安徽省花生产量与气象因素的关联度分析及预测模型研究

为分析气象因子对安徽花生产量的影响,构建适用于本地的花生单位产量预测模型,以期为探讨花生经济效益、应对气象灾害风险管理提供参考。对安徽各市2000—2017年花生气象产量和气象因子进行灰色关联度分析,筛选出关联度较大的气象因子,并采用逐步回归法建立产量预测模型。结果表明：安徽花生产量与生育期气象因子关联度5月份平均气温>7月份光照时数>5月份光照时数>6月份光照时数>7月份平均气温>8月份光照时数>8月份平均气温>6月份平均气温>8月份降水量>7月份降水量>5月份降水量>6月份降水量,应用建立的花生单位产量预测模型对历年产量进行回测,结果显示预测值与实际值均方根误差为815 kg/hm²、拟合指数为0.81,总体较好,具有一定的应用价值。     

玉米早期籽粒中强表达启动子的筛选

在植物基因表达调控的过程中,启动子作为调控基因表达的顺式元件起着重要作用。为了筛选在玉米早期籽粒中强表达的启动子,选取6个启动子pCaMV35SD、pUbiquitin、pZmActin1、pZmSTK2、pZm66589和pZmbHLH148,分别构建EGFP表达载体并转染玉米原生质体,快速验证载体功能构建的正确性;同时采用花粉磁转染法将6个表达载体导入玉米自交系郑58中,并对不同启动子驱动的EGFP载体在授粉后48h玉米籽粒中的荧光强度和荧光检出率进行观察和统计分析。结果表明,6个启动子驱动EGFP表达载体构建正确;pCaMV35SD启动子驱动EGFP表达载体的荧光最强,6个启动子驱动EGFP表达载体由强到弱依次为pCaMV35SD>pZmSTK2>pZm66589>pZmbHLH148>pUbiquitin>pZmActin1,其荧光检出率分别为27.17%、27.17%、29.83%、23.84%、13.40%和30.57%。     

红壤旱地一株自生固氮菌的筛选鉴定及其固氮能力评估

为了鉴定从红壤中分离得到的一株自生固氮菌,并探讨其固氮能力。采用形态观察、生理生化测定和16S rDNA基因序列分析的方法研究了菌株的分类地位,采用乙炔还原法测定其固氮酶活性,并在室内培养条件下,通过花生、玉米的幼苗盆栽试验研究菌株对土壤MBN、矿化氮和植株氮素积累量的影响。结果表明：从种植于红壤的玉米根际,筛选出15株自生固氮菌,以菌株CM12固氮能力最强,初步鉴定CM12为伯霍尔德杆菌属(Burkholderia sp.),固氮酶活性达C₂H₄ 39.1 nmol/(h·mL)。室内培养试验结果表明,接种CM12菌株的处理,花生和玉米土壤MBN含量较CK处理分别提高了2.38和2.37倍,其中种植花生体系中,接菌处理与施用化学氮肥处理土壤MBN含量无显著差异。接种固氮菌影响了旱地红壤NO₃^--N和NH₄⁺-N比例,降低了土壤中NO₃^--N含量,且种植玉米体系中土壤NO₃^--N含量降低较明显。固氮菌短期接种增加了花生根系和玉米地上植株的氮素积累量。研究结果为该菌株在红壤旱地实际生产中的应用提供了理论基础。     

水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物含量的影响

为探讨不同生育时期水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物(NSC)“库—源—流”间的变化动态,以‘花育20号’和‘花育27号’花生品种为试材,采用控制条件下的防雨棚池栽方法,研究了花生生长发育过程中不同生育时期水分胁迫下,非结构性碳水化合物(NSC)在花生叶片、茎、根和荚果等器官中的动态变化。结果表明,全生育期干旱胁迫使花生叶片、茎和根中可溶性总糖含量和淀粉均明显升高,但荚果中可溶性糖含量却明显降低。无论何生育时期受到干旱胁迫均使得叶片中可溶性糖含量峰值提前15天左右出现,“源”物质输出提前但输出量降低,叶片提前衰老。生育前期干旱胁迫使滞留在荚果中的NSC含量增加,结荚期后干旱胁迫反而利于荚果中NSC的转化。全生育期水分适宜处理叶片中NSC含量相对较低且变化较小。由此表明,干旱胁迫降低了NSC由源至库的运输和转化,使荚果“库”容量降低。     

The role of ear environment in postharvest susceptibility of maize to toxigenic Aspergillus flavus

A kernel screening assay (KSA) was used to assess the genetic and environmental effects on the vulnerability of maize to aflatoxin accumulation. Kernels of 26 inbred lines that had been grown in seven environments, and 190 lines of the Intermated B73xMo17 (IBM) population grown in one location in the United States, were inoculated with a toxigenic strain of A. flavus and incubated in the dark at 30°C for 6 days. Percent kernel colonization (PKC), sporulation and aflatoxin were influenced by the maize genotypes (G), the location (“ear environment” or E) and the GxE interactions. Overall, low broad‐sense heritabilities were observed for PKC, sporulation and aflatoxin. PKC was significantly correlated with sporulation in all environments. Aflatoxin was positively correlated with colonization for two and with sporulation for all ear environments. Higher grain sulphur or magnesium in IBM was associated with less colonization or aflatoxin. Postharvest susceptibility of maize to aflatoxin is thus influenced by factors that are modulated by the ear environment. In a KSA, sporulation could be a proxy test for aflatoxin accumulation.     

花生硬脂酰-ACP酸脱饱和基因FAB2表达的分子机制

FAB2位于油酸合成通路的上游,编码硬脂酰-ACP脱饱和酶,调控硬脂酸(C18:0)向油酸(C18:1)转化。本研究发现高油酸品种开农176种子发育前期FAB2的表达量升高,而成熟期油酸过量积累会抑制FAB2的表达。利用开农176与开农70构建F2杂交群体,发现当植株油酸含量超过60%时会从整体水平上抑制FAB2的表达。种子发育前期,油酸不断积累会导致过氧化物酶活性升高,并且活性氧含量随之增加;但是在种子发育后期均降低,该结果与FAB2的表达量变化趋势相同。亚细胞定位结果表明, FAB2与FAD2分别定位于叶绿体与内质网。FAB2编码区序列多态性分析显示,该蛋白序列氮端的氨基酸结构缺失可能会导致硬脂酸含量升高。FAB2启动子序列存在大量AT碱基的富集区域,并且含有光响应、激素调控、转录因子结合的保守顺式元件。本研究发现过量积累的油酸会激活过氧化物酶介导的活性氧信号途径,进而通过细胞核内的未知转录因子调节上游基因FAB2的表达量,该结果不仅拓展了对FAB2的功能认知,也为培育高油酸花生品种提供了相关的理论指导。     

播种深度对花生生育进程和叶片衰老的影响及其生理机制

在春播、土壤水分适宜以及起垄覆膜种植模式条件下,选用大花生品种山花108,设置3、5、7、9、11、13和15 cm (SD3、SD5、SD7、SD9、SD11、SD13和SD15) 7种播种深度,研究播种深度对花生生育进程、叶绿素含量、光合性能、干物质积累量、抗氧化酶活性及产量形成的影响。2年结果表明,播种深度明显影响花生出苗时间,与SD5处理相比, SD15处理的出苗期推迟5 d,产量形成期缩短2.5 d。播深过浅(3 cm)或过深(7 cm)显著降低了植株主茎高和侧枝长,导致叶面积指数(LAI)显著降低;且降低了产量形成期叶片叶绿素含量和光合速率,导致植株干物质积累量显著降低。播种过深(7cm)显著降低了产量形成期叶片可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)含量显著提高,导致叶片膜脂过氧化加剧。各播深处理相比,SD5处理的荚果和籽仁产量较高,主要是由于其单株结果数、单果重及出仁率的提高,播种深度超过7 cm后,减产显著。因而,春花生适宜的播种深度应控制在5 cm。     

利用GGE双标图分析花生品质性状的基因型-环境互作

花生品质性状的稳定性和基因型-环境互作研究，可为花生品质育种及不同生态区域花生品种的选择提供参考依据。本研究利用GGE-biplot工具，对我国黄淮海花生主产区16个花生品种两年间的品质性状进行了综合分析，包括含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和蛋白质含量等。结果显示，5个品质性状均有较高的GGE总变异值（主成分因素PC1和PC2变异的总和），变幅在61.5%-79.9%之间，以含油量的GGE变异值最低，为61.5%，油酸含量的GGE变异值最高，为79.9%。16个花生品种2年间部分品质性状表现较为一致，其中濮花9519的含油量表型值波动最小，山花9号的亚油酸含量表型值波动最小，开农49是油酸含量表型值最为稳定的品种，天府23号是棕榈酸含量和蛋白质含量表型值最为稳定的品种。初步明确了徐州和濮阳分别适合高油花生和高油酸花生种植，确定了不同生态类型试点下较适合种植的品种，为花生品种推广应用提供了参考。     

花生壳黄酮的提取纯化工艺

本文采用酶法预处理结合超声波辅助提取的方式，最大程度地提高了花生壳总黄酮的得率，并优化大孔树脂纯化工艺，提高了有效成分的纯度。花生壳黄酮的最佳提取工艺为：花生壳粉与水混合，半纤维素酶与木聚糖酶按1:1（m/m）复配，用量0.25‰，50℃酶解30 min后，按料液比1:20（m/V）加入乙醇至终浓度60%，于功率1000 W，55℃超声波辅助提取60 min，花生壳总黄酮的得率约为2.5%。选用D101型大孔树脂，上样缓冲液为pH 5.0的60%乙醇溶液，洗脱液为pH 10.0的70% 乙醇溶液，上样与洗脱流速为0.75 BV/h和1.5 BV/h。纯化后的花生壳总黄酮和木犀草素的纯度分别为10.54%和5.85%，提高了90%和120%。     

山核桃仁碱法脱涩工艺研究

为探索一种利用NaHCO₃对山核桃仁脱涩的碱法脱涩工艺,基于综合了脱涩率与感官评分的响应值,通过单因素试验和响应面试验优化其工艺参数,并对比碱法脱涩与传统的沸水脱涩对山核桃仁游离酚、结合酚含量,以及过氧化值、碘值、酸价等指标的影响。结果显示:优化后的碱法脱涩工艺参数为脱涩温度65 ℃,脱涩时间100 min,NaHCO₃质量分数5%,固液比(g·mL^-1)1∶15。在此条件下,山核桃仁的脱涩率为92.04%,感官评分为9.2分,响应值为75.47。与沸水脱涩相比,碱法脱涩既能去除苦涩味,又能更大限度地保留山核桃仁中的结合酚,减少油脂、脂肪酸和不饱和脂肪酸的氧化,从而更好地保持山核桃仁的品质。