Effects of AG1 and AG2 QTLs on Nonstructural Carbohydrate and Seed Management Options for Rice Seedling Growth and Establishment under Flooding Stress

Rice (Oryza sativa) plants acquired excess photosynthates in the form of nonstructural carbohydrates (NSCs) in their stems and grain. Despite keen interest in rice NSC, the dynamics of NSC accumulation, translocation and re-accumulation have not yet been well investigated. AG1 and AG2 QTLs associated with flooding tolerance through catalyzing starch into soluble sugar in germinating seeds. Here we conducted three experiments, greenhouse and field to lay the groundwork for large-scale diversity studies on grain NSC and some agronomic traits under direct-seeded rice (DSR) system, using elite lines incorporating AG1, AG2 and AG1-AG2 QTLs into the popular varieties PSB Rc82 and Ciherang-Sub1 along with the donors Kho Hlan On (AG1) and Ma-Zhan Red (AG2). In germinating seedlings, soluble sugars increased, while starch concentration decreased gradually especially in the tolerant checks and AG1-AG2 introgression lines under flooded soil. Soluble sugar accumulation in stem started to increase from the vegetative stage and peaked at the panicle initiation stage then gradually decreased towards the maturity stage. But Sub1-AG lines had higher sugar and starch concentrations at different growth stages than other genotypes in wet season 2016 and dry season 2017. Plant survival rate was positively correlated with the stem NSC at the early vegetative stage (21 days after sowing), and stem NSC was positively associated with plant height at different growth stages. Among the tested seeding rate, the most suitable seeding rate, 4 g/m² with shallow burial depth (0.5 cm), resulted in better seedling establishment, relatively higher seedling vigor index and higher leaf area index under flooding in DSR system. Introgression of AG1-AG2 QTLs had no any negative impact on nonstructural carbohydrate, germination rate, and growth and biomass production.     

Wx^mp基因背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对水稻蒸煮食味品质的影响

【目的】分析在同一主效基因(Wx^mp)背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对稻米蒸煮食味品质的影响,以期为水稻品质遗传改良提供依据。【方法】选择在SSⅡa和PUL存在多态性而其他淀粉合成酶相关基因没有多态性的半糯品系宁0145和粳稻品种武运粳21进行杂交,获得F2群体与F3株系。利用分子标记,选择含有Wx^mp基因的F2单株与F3株系,将这些F2单株与F3株系分成SSⅡa^nPUL^n、SSⅡa^nPUL^w、SSⅡa^wPUL^n和SSⅡa^wPUL^w4种基因型(n和w分别表示该基因来源于宁0145和武运粳21),分析不同基因型蒸煮食味品质性状的差异,探讨同一Wxmp基因背景下不同SSⅡa和PUL等位基因对蒸煮食味品质性状的影响。【结果】不同基因型间蒸煮食味品质性状均存在显著差异,来源于武运粳21的SSⅡa^w基因和PUL^w基因分别使直链淀粉含量增加0.29%~1.00%和0.62%~1.18%,且PUL的效应大于SSⅡa,两者间存在互作效应。SSⅡa^w基因和PUL^w基因降低胶稠度和崩解值,提高了热浆黏度、冷胶黏度、消减值和回复值,对糊化温度、峰值黏度和峰值时间的作用较小。【结论】明确了Wx^mp背景下SSⅡa和PUL基因对稻米蒸煮食味品质的遗传效应,该研究结果为SSⅡa和PUL基因的分子标记辅助选择改良稻米品质提供了理论依据。     

添加槐花粉对白三叶青贮发酵品质的影响

采用单因子随机设计，研究添加不同比例的槐(Sophora japonica)花粉对白三叶 (Trifolium repens)青贮发酵品质的影响，以期为槐花应用于青贮饲料生产提供科学依据。分别设置白三叶单独青贮(C)、95%白三叶 + 5%槐花粉青贮(T1)、90%白三叶 + 10%槐花粉青贮(T2)、85%白三叶 + 15%槐花粉青贮(T3)、80%白三叶 + 20%槐花粉青贮(T4)共5个处理。结果表明，白三叶单独青贮品质较差，添加槐花粉提高了青贮原料的干物质、水溶性碳水化合物含量和发酵系数，降低了缓冲能值，使得青贮后的感官评分、乳酸、乳酸 ? 乙酸、干物质、水溶性碳水化合物、粗蛋白质含量显著提高(P ≤ 0.05)，pH、氨氮 ? 总氮、乙酸、丁酸含量显著降低(P ≤ 0.05)。综合考虑，80%白三叶 + 20%槐花粉青贮能获得良好的青贮品质。     

模拟城市SO2污染对晚松生理特性的影响

以2年生晚松盆栽苗为供试材料,从抗大气环境中SO₂污染方面对晚松的抗逆能力进行了定量评价,为晚松的园林应用提供理论依据。研究表明,晚松叶绿素a、b对模拟SO₂污染反应敏感,叶绿素b所受伤害大于叶绿素a,类胡萝卜素较不敏感。过氧化物酶活性的提高有助于减轻膜脂过氧化造成的伤害,从而使其在SO₂污染胁迫较轻(10 mmol/L)时免受伤害。     

不同碳水化合物源对饲料油菜青贮品质的影响

为油菜多功能开发利用、促进种养结合，以饲料油菜华油杂62为材料，添加不同来源碳水化合物进行青 贮比较试验，研究高水分饲料油菜青贮技术。试验分为5组，分别将20%的各碳水化合物原料（麸皮、玉米粉、米糠、 玉米淀粉）与高水分饲料油菜混合青贮，青贮45 d后进行感官评定并测定营养成分、pH、有机酸含量等。结果表明， 添加各碳水化合物原料均可以显著降低油菜的含水量至70%以下。油菜添加上述碳水化合物青贮后，可改善青贮 感官品质，显著提高乳酸含量，降低pH；其中，玉米粉与油菜混合青贮后因感官评分高、乳酸含量最高且氨态氮含量 最低，被认为效果最佳。     

河套盐碱地不同利用方式土壤盐碱化特征差异分析

为研究河套平原盐碱地在不同利用方式对土壤盐碱化特征分布的影响,通过野外调查取样和室内分析相结合的方法,对5种土地利用方式下(林地、农用地、牧草地、改良地、盐荒地)不同深度土壤剖面形态特征、可溶盐含量、盐分离子组成、总碱度、pH、碱化度等指标的变化规律进行了系统研究。结果表明:不同利用方式土壤剖面土体结构、颜色、根系分布、石灰性反应及碱化层分布均有明显差异;土壤剖面的可溶性盐、阴阳离子分布因土地利用方式不同而存在差异,牧草地和林地土壤剖面可溶性盐呈"橄榄"型、盐荒地和改良地呈"表聚"型、农用地呈"底聚"型;土壤pH、碱化度和总碱度在剖面中的分布特征基本一致,呈"S"型;经不同利用方式土壤的盐化程度和碱化程度均有所下降,与盐荒地相比,农用地盐碱化指标下降的最为显著(P0.05),其中0—20 cm土壤全盐量降至0.88 g/kg,pH降至7.83,总碱度、ESP降至0.17 cmol/kg和12.54%,表明苏打盐碱地经农用后更有利于土壤脱盐化过程和脱碱化过程;土壤全盐量、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、总碱度、pH可作为控制区域盐碱化的主要因子。研究结果为阐明河套平原盐碱地的盐碱化过程及盐碱化土壤利用模式提供技术参考。     

木薯不同品种朱砂叶螨抗性与其叶片内含物的关系

为揭示木薯抗朱砂叶螨机理,以2个木薯品种‘新选048’和‘桂热4号’为材料,在朱砂叶螨发生危害时期,观察不同木薯品种受害程度并对其抗螨性进行鉴定,测定叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素的含量,分析各生理指标与朱砂叶螨危害程度的关系。结果表明,‘新选048’对朱砂叶螨的抗性优于‘桂热4号’。不同木薯品种,叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素含量不同;‘新选048’叶片单宁及叶绿素含量均高于‘桂热4号’,而可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量则反之;螨害指数与单宁含量、叶绿素含量呈极显著负相关,与可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量呈极显著正相关。木薯抗螨性与叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、单宁、叶绿素含量密切相关,这些指标可作为木薯对朱砂叶螨抗性评价的主要指标。     

不同氮肥施用量对胶东卫矛氮代谢生理影响的研究

分析氮对胶东卫矛氮代谢生理的影响规律,明确氮肥施用后的相关酶活性变化机理,为其育苗中科学施用氮肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置氮肥施用量分别为0 g/株(J1,CK)、9 g/株(J2)、18 g/株(J3)、27 g/株(J4)4个处理,3次重复。结果表明：5—9月J3谷草转氨酶活性分别比J1提高了64.84%、70.77%、58.52%、47.33%、57.20%,J4与J3之间无显著差异;6—9月J3谷丙转氨酶活性分别比J2提高了18.00%、30.79%、16.47%、16.83%,差异显著;谷胺酰胺合成酶活性7、9月J3显著高于J2,5—6月J2、J3、J4之间无显著差异,J2显著高于对照;5—9月J3硝酸还原酶活性分别比J2提高了20.47%、31.66%、27.32%、23.50%、34.90%,差异显著,J3与J4之间无显著差异;5—7月J3硝态氮含量分别比对照提高了73.76%、53.90%、85.95%,差异显著,8—9月J2、J3、J4之间无显著差异;6—8月,J3可溶性蛋白含量分别比J2提高了15.90%、20.09%、9.04%,差异显著。综合分析认为,J3处理可以显著提高胶东卫矛氮代谢相关酶活性,提高植株叶片内硝态氮含量和可溶性蛋白含量,效果优于J2、J4处理。     

施磷对紫花苜蓿光合作用及抗蓟马的影响

为了明确施磷对苜蓿抗蓟马的影响及其相关的光合机制,本试验以西北广泛种植的感蓟马苜蓿品种‘甘农3号’和抗蓟马苜蓿品种‘甘农9号’为材料,在大田蓟马为害高峰期,调查评价了不同施磷水平下苜蓿的受害指数、生长指标和蓟马虫口数量,测定了不同施磷水平下苜蓿的光合气体交换参数、可溶性糖含量。结果表明:施磷后,‘甘农3号’和‘甘农9号’苜蓿的受害指数均显著降低,株高和产量显著增加,蓟马虫口数量无显著变化;净光合速率(Pn)和水分利用率(WUE)显著升高,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著降低;苜蓿心叶可溶性糖含量显著升高,但可溶性糖含量与蓟马虫口密度间无相关性,而与受害指数之间存在极显著的负相关关系。施磷有效地增强了苜蓿的光合作用,进而增强了苜蓿对蓟马的耐害性。在大田条件下,通过增施磷肥来控制苜蓿蓟马的危害是一种经济有效的绿色防控措施。     

鸡粪的施用对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响,本试验以薄皮甜瓜DX108为试验材料,以尿素为氮源的处理为对照(CK),研究了相同施氮量条件下,鸡粪与尿素配施(A)以及鸡粪(B)对甜瓜果实葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影响,分析了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS,蔗糖合成与分解方向)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性。结果表明,与CK相比,B、A明显促进了果实中果糖、蔗糖及葡萄糖积累,尤其是显著增加了成熟果实中这3种糖的含量。相关性分析表明,CK的甜瓜果实蔗糖积累与AI活性呈显著负相关,葡萄糖与SPS和SS(蔗糖合成酶)合成方向酶活性呈显著正相关;A和B果实中蔗糖、葡萄糖和果糖积累(除B中葡萄糖积累)与SPS、NI活性呈显著或极显著正相关,与SS分解方向酶活性呈极显著负相关,而A果实中葡萄糖积累与SPS和NI活性呈极显著正相关。综上所述,A和B提高了果实中SPS、NI活性,降低了SS分解方向酶活性,进而促进了糖的积累。本研究结果为有机肥替代化学氮肥在甜瓜生产上的应用提供了理论依据。