谷子苗期耐低磷种质筛选及其根系保护酶系统对低磷胁迫的响应

本研究旨在探讨不同基因型谷子苗期耐低磷特性,建立其筛选的评价体系,筛选出苗期耐低磷谷子种质材料。对160份核心谷子种质资源的苗期株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、叶长、叶宽、茎粗、地上磷含量、地下磷含量、地上干重和地下干重11个指标的耐低磷系数进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同谷子耐低磷相关指标和耐低磷特性;针对筛选出的低磷敏感和耐低磷品种,在生理水平上分析其根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明, 9份材料属于低磷敏感品种, 66份材料属于低磷较敏感品种, 70份材料属于较耐低磷品种, 15份材料属于耐低磷品种;低磷胁迫促使谷子根系SOD、POD、CAT活性增加。总之,以综合指标对谷子耐低磷特性的鉴定更为客观;根系保护酶系统对谷子在低磷胁迫下的适应性具有重要作用。     

植物NAC转录因子的研究进展

近年来,新发现的NAC转录因子是具有多种生物功能的植物特异性转录因子,其N端为150个左右保守的氨基酸组成的NAC结构域。NAC转录因子在植物生长发育、激素调节和抵抗逆境胁迫等方面发挥着重要的作用。就植物NAC转录因子的基本结构特征、生物学功能及其在植物细胞次生壁生物合成过程中的作用进行了综述。     

施肥水平和种植密度对张杂谷5号产量及其构成要素的影响

优质高产的杂交谷子为我国乃至世界的粮食保障提供了有力保障, 但良种需良法配套, 为此研究杂交谷的最佳栽培条件。采用5因素二次通用旋转组合设计, 探讨氮、磷、钾、行距和株距对张杂谷5号产量及其构成因素穗数、穗粒数、千粒重的影响。结果表明, 产量与穗数、穗粒数显著正相关, 而与千粒重无显著相关。氮、行距、磷、钾对产量和穗粒数有显著影响, 氮肥和行距影响较大, 而磷和钾肥影响较小。行距、株距和氮对穗数有显著影响, 随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小, 穗数呈增加趋势。施磷水平对千粒重有显著影响, 随着施磷量的增加, 千粒重表现先升后降的趋势。在研究的5个因素中, 施氮水平、施钾水平以及株距之间交互作用对穗粒数和产量有显著影响;施氮水平与株距之间的交互作用对千粒重有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著, 拟合程度较高, 可用于实际生产预测。使张杂谷5号产量最大的农艺方案为N施用量186 kg hm^–2, P₂O₅施用量95 kg hm^–2, K₂O施用量60 kg hm^–2, 行距23 cm, 株距13 cm, 预期产量为6 683 kg hm^–2。     

玉米谷氨酰胺合成酶基因家族的生物信息学分析

谷氨酰胺合成酶(GS,EC6.3.1.2)是氮素代谢途径中的关键酶,对植物的生长和发育至关重要。采用多种生物信息学软件对6个玉米GS基因的可变剪接现象、核苷酸序列、编码蛋白序列、磷酸化位点、基因组结构、同源进化关系以及启动子顺式作用元件进行系统的生物信息学分析。结果表明,5个玉米GS基因存在可变剪接现象,编码蛋白的氨基酸数目为356~423个;6个玉米GS蛋白存在19~38个的磷酸化位点,各成员基因组序列上含有10~15个外显子;玉米GS基因可划分为GS2、GS1-1、GS1-2和GS1-3等4个亚组;6个基因定位到1、4、5、9和10号共5条染色体上,6个成员的启动子区域含有MYB结合位点、水杨酸响应元件和茉莉酸甲酯响应元件等重要的调控元件。     

施肥和密度对张杂谷5号光合特性及产量的影响

本研究采用5 因素二次通用旋转组合设计,探讨氮、 磷、 钾、 行距和株距对张杂谷5号光合特性与产量的影响。结果表明,产量与叶面积指数、 净光合速率、 叶绿素含量显著正相关。单因素氮、 行距、 磷、 钾对产量和净光合速率有显著影响,氮肥和行距影响较大,而磷和钾肥影响较小。单因素行距、 株距和氮对叶面积指数有显著影响,随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小,叶面积指数均表现先增后减趋势。单因素施氮和钾水平对叶绿素含量有显著影响,随着施氮、 钾量的增加,叶绿素含量均表现为先升后降的趋势。在所研究的5个因素中,施氮水平、 施钾水平以及株距之间交互作用对产量有显著影响; 施钾水平与施氮水平、 株距之间的交互作用对净光合速率有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。使产量大于6200 kg/hm2 的优化因素取值的95%的置信区间为施氮（N）178197 kg/hm2、 磷（P2O5）88101 kg/hm2、 钾（K2O）5467 kg/hm2、 行距为2224 cm、 株距为1213 cm。     

氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响

为研究氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响,以大丰30为材料,施氮量设4个水平,施磷量设3个水平,采用2因素裂区设计,共12个处理,3次重复,通过测定每个处理的叶片生长指标和光合特性对氮磷配施进行研究。结果表明,当施氮量为300 kg/hm~2,施磷量为120 kg/hm~2时,植株叶片的综合性状表现最好。所以,在施肥时采用T8处理(施氮量为300 kg/hm~2,施磷量为120 kg/hm~2),才能使玉米的光合速率最高,干物质积累量最大,在减少投资的情况下使玉米高产稳产。     

氮磷配施对玉米‘良玉188’光合特性及产量的影响

通过田间试验,以玉米‘良玉188’为材料,设4个施氮量处理、3个施磷量处理,共组成12组配比方式。测定玉米叶片拔节期和灌浆期的光合特性相关指标;调查成熟期农艺性状及产量性状,探究最佳氮磷配施比例,实现肥料效率的最大化。结果显示：N₃₀₀P₂₄₀条件下‘良玉188’拔节期到灌浆期的气孔导度的增加量为10.75%,净光合速率减少量为61.5%,蒸腾速率的增加量为64.24%,水分利用率的减少量为85.66%。在12个氮磷配施处理下,随着施肥量的增加,穗粒数和百粒重逐渐增加,当施氮量为 300 kg/hm ²、施磷量为240 kg/hm ²时,玉米的株高为233 cm,穗位高为82.33 cm,穗粒数为582.67粒,百粒重为41.65 g,籽粒产量达到9076.05 kg/hm ²。研究结果表明,施氮量为300 kg/hm ²、施磷量为240 kg/hm ²时,玉米品种‘良玉188’光合效率最高;株高、穗位高和穗粒数等农艺性状相对较好,增产效果最佳。     

9个玉米自交系配合力和遗传参数分析

选用9个玉米自交系,采用NCⅡ(不完全双列杂交)设计的原理和方法,对由此组配的20个杂交种进行配合力分析,并估算其遗传参数。结果表明,Mo17,P138,PHB1M,PH4CV是一般配合力(GCA)效应值表现优良的自交系;筛选出了综3×PHB1M,PH6WC×PHB1M,P138×PHB1M,PH6WC×郑58为高产组合;并得出百粒质量、出籽率、穗粗、每行粒数不宜早代选择,穗长可以进行早代选择。     

氮素水平和种植密度对山西省春玉米产量的影响

分别以春玉米品种强盛16、屯玉99为研究对象,设置3个施氮量和4个种植密度,通过统计穗长、穗粗、穗质量、秃尖长、百粒质量和产量,分析不同施氮量和种植密度对玉米产量的影响.结果表明,较低的种植密度有利于穗长,不利于秃尖长.种植密度对穗粗、穗质量、百粒质量影响不大;在玉米产量方面,强盛16、屯玉99表现出协同性,均随着种植密度的上升先上升后下降;强盛16最佳的种植密度为6.0×104株/hm2,屯玉99最佳的种植密度为7.5×104株/hm2.施氮量对玉米的穗长影响不明显,对穗粗、穗质量、秃尖长有明显影响,但最终反映在百粒质量和产量上的影响却不明显;强盛16、屯玉99较佳的施氮量均为360 kg/hm2.通过对山西春玉米施氮量和种植密度互作对产量的影响研究,强盛16获得最高产量为795 kg/667 m2,屯玉99获得最高产量为684 kg/667 m2.     

大麦(Hordeum vulgare)昼夜节律钟基因CCA1的克隆及表达分析

昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。利用BLAST手段以玉米中的CCA1基因序列作为靶序列,调取Genbank数据库信息,并结合RT-PCR方法获得了大麦的cDNA同源序列。BLASTx分析发现其与水稻和玉米的序列相似性分别达到72%和69%。通过ORF Finder软件分析发现,该序列包含一个2157bp的开放阅读框,编码一个由718个氨基酸残基组成的蛋白序列,其分子量为77 769.4Da,等电点为6.55。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在大麦叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势,且在华大麦1号和华大麦2号中的表达曲线存在一定的差异。本研究为进一步研究大麦CCA1基因在调控大麦光周期响应途径中的功能,阐明大麦光周期敏感机制提供了科学依据。