褪黑素对盐胁迫下棉花种子抗氧化酶活性及萌发的影响

【目的】土壤盐渍化严重影响了棉花种子萌发,褪黑素(Melatonin, MT)对种子萌发具有重要的调控作用。本研究通过分析外源褪黑素对棉花种子萌发及其抗氧化酶活性等生理指标的影响,明确褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发的调控效应。【方法】以国欣棉9号为材料,于2018―2019年在河北省保定市河北农业大学温室进行试验。设置不同褪黑素浓度(0、10、20、50、100μmol·L~(-1))处理,研究了盐胁迫(150 mmol·L~(-1)NaCl)下棉花种子的发芽率、发芽势,种子萌发后的生物量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性及丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量变化。【结果】盐胁迫下棉花种子发芽率、发芽势、胚根长,种子萌发后的生物量均明显下降,SOD、POD、CAT活性显著降低,MDA含量明显增加。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子发芽势和发芽率,促进了种子胚根伸长,增加了种子萌发后的生物量;高浓度(50、100μmol·L~(-1))褪黑素处理抑制了种子萌发,降低种子萌发后的生物量。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子的SOD、POD、CAT活性,同时降低了MDA含量,减轻了盐胁迫对种子的过氧化伤害。【结论】低浓度褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发具有促进作用,提高了种子耐盐性,而高浓度褪黑素对棉花种子萌发具有抑制作用,其中20μmol·L~(-1)褪黑素为盐胁迫下调控棉花种子萌发的适宜浓度。     

短期干旱胁迫下棉花气孔表现及光合特征研究

研究气孔对干旱胁迫的响应有助于了解气孔调节真实行为和提高水分利用效率。本研究以‘国欣9号’为供试棉花品种,在人工气候室利用营养液培养,设置加入PEG-6000浓度为0（对照）、1.5%、3.0%和4.5% 4个处理,处理后1~7 d每隔1 d连续测定其气孔形态、光合和叶绿素荧光指标。结果表明：加入PEG-6000 1 d后,随着处理进程的延长,棉花叶片水势、气孔长度、宽度和开度、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、最大光化学效率（F_v/F_m）和实际光化学量子产量（Yield）均呈下降趋势,气孔密度和非光化学淬灭系数（NPQ）呈上升趋势;不同处理之间,随着干旱胁迫程度增加,也表现出相似趋势。处理后5 d和7 d,与正常处理相比,1.5%、3.0%和4.5%处理棉花气孔长度、宽度、水势、P_n、G_s、T_r和C_i均差异显著（P<0.05）,气孔长度降低幅度最小（1.17%~2.61%）,G_s降低幅度最大（61.62%~69.09%）,T_r降低幅度为37.62%~67.48%。相关分析表明,棉花气孔长度、宽度和开度之间极显著正相关（P<0.01）,气孔宽度和气孔密度不相关。气孔长度、宽度和开度与P_n和Yield极显著正相关（P<0.01）,与NPQ极显著负相关（P<0.01）,与G_s、T_r和F_v/F_m相关不显著。综上,棉花在PEG-6000诱发干旱后,通过降低气孔开度和增大气孔密度降低净光合速率和气孔导度,叶绿素荧光指标Yield和NPQ比F_v/F_m对干旱更敏感。     

不同施肥模式对棉田肥料利用率及产量的影响

在大田条件下,以转基因抗虫棉‘沧198’为材料,研究了2种类型肥料(常规肥料、控释肥料)在不同养分水平(100%、80%)下,采用不同施肥方式(常规肥:基施十追施,控释肥:全部基施)对棉花干物质积累、肥料利用效果及产量构成因素的影响.结果表明:相同养分水平条件下,一次性基施控释肥的干物质积累量与常规施肥模式的干物质积累...     

不同密度对棉花根系生长与分布的影响

 利用根钻挖掘法研究了大田条件下6个种植密度对棉花根系生长分布的影响。结果表明：1.5万～8.7万株·hm^-2密度水平根干物质质量密度、根长密度在吐絮之前持续增加,而10.5万株·hm^-2处理在盛铃期后出现下降。在盛蕾期至初花期,棉花根干物质质量密度、根长密度均随种植密度的增加而增大;在盛花期至吐絮初期,根干物质质量密度以3.3万株·hm-2处理最高,3.3万～10.5万株·hm^-2处理根长密度显著高于1.5万株·hm^-2。根系垂直分布结果表明,0～30 cm土层内的根干物质质量和根长分别占所测土体中根量的67.80%～97.44%和54.01%～93.33%。低密度处理（1.5万株·hm^-2、3.3万株·hm^-2）的浅层（0～20 cm）根干物质质量密度和根长密度在盛蕾期均低于其它处理,深层（30～60 cm）根干物质质量密度和根长密度在初花期至盛铃期低于其它处理。吐絮初期,各密度处理根长密度在深层土壤有显著差异。     

种植密度对棉花主要群体质量指标的影响

 以转基因抗虫棉农大棉8号为试验材料,设置6个密度水平,研究密度对棉花群体干物质量、LAI、叶层配置及透光率、总铃数等主要群体质量指标的影响。结果表明,最终干物质量以8.7万株·hm^-2最大,达11735 kg·hm^-2;高密度群体最大LAI出现时间比低密度群体早13天左右,但群体透光率以低密度群体较高;结铃率随密度的增加而降低,以1.5万株·hm^-2最大,达43.5%;群体果节量和总铃数分别以10.5万株·hm^-2和6.9万株·hm^-2的群体最多,分别为323.05万个·hm-2和74.06万个·hm^-2;子棉产量以6.9万株·hm^-2最高,为3810.33 kg·hm^-2。只有各群体指标均相对较优才能构成高产群体。     

氮素营养水平对棉花衰老的影响及其生理机制

 【目的】探讨在大田条件下,土壤氮素含量水平对棉花生长过程中叶片生理生化指标、干物质积累量、组织含水量、叶面积载荷量的影响,为调控棉花早衰和提高棉花产量提供依据。【方法】设置3个氮素水平（纯N：低氮 0 kg?hm-2;中氮189.50 kg?hm-2;高氮395.0 kg?hm-2）处理,研究棉花衰老过程中主茎功能叶的生理生化指标变化,植株的干物质积累量、组织含水量及载荷量特征。【结果】盛铃末期为处理间生理生化指标产生差异的起始时期。与中氮、高氮相比,从盛铃末期开始,低氮处理棉花的叶绿素含量、蛋白质含量、SOD和POD活性降低,组织含水量和干物质积累量快速下降,而MDA含量、叶面积载荷量快速升高,加速了棉株衰老的进程。增加氮素营养能够明显提高叶片的生理活性,提高组织含水量和干物质积累量,延缓衰老。【结论】在本试验条件下,盛铃末期是棉花叶片生理功能从旺盛生理功能到衰退的转折时期。土壤氮素含量与棉花衰老密切相关,低氮处理加速降低叶片的生理活性,造成早衰;中氮和高氮水平能够延缓棉花衰老现象。     

稀土对红花的生物学效应研究Ⅰ.稀土对红花种子萌发的影响

为研究稀土对红花种子萌发和种苗初期生长的影响,给稀土用于红花的优质高产栽培技术提供生理生化依据,利用不同浓度稀土溶液浸泡红花种子,测定种子萌发和种苗初期的各项生理生化指标。结果表明:50 mg/L和100 mg/L的稀土溶液是处理红花种子的适宜浓度,能够促进红花种子的萌发,稀土能够提高红花的脱氢酶和硝酸还原酶的活性,有利于物质的转化,刺激胚芽与胚根的生长,有利于干物质的积累。     

干旱胁迫对小麦叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响及染色体调控

以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,在不同生育时期对其叶片叶绿素、类胡萝卜素含量进行测定.结果表明,正常水分条件下(对照),5A、5B代换系叶片的叶绿素含量与5B代换系叶片的类胡萝卜素含量在孕穗期、开花期和灌浆期均显著或极显著高于中国春.干旱胁迫下,叶绿素和类胡萝卜素含量低于对照,3A、4D代换系叶片的叶绿素含量与2A、4D代换系的类胡萝卜素含量始终显著或极显著高于中国春.由此表明,正常水分条件下,Synthetic 6x的5A、5B染色体上可能存在诱导叶绿素含量增高的有利基因,5B染色体上可能存在诱导类胡萝卜素含量增高的有利基因.干旱胁迫下,Synthetic 6x的3A、4D染色体上可能存在诱导叶绿素含量增高的有利基因,2A、4D染色体上可能存在诱导类胡萝卜素含量增高的有利基因.     

棉花地上部形态建成的光温模型

以不同株型棉花品种为研究对象,基于“同类相似性”原理,借助数学建模和统计分析方法,系统分析光温生态因子对棉花叶片长、宽,叶柄长、粗,主茎节间长、粗,果节长、粗,蕾铃高、直径等形态指标的影响,量化温、光因子与棉花各器官形态建成的关系,构建了基于GDD (growing degree day)和Logistic方程的棉花形态建成光温模型。利用独立的试验数据对模型进行了检验,结果表明,棉花主茎叶片的长度和宽度、叶柄长度、主茎节间的长度和粗度、果枝叶片的长度和宽度、叶柄长度、果节的长度和粗度、蕾铃高度和直径的RMSE值分别为0.48、0.65、0.53、0.09、0.02、0.55、0.28、0.23、0.14、0.17、0.20和0.11 cm。显示棉花器官形态指标的模拟值与检验值具有较好的吻合度,说明模型具有良好的预测性和描述性。     

微咸水和再生水对盆栽棉花土壤理化性质和根系的影响

为缓解华北水资源短缺问题,寻求代替水源,进行了微咸水和再生水灌溉条件下不同灌水量对盆栽棉花土壤理化性质和棉花根系影响的试验。试验设置灌水水质和灌水量2个试验因素,灌水水质设计为低、中、高矿化度微咸水和再生水,清水作为对照;灌水量设计为田间持水量的95%、85%、70%、55%。试验结果表明:微咸水和再生水处理增加土壤含盐量,微咸水处理的土壤含盐量随着矿化度的升高而增加;再生水处理提高土壤有机质和硝态氮的含量;微咸水和再生水促进棉花根系的生长,在盐分累积严重的情况下根系生长最快。