氮素营养对马铃薯产量形成特性及品质的影响

为优化旱作马铃薯氮素施用量,进一步提高马铃薯产量和改善薯块品质,通过盆栽种植方式,研究氮素营养对马铃薯干物质积累量、根冠比、产量及薯块品质的影响。结果表明:施氮量为190 kg/hm~2时,马铃薯各生育时期干物质积累量、根冠比和单株产量最高,根据一元二次拟合方程得出最佳施氮量为206.39 kg/hm~2,此时马铃薯单株产量为388.22 g,与实际最佳施氮量接近;马铃薯薯块淀粉和VC含量均在施氮量为190 kg/hm~2时最高,薯块蛋白质含量随氮素的增加呈递增趋势,而有机酸含量随氮素增加呈先增后降的趋势,在施氮量为350 kg/hm~2时达到最大值。在试验条件下,综合分析马铃薯产量形成特性及各品质指标,马铃薯氮素最适施用量为190~206.39 kg/hm~2。     

马铃薯CrRLK1Ls基因家族的鉴定及响应晚疫病菌信号的表达分析

Catharanthus roseus receptor-like kinase1-like kinases (CrRLK1Ls)是植物所特有的一类蛋白类受体激酶,在维持细胞壁完整性、细胞间通讯、生物和非生物应激反应中发挥重要作用。本研究鉴定了马铃薯CrRLK1Ls (StCrRLK1Ls)基因家族的成员数量,并对其理化特性、染色体位置、进化特征、亚细胞定位和对晚疫病菌侵染时的表达模式进行全面分析。结果显示,共获得17个StCrRLK1Ls基因,其氨基酸序列大小为753～997 aa,分子量和等电点分别为83.34～108.69kD和5.30～7.56,主要位于质膜。进化分析将马铃薯、拟南芥、水稻、苹果和番茄的CrRLK1Ls家族成员分为7个亚组,马铃薯CrRLK1Ls家族成员分布于亚组Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ。StCrRLK1Ls不均匀的分布于8条染色体上,存在3个串联重复基因簇,包含6个基因。此外,StCrRLK1Ls启动子区域存在响应植物激素、防卫和逆境等多种顺式调控元件。‘大西洋’和‘陇薯7号’接种晚疫病菌(Phytophthora infestans,Pi)后,大量StCrRLK1...     

对马铃薯类受体激酶CRK基因家族的鉴定及响应病原真菌信号的表达分析

富含半胱氨酸的类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinase,CRK)在植物生长发育和环境适应过程中发挥重要的作用。本研究鉴定了马铃薯CRK(StCRK)家族成员,并对其理化性状、进化特征、亚细胞定位、染色体位置和表达模式进行分析。鉴定获得8个StCRKs,其氨基酸序列大小为459~686 aa,分子量介于50.75~77.50 kD,等电点介于5.84~8.75,主要位于质膜。进化分析将来自马铃薯、拟南芥、香蕉、苹果、水稻、番茄和棉花的CRKs分为9个亚组,2号、3号和5号染色体上的StCRKs分布于亚组I(6个成员)和VI(2个成员);存在2个串联重复基因簇,包含4个成员。StCRKs启动子区域存在多种顺式调控元件,主要响应激素、低温、防卫和逆境等信号。接种晚疫病菌(Phytophthora infestans,Pi)和干腐病菌(Fusarium sulphureum,Fs)后,分别发现8个和6个StCRKs为差异表达。其中,StCRK4和StCRK8响应Pi和Fs信号,在接种以上2种病原菌后,表达量上调8倍以上,推测其响应多个真菌信号,可能在马铃薯对真菌病害的广谱抗性中起重要作用,可作为进一步抗病研究和功能分析的候选基因。     

铁肥形态对马铃薯块茎内源激素、产量及品质的影响

【目的】探究马铃薯对不同形态铁肥的响应程度,为完善马铃薯施肥制度提供参考。【方法】以陇薯7号马铃薯为供试材料,在田间以喷施清水为对照(CK),对马铃薯进行喷施硫酸铁（T1）、硫酸亚铁（T2）、柠檬酸＋硫酸铁混合（T3）、柠檬酸＋硫酸亚铁混合（T4）、螯合铁EDTA Fe Na（T5） 5种不同形态铁肥处理,分析不同处理马铃薯块茎内源激素水平、产量及品质的变化情况。【结果】与对照相比,喷施铁肥可明显提高马铃薯块茎中脱落酸（ABA）和玉米素（ZT）含量,降低生长素（IAA）和赤霉素（GA₃）含量,使马铃薯产量增加5.41%~27.39%,马铃薯块茎淀粉、V_C、蛋白质和还原糖含量分别增加14.60%～32.95%,3.42%～6.33%,19.18%～40.41%和16.21%～56.75%。【结论】叶面喷施不同形态铁肥可以不同程度地调控马铃薯块茎内源激素含量,提高马铃薯产量和品质,且以螯合铁EDTA-Fe Na（T5）和柠檬酸+硫酸铁混合（T3）肥效较佳。     

苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯植株生长及产量的影响

【目的】探究苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯生理性状及块茎产量的影响,为马铃薯连作障碍的缓解和块茎产量提高提供理论依据。【方法】以青薯9号马铃薯为试验材料,以马铃薯5年连作田土壤为盆栽用土,将0,20,40,60,80和100 g清水苜蓿3年连作田0~20 cm根区土壤与1 L蒸馏水混合振荡提取土壤浸提液浇灌盆栽马铃薯,研究不同质量浓度苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯植株生长、全株干物质量、根系形态、酶活性和渗透调节物质含量及产量的影响。【结果】在淀粉积累期,60 g/L处理马铃薯的株高、茎粗和全株干物质量分别较CK提高14.0%,33.3%和32.3%;总根长、根表面积、根体积、根直径、根尖数和根系活力较CK均显著增加;叶片SOD活性显著增强,而MDA和Pro含量显著降低。苜蓿土壤浸提液处理均能提高马铃薯产量,其中以T3处理增产幅度最大,增产率达39.4%。相关性分析表明,马铃薯单株产量与全株干物质量呈极显著正相关。【结论】苜蓿土壤浸提液可以有效改善连作马铃薯的生长状况,并能提高马铃薯产量,以60 g/L苜蓿土壤浸提液效果较好。     

StEFR1正调控马铃薯对晚疫病的抗性

马铃薯晚疫病是毁灭性卵菌病害,对我国乃至全球的农业生产造成巨大的经济损失。本试验结合生物信息学分析、表达模式和功能验证,分析了LRR-RLK家族成员StEFR1调控晚疫病抗性的作用和潜在的调控机制。进化分析表明, StEFR1与拟南芥中功能已知的AtEFR序列相似度为53.9%。接种晚疫病菌3 d和elf18处理3 h,‘大西洋’离体叶片中StEFR1的表达分别上调至对照的1.87倍和2.31倍。瞬时过表达StEFR1的叶片受到晚疫病菌侵染时抗性增强,表现在叶片病斑面积较对照减小,而叶片细胞活性较对照增强。此外,与野生型相比,过表达StEFR1的叶片中3个PTI标记基因、SA和JA信号通路相关基因差异表达,且呈不同程度的显著上调,而ET信号通路相关基因的表达量无明显变化。综上所述, StEFR1参与晚疫病菌诱导的PTI抗性,且调控SA和JA激素信号相关基因的表达,对晚疫病起正调控作用。本文为深入研究StEFR1调控晚疫病免疫反应的分子机制奠定了基础,并为晚疫病分子育种研究提供重要参考。     

氮素对马铃薯生理性状及产量形成的影响

为了探讨施氮对马铃薯植株生长生理机制的调控,进一步提高马铃薯产量,通过盆栽的种植方式,以青薯9号为试验材料,研究氮素对马铃薯株高、茎粗、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及产量的影响。结果表明:当施氮量为350kg/hm2时,马铃薯各生长时期株高和茎粗达到最高;SOD活性随生育期的增加呈降低的趋势,在施氮量为430 kg/hm2时最高;POD活性和CAT活性均在施氮量为350 kg/hm2时最高;当施氮量为350 kg/hm2时,平均单株产量显著高于其他各处理。回归分析结果表明,马铃薯产量与施氮量符合关系式y=-0.006 4x2+2.6418x+115.6(R2=0.887 2**),并计算出马铃薯产量最高(491.27 g/株)时施氮量为206.39 kg/hm2。通过综合分析马铃薯生理特性及产量形成等指标,马铃薯氮素最适施用量为206.39~350.00 kg/hm2。     

沟垄覆膜对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响

以当地主栽品种"新大坪"为试验材料,采用大田定位试验,研究了平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T1)、全膜垄播(T2)、全膜沟播(T3)、半膜垄播(T4)、半膜沟播(T5)6种栽培模式对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响。结果表明,沟垄覆膜栽培可不同程度提高马铃薯连作田土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性,其中T2对3种酶活性的提高效果最为显著;沟垄覆膜可降低土壤pH,从而改善马铃薯根际土壤的理化性状,且以T2对土壤化学性质的改善最为明显,沟垄覆膜可不同程度提高土壤电导率;此外,沟垄覆膜栽培还可以显著提高马铃薯块茎的产量,其中T2增产幅度最高可达75%。本研究以期为半干旱地区马铃薯连作障碍的克服及提高马铃薯产量提供理论依据。     

覆膜垄播及轮作蚕豆对马铃薯连作田根系分泌物及化感效应的影响

以马铃薯连作田（5a）为基础，结合化感效应生物测试，研究平畦不覆膜连作马铃薯（FP-C）、覆膜垄播连作马铃薯（RM-C）、平畦不覆膜轮作蚕豆（FP-R）及覆膜垄播轮作蚕豆（RM-R）4种栽培模式对连作田根系次生代谢物及化感效应的影响。结果表明，不覆膜连作马铃薯的根系分泌物中酯类、酚类及酰胺等常见化感物质类别的相对丰度最大，其浸提液对番茄种子萌发的综合化感效应显著强于其他处理。轮作蚕豆及覆膜垄播对马铃薯连作田根系分泌物有不同的影响，轮作蚕豆降低典型化感物质类别酯类的相对含量，增加根系分泌物成分种类；覆膜垄播减少根系分泌物中酯类、烃类、酰胺、酚酸类及醇、胺、醛等成分类别的数量，同时防止嘌呤、噻唑、香兰素及樟脑的产生；两者均可达到降低化感效应的作用，但结合更有利于马铃薯连作障碍的克服。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、烟肼酰胺、樟脑、香兰素、9H-黄嘌呤及鲁米诺8种物质疑似马铃薯连作田根际土壤化感成分。