芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量变异及杂种优势分析

[目的]明确不同芝麻杂交组合的杂种优势,发掘出高芝麻素和芝麻林素含量材料及合理组配亲本,为培育高芝麻素和芝麻林素品种提供基础材料.[方法]应用高效液相色谱(HPLC)结合近红外光谱(NIR),对62份地理来源不同且表型变异明显的芝麻种质材料及18个杂交组合进行芝麻素和芝麻林素含量测定分析,并评价其杂种优势,筛选出更多高芝麻素和芝麻林素含量的芝麻材料.[结果]62份芝麻材料中芝麻素和芝麻林素的含量在不同年份间极显著相关(P<0.01).其中,芝麻素含量变异范围在0.51~8.85 mg/g,平均3.56 mg/g,77.42%以上芝麻材料的芝麻素含量分布在2.00~5.99 mg/g;芝麻林素含量变异范围在0.72~3.22 mg/g,平均2.02 mg/g,82.26%芝麻材料的芝麻林素含量分布在1.50~3.49 mg/g.芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量平均值排序均为褐色芝麻>白色芝麻>黑色芝麻,褐色芝麻表现出较高的芝麻素含量变异系数(CV),而黑色芝麻表现出较高的芝麻林素含量变异系数.芝麻育成品种的平均芝麻素含量(3.90 mg/g)高于地方品种(3.44 mg/g),但芝麻林素含量稍低于地方品种.层次聚类分析可将62份材料分为七大类,其中第VII类包含5个褐色芝麻,其芝麻素和芝麻林素含量均较高,芝麻素含量高出总体平均值58.74%,芝麻林素含量高出总体平均值22.13%.芝麻素和芝麻林素含量的杂种优势主要表现为中亲优势,且以负向优势为主,芝麻素含量的杂种优势变化在-69.63%~31.62%,平均-20.07%;芝麻林素含量的杂种优势变化在-36.48%~25.84%,平均-5.44%.在18个组合仅有5个组合表现出超高亲优势.[结论]芝麻籽粒中芝麻素和芝麻林素含量呈显著正相关,且不同基因型间存在明显变异;芝麻素和芝麻林素含量的杂种优势主要表现为中亲优势,且以负向优势为主.因此,育种上若要提高目标材料的芝麻素和芝麻林素含量,应发掘和应用高含量供体亲本以提高成功概率.     

黑、白芝麻营养成分及品质的差异分析

为了明确黑、白芝麻品种的品质性状及营养成分差异,选取317个国内芝麻种质材料,对其含油量以及蛋白质、脂肪酸、氨基酸、芝麻素、芝麻林素等主要品质成分含量进行测定,并根据种皮颜色对黑、白芝麻品种的品质指标差异及其相关性进行初步分析。结果表明,不同芝麻种质脂肪酸及氨基酸组分含量有很大差异,黑、白芝麻中含油量以及蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量均有显著差异,其中白芝麻中芝麻素和芝麻林素含量均显著高于黑芝麻,黑芝麻中芝麻素含量与芝麻林素含量的相关性高于白芝麻。黑、白芝麻中氨基酸含量均以精氨酸和谷氨酸含量较高,且黑芝麻中异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸含量显著高于白芝麻。黑、白芝麻中含油量与芝麻素含量均呈极显著正相关,与花生酸含量呈极显著负相关。作为主要饱和脂肪酸,芝麻棕榈酸含量与油酸、花生酸含量呈显著正相关,而与亚油酸含量呈极显著负相关。不同种皮颜色芝麻品质指标有很大差异,黑、白芝麻中含油量与芝麻素含量呈极显著正相关关系,据此可实现高含油量、高芝麻素的同步改良,推动高含油量、高芝麻素含量芝麻新品种的培育。     

盐碱胁迫下芝麻种子萌发过程中营养物质的动态变化规律

为明确盐碱胁迫下芝麻种子萌发过程中营养物质的动态消减规律,以芝麻栽培品种豫芝11号为试验材料,在23℃条件下分别用1、2、3 g/L的NaCl及NaHCO_3在芝麻种子萌发过程中进行盐碱胁迫处理,于萌发24、48、60、72、84 h分别测定发芽种子的根长、鲜质量以及可溶性糖、蛋白质、芝麻素和芝麻林素含量。结果表明,随着发芽时间的延长,发芽种子根长、鲜质量、可溶性糖含量呈逐渐增加的趋势,蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量呈逐渐减少的趋势。3种质量浓度NaCl和NaHC_O3处理对芝麻种子的萌发率没有明显影响,但不同程度地延迟了发芽芝麻种子的根长生长和鲜质量增加;经过1、2、3 g/L NaCl和NaHCO_3胁迫的发芽种子蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量比对照(蒸馏水处理)增加;根长、鲜质量、可溶性糖含量比对照降低。相关分析表明:萌发时间与发芽种子根长、鲜质量、可溶性糖含量呈极显著正相关,与芝麻素、芝麻林素、蛋白质含量呈极显著负相关;盐碱质量浓度与发芽种子根长、鲜质量、可溶性糖含量呈极显著负相关,与芝麻素、芝麻林素、蛋白质含量呈极显著正相关。     

基于iTRAQ技术对棉花叶片响应化学打顶的差异蛋白质组学分析

【目的】比较化学打顶和人工打顶方式下棉花植株生理变化及蛋白质的差异表达,为化学打顶的作用机理提供理论依据。【方法】以黄河流域大面积推广的冀棉863为试验品种,于2015—2016年设置人工打顶、化学打顶和未打顶3种处理,于7月20日进行统一打顶处理,化学打顶剂为人工喷施,用量为1.125 L·hm~(-2)。打顶处理后定期测定各处理间棉花株高与主茎功能叶内源激素含量。株高测量为子叶节到主茎生长点的高度,使用直尺测量。使用酶联免疫法测定棉花功能叶的生长素(IAA)、赤霉素(GA_3)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)含量。采用iTRAQ技术对人工打顶和化学打顶处理的打顶后20 d的主茎功能叶进行差异蛋白质组学分析。【结果】与人工打顶的棉花相比,化学打顶处理株高显著高于人工打顶处理,两年试验中分别高11.8%和14.5%,但显著低于未打顶处理,两年试验中分别低6.0%和6.5%,喷施化学打顶剂有效抑制了棉花株高的增长。不同打顶处理对棉花功能叶GA_3含量影响较大,打顶后GA3含量变化为单峰曲线,处理30 d各处理之间达到显著差异,GA3含量为未打顶化学打顶人工打顶,30 d后化学打顶与未打顶处理呈下降趋势,人工打顶处理则在20 d时出现下降趋势,在处理后50 d时各处理GA_3含量无显著差异。2016年IAA含量峰值出现在处理后40 d,化学打顶处理峰值显著低于其他两个处理,2015年3种打顶处理间无显著差异。ABA含量在处理后40 d时达到最大值,未打顶处理峰值显著低于其他两个处理。3种打顶处理的ZR含量无显著差异。化学打顶与人工打顶处理相比,iTRAQ标记方法检测到69个差异表达蛋白,29个上调表达,40个下调表达,其中碳水化合物和能量代谢相关的蛋白多下调表达,降低了植株的长势;与GA调节正相关蛋白多上调表达,增强GA效应。【结论】化学打顶能有效控制棉花株高,对棉花功能叶的GA含量影响较大,化学打顶处理含量显著高于人工打顶处理,与人工打顶处理相比,化学打顶与植物生长发育相关蛋白多下调表达,可能是植株通过降低碳水化合物合成,减少能量代谢,增加GA含量,激活GA效应来实现株高的控制。     

芝麻林素和芝麻素分离纯化研究

以芝麻种子为原料,经萃取、低温沉淀分离、皂化、乙醚析晶和重结晶等工艺制备出纯度达98.35%的芝麻素和芝麻林素含量为63.69%的芝麻林素粗品。并以芝麻林素粗品为原料,采用制备性薄层色谱法纯化出纯度达98.81%的芝麻林素。     

干旱胁迫下芝麻籽粒品质及抗氧化能力变化分析

为探明干旱胁迫下芝麻籽粒品质及抗氧化能力的变化规律,揭示芝麻对干旱胁迫的响应机制,采用盆栽控水处理方法进行干旱胁迫处理,分析了12个芝麻品种的产量,粒色,籽粒粗脂肪、蛋白质、芝麻素、芝麻林素、总酚含量以及抗氧化能力等性状指标。结果显示,干旱胁迫处理下,12个品种的株高、果轴长、单株蒴果数、单株产量4个性状均较对照(正常灌溉)降低,其中单株产量降幅为2.31%～51.22%;粒色ΔE值为0.96～3.30,粒色较对照加深;粗脂肪和粗蛋白含量较对照相比变幅分别为-0.72%～4.03%和-5.77%～4.12%。同时,受干旱胁迫影响,11个芝麻品种籽粒不饱和脂肪酸中亚油酸(18∶2)含量增加0.44%～9.05%,油酸(18∶1)含量降低0.16%～6.40%;与对照组相比,干旱胁迫下12个芝麻品种籽粒总酚含量变幅为-21.92%～33.00%,总抗氧化能力(FRAP值)变幅为-24.88%～73.92%。差异显著性分析表明,环境因素(干旱胁迫)对芝麻千粒质量、粗脂肪含量和FRAP值有显著影响,对芝麻林素和总酚含量有极显著影响。同时,芝麻林素和总酚含量与籽粒抗氧能力呈极显著正相关。综上,干旱胁迫导致芝麻产量下降,籽粒颜色加深,有利于芝麻中亚油酸(18∶2)含量的积累;干旱胁迫主要影响籽粒中芝麻林素和总酚含量的积累,推测籽粒中芝麻林素和总酚含量可作为芝麻抗旱能力的评价指标。     

3种植物生长调节剂对七彩朱槿生理指标的影响

[目的]探讨植物生长调节剂对七彩朱槿生长影响的生理机制。[方法]采用L16(43)的正交试验设计,研究多效唑(PP333)、矮壮素(CCC)、比久(B9)3种植物生长调节剂对盆栽七彩朱槿叶绿素含量以及POD、CAT、NR的影响。[结果]叶施与根施生长调节剂对七彩朱槿的生理影响效果不同。叶施生长调节剂对叶绿素含量、POD和CAT的影响大于根施;而根施对NR的促进作用大于叶施,含高浓度CCC(4 000 mg/L)的瑏瑤、瑏瑥、瑏瑦处理的NR明显高于对照。3种生长调节剂中,CCC对七彩朱槿NR的影响最显著,其中根施CCC处理的影响达极显著水平。[结论]合理使用植物生长调节剂,不仅能起到化学修剪的作用,同时可以增强七彩朱槿的光合作用能力、抗性以及对氮肥的利用能力。     

芝麻不同时期打顶对种子产量和光合速率的影响

田间试验结果表明:在芝麻品种赣芝9号初花后24 d打顶可以获得最高产量,比不打顶(CK)增产11.8%;品质比CK好,瘪籽率比CK下降14.1个百分点;经济系数最高,综合效益好。较早期(初花后15 d和18 d)的打顶可以提高功能叶片的光合速率和叶绿素含量;后期打顶能消除空梢尖,从而有利于产量的形成。     

化学打顶剂对新陆早48 号棉花 生长发育及产量的影响

以新陆早48号为材料,开展土优塔棉花打顶剂的田间比较试验,研究化学打顶对棉花农艺性状、品质、产量等的影响,结果表明,经不同用量土优塔棉花打顶剂处理后,棉花的株高、果枝台数、叶龄数等农艺性状均优于人工打顶(CK),打净率在80%以上。化学打顶不同用量处理棉花的单铃重增大,皮棉重、霜前花率与对照无明显差异,喷施600、750、900 m L/hm~2用量土优塔棉花打顶剂相对于对照具有增产效果。化学打顶不同处理的百粒重、籽指、衣指、纤维长度、马克隆值、整齐度、伸长率等与对照相比均无显著差异。说明土优塔棉花打顶剂能有效控制株高,但对棉花的产量和品质影响不大。     

不同化学打顶剂对北疆早熟陆地棉农艺及经济性状的影响

【目的】比较不同化学打顶剂对新疆北疆早熟棉农艺性状及经济性状的影响及化学打顶效果,筛选适合北疆早熟陆地棉化学打顶的试剂类型及处理方式。【方法】本研究以自选育的对植物生长调节剂敏感的陆地棉(代号为589)为试验材料,开展不同化学打顶剂(缩节胺、氟节胺、土优塔、打顶剂)与人工打顶的田间对比试验,比较不同类型植物生长调节剂、不同打顶方式对其农艺性状、产量性状、品质的影响。【结果】在株高性状上,不同打顶剂处理后都表现出高于人工打顶处理,株型更加紧凑;在果枝数、铃数性状上都表现出能够增加铃数,果枝数与人工打顶相当;在铃的空间分布上,不同打顶剂处理都表现出中下部铃及内围铃高于人工打顶;在铃重、籽棉重、皮棉重、衣分性状上,不同打顶剂处理与人工打顶相比存在着不同的差异,但差异都不显著;在绒长性状上,缩节胺、打顶剂处理与人工打顶处理有显著性差异,分别表现出减小和增加绒长,而其它打顶剂处理与人工打顶处理相比则没有显著性差异。【结论】目前已推广的几种化学打顶剂在改善北疆早熟陆地棉的农艺、经济性状等方面各自存在着利弊,在应用过程中需要进一步的探索、完善,以便于能够更好地起到打顶效果,实现规模化应用。     

不同密度下三种打顶方式对棉花株型结构及产量的影响

【目的】研究不同密度下打顶方式对棉花株型结构及产量的影响。【方法】采用裂区设计,主区密度设置为9×10⁴、18×10⁴、27×10⁴株/hm²三个水平,副区设置人工打顶、化学封顶和不打顶三种方式。【结果】随着密度的增大,化学封顶棉花比不打顶棉花的株高、茎粗、果枝长及节间长均降低,茎粗为不打顶>人工打顶>化学封顶,株高及果枝长表现为化学封顶大于人工打顶,小于不打顶;密度在27×10⁴株/hm²时,化学封顶可以延缓LAI下降速度,化学封顶产量最高为7 423.80 kg/hm²;化学封顶在不同密度条件下,马克隆值均优于其他打顶方式。【结论】不同密度下,化学封顶均能有效抑制棉花生长点伸长,塑造利于机械采收的紧凑株型,化学封顶棉花更适于高密度种植。     

灰关联熵分析法在芝麻品种选育中的应用研究

运用灰色系统理论中的灰关联熵分析方法,2012年对山西省农科院芝麻课题18个后代材料的单株产量与千粒重、株高、腿高等9个农艺性状进行灰关联熵分析。结果表明,芝麻单株产量与9个农艺性状的熵关联度为：千粒重0.994083104、单株蒴数0.989996079、株高0.988820576、每蒴粒数0.988162488、果轴长0.988118165、病株率0.987747396、蒴长0.98729835、腿高0.986958264、黄稍长0.984676022;熵关联序为：千粒重>单株蒴数>株高>每蒴粒数>果轴长>病株率>蒴长>腿高>黄稍长,并以此确定了18个后代材料中的K1,K3,K12具有较好的高产潜力,得出今后芝麻品种培育时的选育和筛选方向。     

Antioxidant lignans sesamin and sesamolin in sesame (Sesamum indicum L.): A comprehensive review and future prospects

Sesame(Sesamum indicum L.) is a significantly lucrative cash crop for millions of small-holder farmers. Its seeds are an important source of a highly appreciated vegetable oil globally and two clinically essential antioxidant lignans, sesamin and sesamolin. Accordingly, many countries import millions of tons of sesame seed every year. The demand for lignan-rich sesame seeds has been increasing in recent years due to the continuous discovery of several pharmacological attributes of sesamin and se...     

不同密度下封顶方式对南疆棉花生长及产量性状的影响

针对当前棉花生产过程中人工封顶耗时、低效、高成本的问题,探讨种植密度与封顶方式对棉花产量和纤维品质的互作效应,分析化学封顶代替人工封顶的可行性,无疑将对实现棉花的全程机械化、减少劳动量和降低种植成本具有重要的意义。化学封顶是棉花全程机械化简化栽培的技术内容之一,其对不同群体棉株生长及产量形成具有一定影响。以419为材料,开展裂区设计试验,密度为主区,设9万株/hm2、18万株/hm2和27万株/hm2三个水平;封顶方式为副区,设不封顶、人工封顶和化学封顶共3种方式,研究不同种植密度下棉花封顶方式的效应,分析化学封顶代替人工封顶的可行性。结果表明:在相同封顶方式下,随密度增加,生殖器官干重运转率和LAI有所增加,但单株叶面积、单株干物质积累和收获指数降低,株高则变化不大。在相同密度下,封顶方式对单株叶面积、LAI及单株干物质积累影响不大;封顶处理的株高较不封顶处理降低4.90～6.46 cm,生殖器官干重运转率、收获指数、衣分和产量分别提高6.33～9.47个百分点、0.03～0.05个百分点、0.03～1.01个百分点和529.56～301.42 kg/hm2。与人工封顶相比,虽然化学封顶的单株叶面积、LAI、株高和单株干重分别提高0.01 m2、0.11、1.56 cm、1.80 g/株,生殖器官干物质转运率、收获指数、衣分和产量分别降低3.14个百分点、0.03、0.42个百分点和228.14 kg/hm2,但各性状间差异不显著。各性状受密度与封顶方式互作的影响较小。以上说明封顶是优化棉花生长、保证产量的关键措施,而化学封顶具有类似人工封顶的效果。     

适应机械化应用下的不同芝麻品种矮化调控效应研究

芝麻株高是制约机械化生产和规模化种植的重要因素。本项目组研究了不同芝麻品种在100 mg/L矮壮素处理后,对株高、株型和产量等性状的影响。试验结果表明：喷施矮壮素可显著降低各个品种的株高,平均降低7.88%;常规栽培品种皖芝2号和三系杂交品种皖芝11号矮壮素处理后,株型矮化紧凑,单株蒴果数和每蒴粒数增加,单株产量分别提高了28.83%和65.90%,显著高于对照处理。研究结果将为芝麻矮化调控适应机械化生产应用提供技术支持。     

硒肥配施对芝麻硒素吸收和产量的影响

探讨不同硒肥施用方式对芝麻(Sesamum indidum L.)硒素吸收和产量的影响.通过设对照、X1(富硒液肥)、X2(富硒液肥+锌)、X3(富硒液肥+磷酸二氢钾)、X4(富硒液肥+锌+磷酸二氢钾)5个处理研究硒肥配施对芝麻(郑芝DW607)硒素吸收、物质分配、产量的影响.结果表明:各处理施用硒肥后芝麻产量均有增加...     

掐尖大豆主要性状的灰色关联度分析

以大豆品种合丰50为试验材料,采用灰色关联度的方法,研究掐尖处理后主要农艺性状对产量的关联度大小。结果表明:在掐尖处理中,产量与主要性状的关联度大小依次为单株粒重有效荚数百粒重株高分枝数主茎节数单株粒数;在不掐尖的情况下,关联度顺序为株高单株粒数单株粒重百粒重有效荚数主茎节数分枝数。