分根区交替灌溉对马铃薯叶片超微结构及生理性状的影响

[目的]研究分根区交替灌溉对马铃薯叶片超微结构及生理性状的影响。[方法]以马铃薯早熟品种费乌瑞它为研究对象,研究分根交替灌溉对马铃薯叶片细胞超微结构、植株农艺性状、生理性状的影响。[结果]分根交替灌溉处理在受到干旱胁迫时马铃薯植株叶片较常规灌溉处理气孔器密度低、闭合程度大,叶绿体和线粒体的受损程度小,叶片细胞保证了细胞器的功能,使马铃薯植株表现较强抗旱性。氧化酶活性变化规律,在不同灌溉条件下随着含水量降低,分根交替灌溉处理较对照处理更能增强细胞抗氧化活性。分根交替灌溉处理的SOD、POD、CAT活性在各含水量时期均高于CK处理,随土壤含水量降低植株抗氧化能力更强;MDA活性较对照处理低,因此,受氧化胁迫轻。分根交替灌溉能有效促进马铃薯植株整体生长势。控水灌溉复水后,植株整体变化和累积速率高于CK处理,保证马铃薯产量。以上结果表明,分根交替灌溉诱导马铃薯植株的细胞超微结构和生理酶活性的正向调节,增强了马铃薯对于干旱刺激的应激反应能力,提高马铃薯植株的抗旱能力。[结论]该研究为非充分灌溉下的马铃薯高效抗旱节水栽培技术的研究提供理论依据。     

粒重对花生幼苗素质及内含物变化的影响

以四个花生品种种子为试材,采用水培方法,研究了粒重对花生种子萌发后幼苗农艺性状及内含物变化的影响。结果表明,同一品种不同粒重对花生种子萌发期胚芽、胚轴和根长度的影响存在差异但不显著,其幼苗干重间亦无显著性差异,而其残留物间存在显著性差异,表现为大粒种子中粒种子小粒种子。不同粒重种子幼苗根冠比值因品种的不同而存在差异,花育33、花育25和花育22根冠比值大小随粒重的变化趋势依次表现为小粒种子中粒种子大粒种子,而花育20大粒种子幼苗根冠比值最大,小粒种子次之,中粒种子最小。同一品种不同粒重种子幼苗建成后的物质转移量间差异不显著,但其物质转移率间存在显著性差异,其变化趋势为小粒种子中粒种子大粒种子。可溶性淀粉和可溶性蛋白质含量均以小粒种子的叶片和残留物中较高,而可溶性糖含量则以大粒种子叶片、根和子叶残留物中较高。     

盐胁迫下配施钙肥对花生根际土壤细菌群落结构的影响

为了解不同生育时期盐胁迫下基施钙肥花生根际土壤微生物群落结构变化,以期通过改良盐碱土壤根际微生物环境来提高植物胁迫耐受性。采用盆栽试验设置不同盐胁迫强度及基施钙肥处理,以花生不同生育时期根际土壤为研究对象,通过构建细菌16S rRNA基因文库和高通量测序技术进行测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果表明：各处理土壤样本细菌物种多样性高且分布均匀,盐胁迫可提高花生根际微生物群落相对丰富度和多样性,并与生育时期有关;盐胁迫、生育时期和外源施钙各处理样本的优势菌纲、优势菌科及优势菌种相同,其优势菌纲均为放线菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、γ-变形杆菌纲（Gammaproteobacteria）、疣微菌纲（Verrucomicrobiae）、Saccharimonadia、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）、拟杆菌纲（Bacteroidia）和酸杆菌纲（Acidobacteriia）等8种,优势菌科有norank_o__Saccharimonadales、鞘脂单胞菌科（Sphingo monadaceae）、芽单胞菌科(Gemmatimona daceae)、伯克氏菌科(Burkhold eriaceae)和norank_o__Gaiellales菌科等;盐胁迫和基施钙肥处理均能显著提高γ-变形杆菌纲（Gammaproteobacteria）和疣微菌纲（Verrucomicrobiae）丰度,并随生育时期的延长和盐胁迫强度增大更为明显,高盐胁迫下花针期和收获期两菌纲丰度分别是其对照的1.2、1.8倍和1.6、1.5倍,但盐胁迫下基施钙肥处理可使放线菌纲（Actinobacteria）、Saccharimonadia菌纲相对丰度明显降低,并随盐胁迫强度提高相对丰度降幅明显,且开花下针期降幅较大;噬几丁质菌科（Chitinophagaceae）和丰佑菌科（Opitutaceae）的相对丰度受盐胁迫强度和生长阶段影响显著,并随盐胁迫强度升高而显著提高;生长盛期和基施钙肥处理的氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢和核苷酸代谢等功能基因相对丰度显著提高;盐胁迫严重抑制花生籽仁发育,产量明显降低,高盐胁迫使荚果产量降低40%～50%。     

水氮互作对花生根系生长及产量的影响

【目的】明确不同水分处理下氮肥对不同抗旱性品种根系生长及产量的影响,探讨花生根系对水分和氮肥的反应机理,为花生水肥管理提供理论依据。【方法】防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,在中度干旱胁迫（W0,45%-50%田间持水量）和充足灌水（W1,70%-75%田间持水量）两个水分处理下设置N0（不施氮）、N1（中氮,90 kg×hm^-2)、N2（高氮,180 kg×hm^-2) 3个施氮水平,研究抗旱型品种花育22号和干旱敏感型品种花育23号2个不同抗旱性花生品种根系生物量、根长、根系表面积、根系伤流量及产量变化。分别采集0-20 cm、20-40 cm和40 cm以下土层根系样品,采用WinRhizo Pro Vision 5.0a分析程序对扫描根系图像进行分析。【结果】不同抗旱性花生品种根系发育在不同水分条件下对施用氮肥的响应不同。对于抗旱型花生品种花育22号,与不施氮肥相比,干旱胁迫处理下施用氮肥降低其总根长、总根系表面积和0-20 cm土层内根长和根系表面积,增加了40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下施用氮肥处理降低其0-20 cm土层内根系生物量、根长和根系表面积,但增加40 cm以下土层内根系性状。干旱敏感型品种花育23号的根系对水分和氮肥的响应与抗旱型品种花育22号不同：干旱胁迫处理下,施用氮肥增加其总根系生物量和总根长和40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下,施用氮肥降低其40 cm以下土层内根长和根系表面积。不同抗旱性花生品种根系伤流强度对水氮互作的响应一致,与正常供水处理相比,两品种干旱胁迫下根系伤流强度均降低,干旱敏感型品种花育23号的降低幅度大于抗旱型品种花育22号。施用氮肥增加两品种干旱胁迫处理下的根系伤流强度,提高其干旱胁迫下产量;正常供水处理下中氮处理增加抗旱型品种花育22号的产量,对干旱敏感型品种花育23号的产量无显著影响。两年试验条件下水分和氮肥处理对产量的互作效应均达显著差异水平。相关性分析表明,干旱胁迫处理下40 cm以下土层内根长、根系表面积与产量间的相关性达显著或极显著水平;正常供水处理下20-40 cm土层内根系表面积与产量达显著相关;两种水分条件下根系伤流量均与产量达显著相关水平。【结论】干旱胁迫处理下增施氮肥能提高花生产量,改善花生根系的生长,增加40 cm以下土层内的根系生物量、根长和根系表面积,提高花生根系伤流强度。     

花生部分根系干燥对干旱胁迫的缓解效应

本研究基于植物旱生原理，对花生植株进行部分根系干燥（PRD）刺激，以期调节花生旱生反应，增强植 株后期对干旱胁迫的防御能力。采用隔板（P1）、分容器（P2）和凡士林（P3）3种分根方法，将根系分为两侧根区并进 行4轮根区交替灌溉，一侧根区保持40%田间持水量，另一侧根区正常浇水（75%田间持水量），研究PRD诱导的花 生旱生反应相关生理指标的变化。结果表明：与对照相比，3种PRD处理根冠比均增加，叶片细胞溶质浓度值CFT增 加，ΔCFT分别为43.1（P1）、65.1（P2）和49.6（P3）osmol∙m-3，水势和渗透势降低，膨压显著增大；O2·-含量增加2~3倍， 超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增加并在复水后保持较高的活性；PRD缩短离体叶片气孔关闭时间，延长水分蒸发 时间，复水后光合势能增强，叶片和根系中Gdi-15 基因表达增强2~7倍。为进一步研究PRD预处理对干旱胁迫的 缓解作用，以凡士林分根法进行PRD预处理的干旱试验，设3个处理：正常浇水（Control，75%田间持水量）、干旱胁 迫（D，35%田间持水量）和PRD预处理的干旱胁迫（DP），分析比较各处理间生理指标的变化。结果表明：与D处理 相比，DP处理叶片相对含水量由51.68%增加到61.07%，脯氨酸含量由4328.72μg g-1FW减少到2104.50 μg∙g-1FW， MDA和O2·-含量均降低，POD活性由592.46降低到217.68 U∙g-1FW。3种PRD处理方式都能诱导花生植株产生旱生 反应，以凡士林法效果最佳。PRD预处理可对植株进行干旱驯化，使植株再次感知干旱胁迫时表现迅速的生理防 御和快速的生理恢复能力。     

花生膜联蛋白基因AhAnn1的克隆与表达分析

为挖掘花生抗逆境胁迫相关基因,克隆抗逆相关膜联蛋白Annexin基因,以花生品种花育25号为试验材料,从已知抑制消减杂交文库中获得花生膜联蛋白Annexin类似基因片段,通过RACE技术获得Annexin基因5'-RACE片段。对5'-RACE序列和抑制消减杂交文库中已知基因片段进行拼接,设计特异引物通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增得到该基因,命名为AhAnn1。结果表明,AhAnn1全长为1 277 bp,开放阅读框为951 bp。根据编码区预测AhAnn1编码一条316个氨基酸组成的多肽,预测分子量为36.10 k Da,等电点为7.07。预测该基因编码的蛋白含有膜联蛋白Annexin保守结构域,定位于细胞质中。蛋白序列多重比对和系统发育分析表明,花生与大豆、苜蓿、鹰嘴豆等豆科植物中的膜联蛋白相似性最高,亲缘关系最近。荧光实时定量PCR结果显示,AhAnn1在根系和叶片中的表达量随干旱胁迫程度的增加而增加。由此推测AhAnn1是一种干旱胁迫应答基因,在花生逆境调控中发挥作用。结果为进一步研究花生AhAnn1基因的功能和花生抗逆境胁迫相关分子机理提供了理论基础。     

青花菜高频再生体系建立及芽再生机理的研究

以青花菜无菌苗的不同部位为外植体,研究了青花菜离体再生体系的建立以及芽形态建成过程中其组织内部生理生化的变化。结果表明:在所选用的外植体中,萌发10d的无菌苗下胚轴和生根15d的试管苗茎段为再生的最适外植体;在研究所涉及的生长调节剂中以6-BA/IBA对芽分化最有效,当培养基中6-BA/IBA为4.0/0.3mg/L时,下胚轴和茎段外植体芽分化率均高达96.67%。愈伤组织形成、不定芽分化均与其组织内部大分子变化有关,在整个芽再生过程中可溶性蛋白质含量呈增加趋势,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)活性也随着芽的形态发生呈现相应的变化。     

减施氮肥对旱地花生农艺性状及产量的影响

为明确减施氮肥对提高氮肥利用效率和稳定提高花生产量的途径,采用田间小区试验,研究减量施用氮肥和配施有机肥、钙肥对花生生长发育及产量的影响。结果表明,减施氮肥可显著降低肥料贡献率、花生主茎高、侧枝长、生物积累量和饱果数,最终降低产量,减氮量越多影响作用越大。减量施用氮肥同时增施有机肥,可显著提高花生主茎高、侧枝长、生物积累量、饱果数及产量,其中N1O3处理效果最为理想,其主茎高、侧枝长、生物积累量、饱果数及产量均优于常规施肥处理(CK),较之分别增加2.63%、1.44%、3.74%、2.58%、2.41%、3.89%,但差异不显著。减量施用氮肥同时配施钙肥可显著增加花生地下部生物积累量、单株荚果数、饱果数及产量,其中N1Ca2处理效果最为理想,其地下部生物积累量、饱果数及产量均优于常规施肥处理,较之分别增加6.86%、0.81%、6.92%,但各处理与CK间差异均不显著,减氮配施钙肥处理对主茎高、侧枝长、地上部生物积累量的影响不明显。本研究为花生生产中氮肥减量、提高花生产量提供了技术途径。     

青花菜预冷后乙烯生成特性及受体基因的表达分析

研究了采收的青花菜预冷后置于20 ℃下早期乙烯生成特性和乙烯受体基因的表达。结果表明,乙烯生成速率在茎切面第一层0~6 h明显上升,在小花中明显下降。ACC合成酶活性与乙烯生成速率的变化一致。ACC含量在各组织中为先上升后下降,以小花中最低。MACC含量以花头基部最低,小花中较高,变化平稳。各组织中ACC氧化酶活性在0~12 h呈增加趋势,但小花中的ACC氧化酶活性明显高于茎组织,与乙烯生成速率变化不一致。Northern杂交分析表明,茎切面第一层的BO-ACS1 和BO-ACO2的 mRNA水平在0 h高于小花,12 h 时mRNA的水平低于0 h。小花中BO-ACS1 mRNA在12 h增加不明显, BO-ACO2 mRNA增加明显。BO-ETR1、BO-ERS、BO-ETR2在茎切面第一层和BO-ERS在小花中的转录物12 h时均比0 h有不同程度的增加,BO-ETR2 mRNA仅在茎组织中检测到。     

膜下滴灌氮肥分期追施对花生光合生理和产量的影响

为提高氮肥利用率和优化氮肥施用量,设置膜下滴灌氮肥分期追施试验,探究氮肥运筹对花生光合生理、产量和效益的影响。结果表明,相同氮肥施用量下,分期追施可提高生育后期花生叶片的SPAD、净光合速率和产量,施氮量108 kg·hm~(-2)处理产量最高,72 kg·hm~(-2)处理产量最低。产量与净光合速率、SPAD、叶面积指数间均呈线性正相关,生育前期叶片净光合速率与产量的相关性高于生育后期,但生育后期SPAD值、叶面积指数与产量间的相关性高于生育前期。生育后期维持较高的叶面积指数、SPAD和前期保持较高的叶片净光合速率是氮肥分期追施增产的主要原因。本研究为花生肥料减施、提质增效和实现水肥供需同步配施提供理论指导。