棉花GhTFL1b基因的表达及调控分析

为解析棉花中磷脂酰乙醇胺结合蛋白GhTFL1b基因对胁迫的响应及生理功能,从棉花中克隆了磷脂酰乙醇胺结合蛋白GhTFL1b基因,并对该基因进行表达分析和蛋白质互作研究。利用启动子分析软件PlantCARE预测得出,GhTFL1b启动子区域有茉莉酸响应元件、脱落酸响应元件、干旱诱导的MYB结合位点和光周期响应元件等。对GhTFL1b进行组织特异性表达分析,发现该基因在花中表达量最高,其次是根和顶芽,其他组织中表达量极低。进一步比较栽培种和半野生种不同时期的表达,发现无明显差异。激素和胁迫处理研究表明,GhTFL1b基因受水杨酸(Salicylic acid,SA)诱导低调表达,而受盐胁迫处理后高调表达。酵母双杂交验证GhFD与GhTFL1亚组蛋白互作,结果表明GhFD蛋白只能与GhTFL1b互作,而不与GhTFL1a、GhTFL1b、GhTFL1c互作。GhTFL1b基因不参与光周期调控通路,可能参与植物逆境胁迫水杨酸和盐胁迫响应的调控。     

SNP检测算法的分析与应用

生物体基因组水平上的单核苷酸多态性(single nucleotide-polymorphism,SNP)包含着大量与生物体遗传进化有关的信息。近年来,SNP的检测分析被广泛应用于生物学及生物信息学与基因组学相关的研究领域中。在众多的SNP检测手段中,基于测序手段进行SNP检测的方法较为普遍,当下最为广泛应用的测序手段是高通量的第二代测序。利用不同的SNP检测算法,我们可以从生物体的测序数据发掘该生物体的SNP信息,进而对其进行一系列的遗传变异分析。本研究就基于测序手段的SNP检测流程做综述性的介绍,并且深入分析主流的SNP检测算法及其优缺点。     

不同施肥处理对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索在一定无机肥施用量基础上配施有机肥对玉米的增产机理,在山西省农科院东阳试验基地采用大田试验研究了4种有机肥施用量对玉米叶面积指数、光合速率、气孔导度及籽粒产量的影响。结果表明,与对照相比,施有机肥处理的玉米各生育时期的叶面积指数、光合效率和气孔导度都显著增大,产量显著提高。随施肥量增加,叶面积指数增大,促进了营养生长并延缓了叶片衰老,有利于叶片生长;300 kg/hm2(M)有机肥处理下,抽穗期和灌浆期叶片光合速率和气孔导度效果较好,有利于提高光合作用,促进了籽粒灌浆,产量达到最高,较对照提高34.1%。抽穗期和灌浆期光合参数与籽粒产量的相关性高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。在常规施用化肥基础上,配施300 kg/hm2有机肥有是山西地区玉米的最佳施肥方式。     

山西省功能农业现状与未来

根据功能农业的概念及其发展理念,结合山西的生态系统现状、特色种植业结构和政策机遇,进一步分析了在山西发展功能农业的优势和不足。山西省发展功能农业具有先天的资源禀赋、初具规模的产业基础及先人一步的政策支撑等;不足在于功能农业科研创新基础薄弱、标准制定落后、基础设施和品牌建设滞后等。结合以上分析内容,本文梳理出发展功能农业的主要思路,为山西省发展功能农业提供理论依据。     

玉米覆膜精播多功能一体化播种机的设计与研究

为了解决春玉米种植时种子浪费严重、地膜烧苗、施肥落后等技术难题,研制了玉米覆膜精播多功能一体化播种机,并对玉米覆膜精播多功能一体化播种机整机构造、工作原理以及关键部件进行研究,提供了玉米精密播种机械的主要技术参数,并在试验田进行了播种田间性能测试试验,以2FBJD-2（机械式播种）为对照。结果表明：该机整体结构合理,播种性能优,播种速度快;平均播种深度为3.52 cm,没有过深或晒种现象,与对照相比,比对照深0.20 cm,差异显著;株距合格率为93.80 %,重播率9.20%,漏播率2.60%,播种均匀性较好;覆膜质量高,破损率基本为0;施肥的稳定性和各行一致性效果较好;出苗率高达95.60%,较对照91.80%高3.80%。 收获后测产表明,该机械播种的田间地块平均产量达12934.50 kg/hm2,较对照产量11473.40 kg/hm2高12.70%。该机能够一次性完成平地、覆膜、施肥、打孔、播种、覆土、镇压等多项作业,降低劳动强度,提高工作效率,节约成本,基本能够满足玉米农艺要求。     

休闲期耕作对旱地小麦籽粒蛋白质形成及其相关酶活性的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论依据,通过大田试验研究了旱地小麦休闲期不同时间深翻、深松对0～300 cm土壤蓄水量、小麦籽粒蛋白质形成及其与氮代谢相关酶活性关系的影响.结果表明,休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.休闲期耕作均显著提高了小麦蛋白质产量.耕作时间对籽粒蛋白质含量的影响因降雨年型不同而异,欠水年的休闲期耕作均显著降低了籽粒蛋白质含量;丰水年在麦收后15d耕作显著降低了籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则显著提高了籽粒蛋白质含量,尤其显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,从而改善了品质.此外,丰水年麦收后45 d耕作可提高花后旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性、旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,降低花后旗叶和籽粒谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;籽粒蛋白质的累积在麦收后15d耕作条件下与籽粒GDH活性关系密切,而麦收后45 d耕作条件下与旗叶GS和GOGAT活性相关性较大.总之,旱地小麦休闲期耕作在不同降雨年型下均可起到良好的蓄水保墒作用,且欠水年效果较明显;耕作时间对土壤水分、小麦氮代谢酶活性、籽粒蛋白质及其组分含量具有较大的调控效应,休闲期雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,且深翻效果较好.     

藜麦DAPB基因丰度及生物信息学分析

二氢砒啶二羧酸还原酶(DAPB)是赖氨酸合成途径中的一个重要酶,在蛋白质和细胞壁的合成中起着重要作用。本研究基于KEGG总数据库分析表明,藜麦中DAPB的基因拷贝数远高于水稻、玉米及大豆等作物。对藜麦基因组数据筛选得到4个DAPB基因成员,均属于碱性蛋白质,氨基酸序列长度约330 bp,分子量为36.623~36.880 k D,等电点(p I)为5.79~6.01,最大疏水系数为0.028~0.123,为疏水性蛋白,亚细胞定位于细胞质中,不存在跨膜区。4个DAPB基因之间的Ka/Ks值均小于0.5,表明该基因在进化过程中比较保守。系统进化分析发现,藜麦DAPB家族成员位于同一个亚家族,且与菠菜的亲缘关系较近。启动子顺式作用元件分析结果显示,DAPB家族除含有TATA-box和CAAT-box以外,还含有多个参与激素响应、光照、低温及其它应激反应相关的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示藜麦DAPB家族成员可能参与以上多种响应。本研究分析了藜麦DAPB基因的拷贝数并对DAPB进行了生物信息学分析,可为进一步了解DAPB基因家族的生物学功能提供参考。     

休闲期深松配施氮肥对旱地土壤水分及小麦籽粒蛋白质积累的影响

为探索旱地小麦休闲期蓄水保墒及其配套施肥技术,2009-2011年连续2个小麦生长季,在山西闻喜县进行了休闲期深松或无耕作条件下低(75 kg hm^-2)、中(150 kg hm^-2)、高(225 kg hm^-2)施氮水平的田间试验,以明确深松处理配合施氮对土壤水分、籽粒蛋白质形成的影响。结果表明,深松处理可提高播前土壤蓄水量,尤其是深层土壤(60~160 cm)蓄水量,欠水年和丰水年分别提高12%~34%、10%~22%。深松处理后,籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)、旗叶谷氨酸合酶(GOGAT)、低氮和中氮条件下籽粒GOGAT、籽粒谷丙转氨酶(GPT) 活性均提高;籽粒蛋白质产量和球蛋白含量,及丰水年谷蛋白含量和谷醇比也提高。随施氮量增加,开花期20~200 cm土壤蓄水量呈下降趋势,但籽粒GS、灌浆中后期旗叶GOGAT、灌浆后期籽粒GPT活性均上升,籽粒蛋白质及其组分含量提高,中氮条件下籽粒谷醇比最高。施氮量对深松处理开花期深层土壤蓄水量、籽粒蛋白质产量、籽粒GS和GPT活性有较大调控效应。深松配施氮肥条件下,丰水年开花期土壤水分与籽粒清蛋白、谷蛋白、蛋白质含量关系密切,而欠水年开花期土壤水分与谷醇比关系密切。氮代谢酶主要影响籽粒球蛋白含量、蛋白质产量的积累,丰水年还影响籽粒谷蛋白含量和谷醇比的提高。总之,旱地小麦休闲期深松蓄水效果好;配施氮量225 kg hm^-2有利于提高籽粒蛋白质及其组分含量,在欠水年施氮量150 kg hm^-2有利于提高籽粒蛋白质产量及谷醇比。     

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。     

休闲期覆盖下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质的影响

采用大田试验研究了休闲期不同覆盖条件下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质形成的影响,从而通过改革耕作技术,达到提高旱地小麦品质的目的。结果表明,随着施氮量的增加,籽粒蛋白质含量在地膜覆盖和纸覆盖条件下显著增加;籽粒GMP含量的峰值随施氮量的增加而增加。结果还表明,3个不同施氮水平,在灌浆后期籽粒游离氨基酸和蛋白质含量以地膜覆盖最高;籽粒蛋白质产量均表现为地膜覆盖>纸覆盖>不覆盖>尼龙网覆盖,且处理之间差异显著。施氮量可较大地调控籽粒游离氨基酸、花后25~37 d籽粒GMP含量、籽粒灌浆后期籽粒蛋白质含量对不同覆盖材料的响应。总之,休闲期采用地膜覆盖,施氮量为150 kg.hm-2可获得较高的籽粒蛋白质含量及产量。