(T5)、黑膜平铺无土穴播(T6)和露地穴播(CK)对麦田土壤水热效应和籽粒产量及水分利用效率的影响,以期为实现春小麦高产高效种植提供理论依据。结果表明:地膜覆盖具有明显增温和降温双重效应。与CK相比,在春小麦苗期和分蘖期覆膜处理下0~25cm土层土壤平均温度增加0.73℃和0.88℃,而在扬花期和灌浆期降低0.38℃和0.75℃。从整个生育期看,不同覆膜处理在0~25cm土壤温度变异系数(18.24%~20.02%)低于CK处理(21.48%),说明地膜覆盖有利于减轻土壤温度波动。不同处理下小麦全生育期0~25cm土层地温随土层的加深而逐渐降低,在25cm处的平均地温低于5cm处5.38℃。春小麦抽穗至灌浆期阶段的耗水量和耗水比例均最大,平均分别为126.83mm和47.37%,T3处理在此阶段的耗水量最高,显著高于CK处理21.33%。地膜覆盖可显著提高春小麦的籽粒产量和水分利用效率,增幅分别为9.64%~21.92%和6.45%~20.15%,且T3处理的籽粒产量最高(3 915.40kg·hm~(-2));而T4处理的水分利用效率最高,T1处理次之,T5处理最低,分别较CK显著增加20.15%、15.39%和6.45%。综合考虑,T4处理是最适宜在西北旱区条件下推广的春小麦种植模式。     

外源NO及反向调控PEG胁迫下苜蓿萌发种子抗氧化酶及其同工酶动态的研究

以紫花苜蓿为材料,用一氧化氮供体硝普钠(SNP)及一氧化氮清除剂c-PTIO对苜蓿种子进行浸种处理,采用分光光度法和同工酶电泳技术来研究外源NO及反向调控对PEG胁迫下紫花苜蓿抗氧化酶活性及其同工酶的影响,并探讨NO调控苜蓿种子耐旱性的生理机制。结果表明:PEG胁迫下外施0.1 mmol·L^-1 SNP,第6天时较PEG处理POD活性降低了32.72%;第4天时SOD、CAT活性较PEG处理升高了10.48%、23.60%,有效缓解了PEG对紫花苜蓿萌发中种子的氧化损伤,提高其抗氧化能力。PEG胁迫下添加 c-PTIO抑制了苜蓿萌发期的抗氧化系统活性。从同工酶的谱带数量和强弱来看,POD同工酶各区带活力均随PEG胁迫时间的延长而增加,在第2天酶带只有1条,而第4天酶带呈现9条;SOD和CAT同工酶表达量变化不显著,但酶带强弱有一定变化,S3酶带随处理时间的延长表达量逐渐减弱;CAT同工酶谱带则一直保持2条带,无明显强弱变化。因此,外源NO在PEG胁迫下紫花苜蓿萌发中抗氧化酶快速响应并在维护氧自由基代谢平衡中起重要保护作用。     

赤霉素抑制剂对马铃薯离体块茎形成和发育的影响

【目的】研究赤霉素抑制剂在块茎形成和发育过程中的作用机理对提高马铃薯产量和品质具有重要的实践价值和意义.【方法】以马铃薯试管苗诱导的匍匐茎为材料,分别添加不同浓度的外源赤霉素及其生物合成抑制剂多效唑、矮壮素和调环酸钙,统计培养40 d后匍匐茎诱导出的块茎的结薯率、平均直径和单薯鲜干质量等,分析赤霉素抑制剂对块茎形成和发育的影响.【结果】在一定浓度范围内,多效唑、矮壮素和调环酸钙促进了马铃薯匍匐茎提早结薯,使块茎的结薯率、平均直径、单薯鲜质量显著增加.其中三类抑制剂中,调环酸钙抑制效果最佳,微量的调环酸钙可以诱导出最大的单薯鲜干质量和块茎直径.当赤霉素浓度为0μmol/L和0.01μmol/L时,调环酸钙诱导出最大单薯鲜干质量和块茎直径的浓度均是5μg/L.【结论】一定浓度的赤霉素抑制剂可有效促进马铃薯块茎形成.     

两种水分条件下小麦花后蔗糖积累转运的生理与遗传特性分析

为探究干旱调控小麦花后蔗糖积累转运的时空生理特性与遗传变异,以不同地理来源的196份冬小麦品种(系)组成的自然群体为试验材料,在干旱胁迫(DS)和灌溉(WW)条件下,测定小麦不同发育时期各器官蔗糖含量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率表型,并进行相关性、表型变异及聚类分析。结果表明,该群体各目标性状表型变异系数(DS:13.57%~80.60%;WW:20.90%~72.55%)和多样性指数(DS:0.42~0.89;WW:0.45~0.87)均较高,遗传力较低(DS:0.31~0.64;WW:0.29~0.65)。其中,水分、发育阶段和器官是影响各目标性状表型变异的主要因子。干旱胁迫显著提高了不同营养器官蔗糖积累量和向籽粒的转运量。灌浆中期蔗糖含量(4.73~60.20 mg·g-1)显著高于开花期(3.67~34.33 mg·g-1)和成熟期(2.18~16.02 mg·g-1);穗下节和倒二节各表型值均显著高于其他组织器官,花前蔗糖转运效率(DS:42.5%~65.98%;WW:39.60%~53.72%)及其对籽粒灌浆的贡献率(DS:0.39%~3.50%;WW:0.25%~2.79%)均显著高于花后蔗糖转运效率(DS:35.97%~58.21%;WW:33.94%~49.64%)及其对籽粒灌浆的贡献率(DS:0.20%~2.51%;WW:0.18%~1.30%)。开花期和灌浆中期不同器官蔗糖含量与转运率及其对籽粒灌浆的贡献率间呈显著正相关(r=0.12~0.81和r=0.27~0.71)。通过对穗下节和倒二节蔗糖积累转运相关性状聚类可将该群体划为4类,得到11份在2种水分条件下蔗糖积累转运效率均较高的品种(系)。本研究结果为小麦抗旱优异种质挖掘和抗旱遗传改良提供了理论依据。     

中国地方绵羊群体TYRP1基因遗传变异研究

本研究旨在了解酪氨酸酶相关蛋白1（tyrosinase related protein 1，TYRP1）基因在中国地方绵羊群体内的遗传变异，以及TYRP1基因突变与不同毛色表型绵羊群体的相关性。通过直接测序法和PCR-RFLP技术对10个中国地方绵羊群体进行单核苷酸多态性（SNP）检测，利用Beagle、PLINK和POPGENE等软件对突变位点数据进行单倍型构建、连锁不平衡分析和遗传变异研究。突变位点检测结果表明，在绵羊TYRP1基因内识别了13个SNPs，其中位于TYRP1基因外显子上的10个SNPs位点，除个别位点在大尾寒羊、中国美利奴羊和岷县黑裘皮羊中没有发生突变外，其他突变位点在所有绵羊品种中均出现不同程度变异，说明中国地方绵羊群体具有较高的遗传多样性。单倍型分析结果表明，所有样本中共有42个单倍型，优势单倍型0000000000（245/918）、0100000001（91/918）在所有绵羊群体中均存在，除单倍型0101100000（93/918）在中国美利奴羊中没有出现，单倍型0001000001（69/918）在岷县黑裘皮羊、哈萨克羊群体中没有出现外，在其他群体中均存在。连锁分析结果表明，10个SNPs在所有样本中均存在2个连锁模块。群体遗传变异分析表明，中国地方绵羊群体具有较高水平的群体内遗传变异，各绵羊品种间存在明显的遗传分化模式，且各品种遗传关系与其品种传统分类结果基本一致。本研究为进一步研究TYRP1基因对绵羊毛色遗传性状的影响提供了参考依据。     

不同品种藜麦苗期对海拔变化的生理响应

为研究不同品种藜麦幼苗对海拔梯度变化的生理响应机制,本试验以4个藜麦品种—‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’及‘陇藜4号’为材料,选取甘南州临潭县3个不同海拔(2380 m,2580 m,2780 m)分布区为试验地。通过测定幼苗生物量及生理生化指标,分析不同藜麦品种幼苗在不同海拔试验区的生理响应机制,为建立藜麦品种和环境相适宜的评价体系提供参考依据。结果表明,随海拔升高,藜麦叶片叶绿素、可溶性蛋白以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量逐渐降低,海拔2780 m最低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)逐渐升高,在海拔2780 m达到最大值;超氧阴离子(O2·-)产生速率呈现先升高后降低的趋势。不同藜麦品种幼苗生物量随着海拔的升高逐渐降低。说明高海拔下太阳辐射强度增大、温度降低,导致藜麦幼苗植株抗氧化酶活性升高以清除多余活性氧(ROS)自由基,使得植株能够适应高海拔环境而正常生长,但生物量较低海拔仍有降低。因此,不同品种藜麦在低海拔地区受到的胁迫较低,虽然在高海拔区域胁迫加剧,但藜麦幼苗可以正常生长并进行干物质的积累。     

干白葡萄酒增香酿造工艺参数优化

试验以一种酿酒葡萄为原料,利用顶空固相微萃取/气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME/GC-MS)检测了不同可同化氮含量(200、300、400 mg/L)、酵母多糖(150、250、350 mg/L)、发酵温度(14、18、22℃)、初始pH值(3.3、3.5、3.7)和SO2添加量(40、70、100 mg/L)处理发酵酒样中的挥发性香气化合物,探讨了复合酿造因子对贵人香干白葡萄酒主要香气物质含量的影响关系。结果表明,300 mg/L的可同化氮有利于高级醇、酯类、单萜化合物的积累;酵母多糖添加量为250 mg/L时,单萜化合物质量分数达到最大值(198.54μg/L);发酵温度从14℃升高到22℃时,高级醇含量显著升高,酯类和单萜含量显著降低;提高葡萄汁初始pH有利于单萜化合物的积累,不利于高级醇、酯类的生成;添加70 mg/L的SO2时,单萜化合物质量分数最高(181.73μg/L)。正交试验极差分析表明,发酵温度和SO2添加量对高级醇含量影响较大;发酵温度与可同化氮对酯类香气物质含量的影响较大,酵母多糖和pH值对单萜类香气物质含量影响较大。各处理组间的聚类分析可知,可同化氮和酵母多糖对主要香气化合物的影响关联度较高、葡萄汁初始pH值和SO2添加量关联度较高。较低的发酵温度有利于酒样中香叶醇、异戊醇、苯乙醇、辛酸乙酯的生成,添加中等浓度的可同化氮和酵母多糖可促进乙酸异戊酯、乙酸己酯和己酸乙酯的合成,较高的初始pH值有利于芳樟醇、香茅醇和香叶醇的积累。综合分析,发酵温度18℃、初始pH值3.5、70 mg/L SO2、300 mg/L可同化氮、250 mg/L酵母多糖酿造贵人香干白葡萄酒,可有效促进酒样中主要香气化合物的合成释放。