大豆叶片硝酸还原酶活性动态研究

试验采用框栽和砂培两种方法,框栽土壤为黑土,试验品种为东农42、东农47、龙选1号和秣食豆;砂培试验品种为东农47,分别对不同品种及不同施氮处理大豆叶片的硝酸还原酶(NR)活性进行了研究。结果表明,在大豆叶片中都检测到了NR活性,框栽与砂培试验测得的NR活性都呈单峰曲线,框栽大豆峰值出现在R2期(秣食豆为R1期),砂培大豆出现在R2和R4期;NR活性上部叶片明显高于中、下部;NR活性随氮水平提高而升高,施氮水平明显影响NR活性。     

不同基因型大豆GS活性动态规律研究

通过对不同基因型大豆GS活性变化规律的研究,结果表明：不同基因型大豆叶片GS活性变化趋势基本一致,呈双峰曲线。野生大豆茎秆和根系GS活性变化呈单峰曲线,其它品种呈双峰曲线。野生大豆荚皮GS活性呈持续下降的趋势,其它品种先上升后下降。除根瘤外其它器官GS活性野生大豆明显低于栽培大豆。不同器官GS活性比较顺序为：叶片〉根瘤...     

3种蛋白含量大豆生育期内不同部位GS基因家族成员表达量差异及GS活性分析

【目的】研究谷氨酰胺合成酶(GS)各基因家族成员在不同蛋白含量大豆生育期间的表达量,认识高蛋白大豆籽粒蛋白质形成的特点.【方法】选择普通栽培大豆、高蛋白栽培大豆和高蛋白野生大豆为材料,研究了整个生育期间GS基因家族各成员在根、茎、叶和根瘤的表达量差异以及不同类型大豆根、茎和叶谷氨酰胺合成酶活性(GSA)的变化.【结果和结论】结果表明:不同蛋白含量大豆各器官中GS基因家族不同成员的表达量具有明显的差异.GSβ1在根、茎、叶和根瘤中都能高效表达;叶中GS2表达量显著升高,超过其他器官和根瘤.GSγ1在根、茎、叶中表达量极低,而根瘤GSγ1的表达量明显增加.生育期内各器官GSβ1及V3~R3期GS总表达量、叶GS2、根瘤GSγ1都表现为高蛋白类型大豆高于普通栽培大豆,这与不同蛋白含量大豆GSA的变化规律基本一致.在生育期间高蛋白类型大豆较普通栽培大豆能更有效地调控GS基因家族各成员的表达,获得GSA是籽粒蛋白质含量较高的生理特点之一.     

大豆可溶性糖积累规律研究

为探明大豆不同器官可溶性糖含量变化规律,以垦丰9号、东农46、东农42、黑农35和秣食豆5号为试材,研究了不同基因型大豆叶片、茎秆及籽粒的可溶性糖积累及糖氮比变化规律,并对可溶性糖与全氮含量进行了相关分析。结果表明:不同基因型大豆叶片中可溶性糖含量变化呈双峰曲线。东农46和垦丰9号茎秆可溶性糖含量变化趋势呈双峰曲线,东农42和黑农35呈单峰曲线;秣食豆表现为升-降-升的趋势。不同品种大豆籽粒可溶性糖含量变化呈单峰曲线。不同基因型大豆叶片糖氮比变化趋势基本相同,呈升-降-升的趋势。东农46和垦丰9号茎秆糖氮比值变化趋势呈单峰曲线;东农42和黑农35茎秆糖氮比值呈双峰曲线;秣食豆茎秆糖氮比值变化趋势呈升-降-升的趋势。叶片中可溶性糖含量与全氮含量除R6期外均达到显著水平。茎秆中可溶性糖与全氮含量在R2期呈显著正相关。     

氮肥对大豆结瘤及叶片氮素积累的影响

以3个大豆品种为材料,研究不同施氮水平对大豆结瘤特性及氮素积累的影响。结果表明,种肥高施氮肥水平对不同品种大豆的根瘤形成均有抑制作用,其持续时间长短因品种而异。不同大豆品种叶片氮素积累动态相同,但长生育期品种(东农42)氮素积累峰值期出现时间晚。施用氮肥可提高叶片氮素积累量、拖后氮素积累峰值期。施用氮肥能促进大豆生长,优化产量构成因子,提高大豆产量。     

不同基因型大豆植株氮素积累变化动态研究

为了探明大豆品种间氮素积累及运转规律,以东农42、黑农35、垦丰9号、东农46和秣食豆为材料,研究不同基因型大豆氮素积累分配差异。结果表明:不同基因型大豆品种叶片和茎秆氮素含量呈降—升—降的变化趋势;荚皮氮素含量呈下降趋势;籽粒氮素含量呈上升趋势。各营养器官氮素含量表现为荚皮叶片茎秆。不同基因型大豆叶片和茎秆氮素积累量变化动态基本一致,呈单峰曲线。荚皮中氮素积累量呈先升高后下降的趋势;籽粒氮素积累量呈持续增长趋势。成熟时全株氮素含量表现为秣食豆黑农35东农42东农46垦丰9号。高蛋白品种的营养体氮素积累峰值、氮素运转量及运转效率显著高于蛋白质含量低的品种,但氮收获指数相差很小。不同器官的氮素运转量和运转效率对籽粒的贡献率均表现为叶片茎秆荚皮。     

适于救灾大豆品种不同播期对农艺性状及产量的影响

选用东北三省及内蒙古大豆品种16个,设置8个播种时期,通过分析不同播期大豆品种农艺性状和产量性状,筛选出适合铁岭地区不同时期救灾补种的品种,为当地选择救灾补种品种提供参考。不同播种时间可以选择不同的品种,5月18日播种可以选用长农17、绥农26、吉育93、吉育47;5月28日播种可以选用吉育93;6月17日播种可以选用黑农51、绥农26、绥农28、吉育47;6月27日播种可以选用吉育93、黑农51、绥农26、吉育47;7月7日播种可以选用合丰50、吉育47、绥农26、合丰47。     

Pb2+对桐花树幼苗氮代谢关键酶活性及膜脂过氧化的影响

研究了Pb2 对桐花树幼苗氮代谢关键酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明:0.1~2.0 mmol.L-1Pb2 胁迫使营养液中培养的桐花树幼苗根、茎、叶的NADH-GOGAT活性降低,丙二醛含量增加,使根和茎的GS活性降低,而叶的GS在0.1~1.0 mmol.L-1Pb2 胁迫下活性增加高于对照,但受2.0 mmol.L-1较高浓度Pb2 抑制。无论是否有Pb2 胁迫,叶的GS活性都高于茎和根,而根的NADH-GOGAT活性始终高于茎和叶。根的GS和NADH-GOGAT活性受Pb2 胁迫抑制的程度明显大于茎、叶,Pb2 对根的初级氮代谢影响最大。MDA含量与GS和NADH-GOGAT活性呈负相关关系。     

大蒜可溶性糖积累与分配特性研究

以青海乐都紫皮大蒜、新疆紫皮大蒜、河南中牟紫皮大蒜及河北白皮大蒜4个大蒜品种为试验材料,研究萌芽期至成熟期大蒜植株鳞茎、假茎、叶片、蒜薹等器官的可溶性糖的积累与分配规律。结果表明: 在整个生育期中,4个大蒜品种鳞茎可溶性糖含量、积累量及分配比例均在成熟采收时达到峰值,且其值均明显高于根、假茎、叶等器官;乐都紫皮大蒜和新疆紫皮大蒜的鳞茎可溶性糖含量呈“W”型变化,河南中牟紫皮大蒜和河北白皮大蒜呈“V”型变化。研究发现,除乐都紫皮大蒜的根及假茎中可溶性糖的变化趋势在生长初期是先降后升外,其他变化趋势一致,均呈“M” 型变化,且根、假茎、叶等部位的可溶性糖含量、积累量及分配比值也因品种不同而异。同一生育期内,4个大蒜品种各器官中可溶性糖的含量及分配比例均为植株生长前期鳞茎>假茎>叶>根,生长后期则为鳞茎>假茎>根>叶,而乐都紫皮大蒜和新疆紫皮大蒜因其抽薹性在萌芽后48～60 d变化趋势有所不同。     

不同形态氮素对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和混合态氮对3个栽培大豆品种花荚期植株进行诱导处理,研究不同形态氮素对功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,NH4+-N增加3个大豆品种功能叶片NR活性效果最好,其次是混合态氮,NO3--N效果较差;三种形态的氮素均能明显提高3个大豆品种功能叶片GS活性;在三种形态氮素诱导下,3个大豆品种的籽粒蛋白质含量均有不同程度的提高,且与其功能叶片NR和GS活性呈显著正相关(r=0.520*和0.550*);追施氮素对低蛋白大豆品种功能叶片NR、GS活性和籽粒蛋白质含量具有较好的促进作用。可以把大豆花荚期叶片NR和GS的活性作为高蛋白品种选育的参考指标之一。     

超高产大豆砧木对不同年代育成品种光合生理指标和产量性状的影响

【目的】研究以超高产大豆品种为砧木嫁接不同年代育成品种,旨在明确嫁接超高产品种的根系对接穗品种叶片生理指标的影响,从而揭示根系改良在大豆育种中的作用。【方法】以来自相同的祖先亲本(Williams和Amsoy)且地理纬度相同的美国俄亥俄州和中国辽宁省不同年代育成的11个代表性大豆品种为接穗,采用劈接法,于子叶期分别与超高产大豆品种辽豆14和中黄35的砧木进行嫁接,其中,以11个不同年代育成品种的自身嫁接处理与不嫁接处理作为对照。在盆栽条件下,于R1、R2、R4、R5、R6期测定植株叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值,于成熟期收获后对植株进行考种,测定植株的单株粒数、百粒重和单株产量。【结果】不同生育时期大豆品种的根系活力均表现为辽豆14中黄3511个不同年代育成品种,R5期和R6期达到显著或极显著差异水平。叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值均呈单峰曲线变化,其中,光合速率、气孔导度、蒸腾速率于R2期达到高峰值,叶色值于R4期达到高峰值,而后开始呈下降趋势。不同年代育成品种在不嫁接与自身嫁接条件下具有相似的变化曲线,而嫁接于超高产品种辽豆14和中黄35的砧木后,曲线下降较缓慢。R5至R6期间,嫁接于自身砧木上的植株其叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值平均每天分别下降1.43%、3.67%、3.38%和0.82%,而嫁接于超高产品种砧木上的植株相应下降了1.11%、3.26%、2.05%和0.48%。不同年代育成品种在自身嫁接与不嫁接条件下,其单株粒数、百粒重、单株粒重无显著变化,而与自身作砧木的植株相比,嫁接到超高产品种辽豆14或中黄35砧木上后,其单株粒数、百粒重和单株产量分别提高了2.82%、9.36%和10.60%,且当代品种的增幅要大于中期品种和共同亲本。【结论】超高产品种辽豆14和中黄35根系在生殖生长期具有较高的生理活性。嫁接超高产品种砧木可以有效减缓不同年代大豆品种生育后期的叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值的下降速率,增强植株的光合能力,进而提高产量。因此,在未来大豆育种工作中,应该更加注重根系的遗传改良。     

芜菁营养生长期叶片光谱特性及对氮的敏感性

【目的】分析芜菁营养生长期叶片光谱反射率对N的响应,研究采用叶片光谱指数诊断N敏感时期,为新疆芜菁简便快捷的非破坏性N营养诊断提供最佳时间窗。【方法】利用Unispec-SC光谱仪测定不同芜菁幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期叶片的光谱反射率。【结果】芜菁营养生长期叶片光谱反射率波动取决于波长,在可见光波段的变异最小。芜菁营养生长期不同发育阶段光谱指数(ND₇₀₅)之间均存在显著差异(P＜0.05)或者极显著差异(P＜0.01)。【结论】叶片生长旺盛期为长黄蔓菁、新星圆蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期,叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期为新星圆蔓菁(二代)氮素光谱营养诊断的敏感时期。幼苗期和成熟期可以作为区分几个品种芜菁氮素光谱营养诊断的敏感生育期。     

甜菜氮糖代谢酶活力与蔗糖代谢的关系

初步探讨了甜菜生育期间叶片和根体中氮糖代谢关键酶 NR、GS、Ru SPase、SS活力的协调关系以及蔗糖的积累转化。结果表明 (1)氮糖代谢酶活力及其相关性主要在叶丛形成期和块根增长期达到显著 ,这两个时期是通过氮素协调氮代谢酶活力 ,实现以正常氮代谢促进蔗糖积累和转化的关键时期。 (2 )在叶丛形成期 ,随施氮量增加 ,NR、 GS、 Ru BPase和 SS分解方向活力提高 ,蔗糖和单糖含量下降 ;生育中后期 ,随施氮量增加 ,NR和 SS分解方向活力增强 ,GS和 SS合成方向活力减弱 ,蔗糖含量下降 ,单糖含量上升 ,总糖量降低。 (3)氮素对糖分含量的影响是通过氮素对氮糖代谢谢酶之间的协调作用的结果。根体中 GS与 SS活力的矛盾贯穿整个生育期 ,GS对 SS催化方向的改变可能起很关键的作用。     

钵苗机插水稻群体动态特征及高产形成机制的探讨

【目的】旨在阐明钵苗机插水稻产量构成特征和群体动态特征以及高产形成机制。【方法】2010年选用24个不同单穗重粳稻品种统一高产栽培,以成熟期平均单穗重聚类分析划分3种穗型,并每种穗型筛选2个具有代表性品种。2011-2012年采用大穗型品种甬优8号和甬优2640,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料,在江苏省兴化市钓鱼镇进行大田试验,以毯苗机插水稻为对照,系统研究钵苗机插水稻产量及其产量构成、群体茎蘖动态、叶面积指数动态和干物质积累动态特征,并从秧苗素质、栽后物质积累、阶段光合物质生产、光合势、群体生长率、净同化率、株型特征、茎鞘物质输出与转运、根系活力等方面深入探讨钵苗机插水稻高产形成机制。【结果】钵苗机插水稻产量显著或极显著高于对照,大穗型品种增产8.71%-11.11%,中穗型品种增产6.85%-7.89%,小穗型品种增产5.30%-6.34%。钵苗机插水稻产量的提高主要原因是在足够穗数的基础上,显著或极显著增加每穗粒数,进而提高群体颖花量,同时保持稳定的结实率和千粒重。与对照相比,钵苗机插水稻群体茎蘖数栽后增长快,高峰苗适宜,拔节后群体茎蘖数消减缓慢,最终有效穗数足,成穗率高;群体叶面积指数和干物质积累量,有效分蘖临界叶龄期钵苗机插水稻显著高于对照,拔节期两者相当,孕穗后钵苗机插水稻显著或极显著高于对照,成熟期叶面积指数钵苗机插水稻较对照高出5.17%-11.00%,干物质积累量钵苗机插水稻较对照高出5.36%-9.20%。钵苗机插水稻高产形成机制为带土带蘖栽插,秧苗素质高,群体起点质量优,活棵早,分蘖快,低位分蘖多,栽后地上和地下部物质积累多,为争足穗、促壮秆和攻大穗奠定生物学基础;抽穗期株型紧凑,叶系配置优,叶面积大,比叶重高,基部茎秆粗壮,粒叶比高,形成高光效高质量群体;生育后期根系活力强,叶面积衰减慢,光合势大,群体生长率和净同化率高,干物质积累多,灌浆充实量大,茎鞘物质输出与转运合理。【结论】钵苗机插水稻群体起点质量高,栽后分蘖早生发快,群体生长优势明显,特别是生育中后期光合生产能力强,物质积累多。钵苗机插水稻产量构成特征表现为“穗数足、穗型大、粒数多”。     

中美大豆Ⅲ熟期组代表品种根系形态和活力的比较研究

【目的】研究中美大豆（Glycine max（L.）Merr.）Ⅲ熟期组不同年代育成代表性品种根系的形态和活力,及其对施肥水平的响应,试图揭示大豆品种根系性状随产量改良的演变趋势。【方法】以祖先亲本相同（均来自Williams和Amsoy）,分别在中国辽宁省和美国俄亥俄州（相同纬度）育种程序下育成的代表性品种为试材,于2012和2013年盆栽条件下,采用随机区组试验设计,在大豆幼苗期（V2）将磷酸二铵水溶后均匀施入盆中,施肥量设3个水平,分别为0、150 mg·kg^-1干土、300 mg·kg^-1干土。在大豆苗期（V4）、开花期（R2）、鼓粒中期（R6）和鼓粒末期（R7）取样,于植株子叶节处剪断,套上内置脱脂棉的离心管,利用吸液差重法测定根系伤流量;用Epson Expression 10000XL仪扫描洗净的根系,使用WinRhizo2012软件分析扫描图像,测定根系总长度、根系总表面积和根毛数量;采用氯化三苯基四氮唑法（TTC法）测定根系活力;将扫描完毕的根系在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,测定根系干重;在成熟期测定单株籽粒产量。【结果】随着大豆品种产量的遗传改良,俄亥俄品种和辽宁品种的根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根干重、根系伤流量和根系活力的改良趋势一致,均随产量的改良呈递增趋势,特别是在鼓粒中期和鼓粒末期,根系形态和活力等指标随育成年代增加而增幅较大。相同年代品种相比,俄亥俄品种根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根系伤流量和根系活力的改良程度大于辽宁品种。随着施肥水平增加,俄亥俄当代品种和辽宁当代品种在中肥（150 mg·kg^-1干土）和高肥（300 mg·kg^-1干土）水平下根系性状值均表现较高,而俄亥俄中期品种和辽宁中期品种在中肥水平下表现最佳。在相同施肥水平下,当代品种根系形态和活力等指标大于共同亲本和中期品种。相关和通径分析表明,苗期、开花期、鼓粒中期、鼓粒末期根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根干重、根系伤流量、根系活力均与单株籽粒产量呈极显著正相关,其中根系活力与单株籽粒产量相关性最为密切。【结论】在大豆品种产量改良过程中,俄亥俄品种和辽宁品种根系形态和活力等指标的改良趋势相同,其根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根系伤流量和根系活力均随产量改良呈递增趋势,但俄亥俄品种的改良程度大于辽宁品种。俄亥俄品种和辽宁品种根系的耐肥性均得到增强,两地区当代品种的根系性状值在中肥和高肥条件下均表现较高,而中期品种在中肥水平下表现最好。     

柠条幼苗发育中苯丙氨酸解氨酶活性

对柠条苗期中7个生长阶段、3种器官中的PAL粗酶进行提取,并测定了相关样品的活性和比活性。结果表明:在柠条干种子中PAL活性较低;浸泡至硬化期,柠条根、茎、叶中的PAL活性和比活性均呈抛物线变化;柠条根中PAL活性和比活性以真叶期最高,其茎和叶中PAL活性和比活性以速生期最高。     

不同品种和氮素条件下水稻茎鞘夹角动态模拟

【目的】建立水稻主茎上不同叶位叶片茎鞘夹角动态变化的模拟模型。【方法】基于不同株型品种和氮肥处理的水稻试验,连续观察并记录各处理不同生育时期、不同叶位的茎鞘夹角,进一步利用动态建模技术构建水稻主茎不同叶位茎鞘夹角的动态模拟模型。【结果】水稻茎鞘夹角随生长度日（GDD）不断加大,夹角从开始形成到基本稳定大致经历3个叶龄,且随氮肥施用量的增加而增大;最大茎鞘夹角随叶位的增加呈先增加后减小的趋势,第三叶的最大茎鞘夹角最大。利用Logistic方程可以描述不同品种、不同氮肥处理下,水稻茎鞘夹角随GDD的变化过程,使用直线型分段函数可以描述最大茎鞘夹角随叶位的动态变化规律,通过引入品种参数（第三叶位茎鞘夹角的最大值）量化了品种对茎鞘夹角的影响,同时在模型中添加氮素影响因子来体现氮素对茎鞘夹角的影响。【结论】利用独立的桶栽和池栽试验数据分别对模型进行检验,结果显示茎鞘夹角模拟值与观测值之间的均方根差RMSE分别为2.31°和2.87°;相对均方根差RRMSE分别为11.56%和14.77%,表明模型对水稻主茎茎鞘夹角的动态变化过程具有较好的预测性,可为水稻植株的可视化提供良好的技术支撑。     

密度和行距配置对油菜苗期性状及产量形成的影响

【目的】研究密度和行距配置对甘蓝型油菜苗期生长的影响及其与产量形成的关系,为进一步提高油菜产量、缩小产量差,明确密植油菜产量调控机制奠定理论基础。【方法】2016—2017年选用华杂62（常规株型,简称HZ62）、2017—2018年选用华杂62和品系1301（紧凑株型）设置密度15×10⁴（D1）、30×10⁴（D2）和45×10⁴株/hm²（D3）为主区,行距15（R15）、25（R25）和35 cm（R35）为副区,研究不同密度和行距配置下,不同器官干物质累积和分配、茎秆和叶片碳氮代谢、根系活力和成熟期产量的变化。【结果】增加密度后,油菜个体生长受到明显抑制,表现为成熟期根颈粗、根干重、地上部干重以及株高均降低,有效分枝数减少,同一密度下缩小行距后降幅减小,D1、D2和D3密度条件下,在行距R25、R15和R15时各指标均表现最佳。与传统的密度行距配置（D1R25）相比,增加密度缩小行距（D3R15）后,2017—2018年,HZ62和1301两品种单株产量分别降低了57.14%和55.73%,但群体产量增加了21.55%和30.92%。相关性分析结果表明苗期叶片干物质分配率与单株产量呈极显著正相关关系,茎秆和根系干物质分配率与群体产量呈显著或极显著正相关关系。进一步分析苗期各器官生长指标发现,密度增加后,苗期叶片SPAD值、单株根系生物量、伤流量、根系活力均显著降低,而群体叶面积指数（LAI）和根系生物量显著增加;同一密度下,通过调节行距、减小株行距差异时,单株油菜叶片SPAD值、叶片和茎秆C/N、群体LAI及根系生物量增加,为成熟期产量奠定了基础。2017—2018年,与D1R25相比,D3R15处理下,HZ62茎秆C/N下降了22.95%,单株根系生物量、伤流量和活力分别降低了35.60%、16.07%和15.51%,叶片C/N和群体根系生物量则分别增加了16.11%和83.44%;1301茎秆C/N下降了19.71%、单株根系生物量、伤流量和活力分别降低了30.87%、22.63%和22.85%,叶片C/N和群体根系生物量则分别增加了14.84%和108.21%。【结论】本试验条件下,与传统密度行距配置相比,不同株型油菜参试品种在增加密度缩小行距后均能通过促进苗期单株叶片氮代谢,同时增加了苗期叶片SPAD值、群体光合叶面积、群体根系生物量,提高了根系活力实现增产。     

甘薯品种光合生理指标与薯干产量之间关系的初步研究

分析了甘薯品种不同生长时期光合生理指标的动态变化规律及其与薯干产量之间的关系。结果表明,甘薯品种的净光合速率（Pn)、总叶绿素含量（Tchl)、叶绿素a含量（Chla)、叶绿素b含量（chlb)、叶面积系数（LAI）随生长进程先上升,达到最大值,然后逐渐下降,蔓薯比值（T／R值）随生长进程呈下降趋势。薯干产量与各光合生理指标之间的相关性分析表明,薯干产量与不同生长期的Pn均呈显著正相关,与Tchl,chla,chlb之间有一定的正相关,与栽后90天的T／R值呈显著的负相关,与前期和后期的LAI呈正相关,而与中期的LAI呈负相关。按对薯干产量的相关程度、其排列顺序为Pn,Tchl,chla,chlb,T/R,LAI。甘薯育种应选育净光合速率高、生育后期总叶绿素含量高、T／R值下降快、前期和后期有效叶面积系数大的品种。