中华绒螯蟹蜕壳周期内蜕皮激素和蜕壳相关基因的表达动态分析

蜕壳是甲壳动物重要的生物学现象,中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的生长发育和断肢再生都是通过蜕壳完成的。为了解中华绒螯蟹蜕壳生长的调控机制,本研究对不同蜕壳阶段的蜕皮激素(ecdysteroid hormone,EH)含量、蜕皮激素受体基因(ecdysone receptor,EcR)与蜕皮抑制激素基因(moltinhibiting hormone,MIH)的表达量进行了测定,并分析了其与生长性状的关联性。结果表明,EH含量在蜕壳周期内呈规律地波动性变化,当其含量达到约12 U/mL且持续上升时,中华绒螯蟹将启动蜕壳;EH含量与EcR的表达量呈极显著正相关(P0.01),但与MIH的表达量呈极显著负相关(P0.01);在蜕壳前期,EH的含量和EcR的表达量均显著高于蜕壳后期和间期(P0.05),随着蜕壳的进行,EH含量和EcR表达量逐步降低,蜕壳后期显著低于蜕壳前期(P0.05),到蜕壳间期最低,显著低于其他时期(P0.05);而MIH在不同蜕壳阶段的表达模式正好与两者相反。通过与生长性状的关联性分析表明,蜕壳前期和间期的EH含量与体重呈显著正相关(P0.05);不同蜕壳阶段的EcR表达量与体重均呈显著正相关(P0.05),且蜕壳间期的表达量还与壳长、壳宽呈显著正相关(P0.05);MIH在脱壳前期和脱壳间期的表达量与体重呈极显著负相关(P0.01),且蜕壳间期的表达量与壳长、壳宽呈极显著负相关(P0.01)。本结果为中华绒螯蟹蜕壳生长的分子机制及其蜕壳后增重差异的分子与生理基础提供了理论依据。     

中华绒螯蟹平面运动三维观测和动力学分析

为给适应复杂路面的多足仿生机器人或步行移动平台的研究提供理论依据,该文以中华绒螯蟹为研究对象,使用三维运动图像采集系统采集其运动图像,并使用三维运动图像分析系统得到中华绒螯蟹质心的运动学参数,分析结果表明：中华绒螯蟹在平面运动时主要使用跳跃步态;质心动能、重力势能以及总机械能呈正弦波动,动能与重力势能同相;使用恢复系数表示动能和重力势能相互转换的效率,其平均值为31.73%±17.29%,恢复系数和平均速率没有相关关系;质心机械能比质量功率随平均速率的增长呈线性增加;质心水平动能比质量功率和重力势能比质量功率对中华绒螯蟹身体的加速和抬升起主要作用。该研究可为研究适应复杂路面的仿生机器人或移动平台提供理论依据。     

南北中华绒螯蟹挥发性物质的比较研究

为探讨南北两地中华绒螯蟹挥发性物质的差异,以江苏阳澄湖和辽宁盘锦的中华绒螯蟹为材料,采用电子鼻研究新鲜、100℃和150℃加热温度下的蟹肉挥发性物质,并利用顶空固相微萃取-气质联用仪(HS-SPME-GC-MS)对挥发性物质的种类和含量进行定性和定量分析。结果表明,新鲜的南北中华绒螯蟹均检测出较高的醇类、醛类和碳氢类物质;经100、150℃加热后,相对含量较高的物质变成酯类和碳氢类物质。两地新鲜的中华绒螯蟹中均检测出1-戊烯-3-醇、三甲胺和柠檬烯等物质;经100℃加热后,2种蟹均检测出2-戊基呋喃;150℃加热后,阳澄湖蟹还能检测出高含量的柠檬烯。本研究结果对开发螃蟹风味食品具有指导意义。     

中华绒螯蟹MIH基因的原核表达及其外源重组蛋白对内源性基因表达的影响

蜕皮抑制激素(molt inhibiting hormone,MIH)对甲壳动物的蜕壳生长起着至关重要的调控作用.本研究通过优化MIH基因的原核表达条件,获得其外源重组蛋白,研究了外源重组蛋白注射到中华绒螯蟹(Eriocheir sienesis)体内后,对眼柄中内源性MIH基因表达的影响.结果发现,构建的重组表达质粒(pET-28a-MIH)在27℃条件下用1.0 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropy-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导6h,目的蛋白表达量最高,此为该基因的原核表达优化条件.进而将MIH重组蛋白注射到活体中华绒螯蟹,发现注射4h后在眼柄中的内源MIH表达水平显著高于8、24h和空白对照组,表明外源性MIH重组蛋白只能在短时期内对内源性MIH表达有促进作用,从而会在一定程度上抑制中华绒螯蟹的蜕壳.研究结果为中华绒螯蟹的蜕壳机制研究和后续的抗体制备提供了基础资料.     

利用微卫星DNA分子标记分析中华绒螯蟹养殖群体遗传分化

养殖河蟹苗种来自各繁育场,经过繁育场多年封闭或半封闭繁育后河蟹多样性是否降低?本研究以长江水系天然群体为对照,利用微卫星分子标记分析中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)江苏兴化、安徽宣城、辽宁盘锦养殖群体遗传分化。结果表明,4个群体平均有效等位基因数(Ne)分别为9.03、8.77和6.94、8.71;平均观测杂合度(Ho)为0.70～0.75;平均期望杂合度(He)为0.87～0.90;微卫星位点平均多态信息含量(PIC)介于0.84～0.87之间,呈现高度多态性;长江水系天然群体遗传多样性水平高于养殖群体。遗传分化系数F-统计量(FST)介于0.0123～0.0207(FST<0.05);分子方差分析(AMOVA)显示,大部分遗传变异(为98.64%)存在于个体间,少部分变异(为1.36%)存在于群体间。群体间FST和AMOVA分析说明,4个群体处于低等遗传分化水平,除安徽宣城群体与辽宁盘锦养殖群体间遗传分化不显著(P>0.05),其他群体间遗传分化极显著(P<0.01)。基于DA遗传距离构建NJ聚类发现安徽宣城养殖群体与辽宁盘锦养殖群体聚为一支,江苏兴化养殖群体与长江水系天然群体聚为另一支。结构分析107份参试中华绒螯蟹样本被分为二个种群,江苏兴化养殖群体与长江水系天然群体属同一种群,安徽宣城养殖群体与辽宁盘锦养殖群体为另一种群。研究显示,中华绒螯蟹养殖群体具有较高的遗传多样性水平,遗传分化水平低,具有新品种选育的利用价值。     

中华绒螯蟹Na~+/K~+-ATPase α1基因的分子克隆与表达分析

Na+/K+-ATPase是水产动物体内渗透压调节的关键酶。本研究通过RT-PCR和RACE技术首次从中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)中克隆了Na+/K+-ATPaseα1基因(GenBank登录号:KC691291.1);该基因的全长cDNA为3 805 bp,包含306 bp的5'-UTR、3 111 bp的开放阅读框(编码1 037个氨基酸)和388 bp的3'-UTR。氨基酸序列与其它水生甲壳动物的同源性高达91.9%~98.5%,表明其在甲壳动物间有高度的保守性。荧光定量PCR检测结果表明,该基因在肝胰腺中的表达量最高,鳃中的表达量次之,肠和胃中的表达量较为接近,肌肉和心脏中的表达量最低;该基因在中华绒螯蟹的8个发育阶段均有表达,在溞状幼体期(溞I~溞Ⅴ)的表达量均较低,大眼幼体期的表达量最高,而后表达量下降,仔蟹期的表达量显著高于幼蟹期(P0.05);通过对海水(盐度21)和淡水中饲养30 d的成蟹组织表达检测,海水环境中该基因在肌肉和肝胰腺的表达水平显著高于淡水环境(P0.05),而淡水环境中该基因在鳃中的表达水平却显著高于海水环境(P0.05),海水和淡水环境中该基因在性腺组织中的表达水平不存在显著差异(P0.05)。本研究结果表明,肝胰腺和鳃是中华绒螯蟹Na+/K+-ATPaseα1基因的主要表达器官,Na+/K+-ATPaseα1对中华绒螯蟹渗透压调节起重要作用。本研究结果为生产上的蟹苗培育和亲体保育的适宜盐度控制提供了理论依据。     

苯甲酸胁迫下间作对蚕豆自毒效应的缓解机制

苯甲酸是引起蚕豆连作障碍的主要自毒物质之一。本文采用水培试验,研究了不同浓度苯甲酸[C0(0 mg?L-1)、C1(50 mg?L-1)、C2(100 mg?L-1)和C3(200 mg?L-1)]处理对与小麦间作的蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响,从生理抗性角度探讨小麦与蚕豆间作对缓解苯甲酸自毒效应的机制,为合理利用间作缓解连作障碍,实现农业可持续发展提供科学依据。结果表明:与C0处理相比,不同浓度苯甲酸处理均显著抑制了蚕豆幼苗的生长,并且随处理浓度升高,抑制效应增强;同时显著提高了蚕豆枯萎病发病率和病情指数;蚕豆根系和叶片的MDA含量显著提高,但抗氧化酶(POD和CAT)活性和病程相关蛋白(β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶)活性均随苯甲酸处理浓度升高而降低。表明不同浓度苯甲酸处理均显著抑制了蚕豆的生长,降低蚕豆的生理抗性而促进枯萎病发生。与单作蚕豆相比,蚕豆与小麦间作显著提高了苯甲酸胁迫下蚕豆的地上部干重(17.0%~47.1%),降低了发病率(11.1%~25.0%)和病情指数(20.0%~42.1%);蚕豆根系和叶片中POD活性分别提高12.9%~16.9%和9.3%~24.9%,CAT活性分别提高10.3%~54.0%和6.6%~20.5%,蚕豆根系的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性分别提高4.7%~13.1%和6.7%~15.8%,MDA含量分别降低19.5%~25.4%和20.5%~29.9%。C2处理下间作提高抗氧化酶和病程相关蛋白活性的效果最好,抗病效果最佳。表明小麦与蚕豆间作通过提高蚕豆的生理抗性而减轻苯甲酸引起的枯萎病危害,促进蚕豆生长,是缓解苯甲酸自毒效应的有效措施。     

UV-B对人工气候室内黄瓜苗期生长、生理及抗氧化系统的影响

紫外线(UV-B)是植物生长发育的关键信号因子.过量或缺少UV-B都会影响作物的抗性、产量和品质.然而,目前植物工厂中适宜黄瓜生长的UV-B强度尚不明确.以黄瓜(Cucumis sativus L.)苗期植株为材料,研究不同强度UV-B对人工气候室内黄瓜苗期植株生长、生理和抗氧化系统的影响.结果表明:与对照相比,UV-B处理黄瓜植株高度降低4.2%~32.0%,叶片中可溶性蛋白含量降低14.2%~28.2%.3.33μmol/(m2·s)UV-B处理植株茎粗增加13.6%~22.3%,叶片中可溶性糖的含量增加22.7%~56.7%,同时激活抗氧化系统,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别提高16.9%~23.2%,23.8%~25.9%,34.1%~50.4%,抗坏血酸含量增加27.4%~36.4%.由此可知,3.33μmol/(m2·s)UV-B有利于人工气候室中黄瓜苗期植株的生长发育、抗氧化酶活性提高及抗氧化物质生成.     

苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇-蟹-鳜-鲴”模式研究

为探索苏打型盐碱化芦苇沼泽地优质高效的可持续利用模式,通过盐碱水环境下中华绒螯蟹、斑鳜与细鳞鲴的驯化养殖和农田工程、水质与水量管理及芦苇栽培的技术措施,建立了芦苇+中华绒螯蟹+斑鳜+细鳞鲴(苇蟹鳜鲴)模式23.6 hm2。据2006—2009年的试验结果,"苇蟹鳜鲴"模式的中华绒螯蟹、斑鳜和细鳞鲴的年产量分别为81.00 kg·hm-2、39.34 kg·hm-2和58.62 kg·hm-2;芦苇产量5 478 kg·hm-2,比原始沼泽地提高1.2倍,年平均增长22.0%;经济效益1.45×104元·hm-2,比原始沼泽地提高13倍;水环境盐度与碱度、土壤含盐量年平均分别下降19.1%、10.3%和20.3%,土壤有机质年平均增加8.9%。"苇蟹鳜鲴"模式的推广应用使人均纯收入年平均增长11.2%,对提高人均纯收入的贡献率为43%。"苇蟹鳜鲴"模式使芦苇沼泽地的生态功能与生产功能进一步提高,是经济效益、生态效益和社会效益协调发展,优质高效的湿地生态农业模式,可供苏打型盐碱化芦苇沼泽地的高效可持续利用借鉴。     

基于文献计量学与知识图谱的中华绒螯蟹研究进展与趋势分析

中华绒螯蟹凭借其较高的经济价值和较高的营养品质引起国内外学者对其进行各项研究,但缺乏世界范围的系统性文献计量学分析与知识图谱研究以帮助快速掌握该领域的研究动态.该研究基于科学引文数据库(Web of Science,WoS)和中国知网数据库(China National Knowledge Infrastructure...     

基于塘内循环自净的河蟹生态养殖系统设计与试验

为了提高河蟹养殖品质和养殖池塘水质净化能力,该研究提出了一种通过养殖池塘内部结构改造实现池塘水体内部循环自净的技术,并设计了一套针对河蟹的生态养殖系统。应用软围隔将养殖塘划分为两个相对独立的功能区(养殖区和自净区),设计了浮式气提推水装置和射流装置作为塘内水循环动力系统,在推水装置的作用下,养殖区的水体流入自净区,经过滤、吸附、杀菌及降温等环节重新回到养殖区,形成"九分养蟹一分养水"的河蟹循环自净生态养殖模式。在崇明宝岛蟹业面积约为9 600 m~2的河蟹养殖池塘进行实施和试验,试验表明:合理配置气提推水装置可实现河蟹养殖池塘水体日循环2次以上;试验塘循环自净状态相较静水状态,水温均衡度提高10.17%,下层溶解氧水平提高18.57%,氨氮平均质量浓度下降19.2%;同时,养殖效果抽样对比显示试验塘200 g以上公蟹和150 g以上母蟹较对照塘分别增加了45%和35%。该研究设计的塘内循环自净的河蟹生态养殖系统能较好地净化养殖水体,有利于河蟹的生长,可为河蟹池塘生态高效养殖模式的构建和推广提供参考。     

两株芽孢杆菌对茶用菊红心菊生长和品质的影响

为探讨从不同品种菊花根际土壤中分离的两株芽孢杆菌对茶用菊生长和品质的影响,以茶用菊红心菊为试验材料,研究对照(CK)、接种解淀粉芽孢杆菌处理(Ba)、接种枯草芽孢杆菌处理(Bs)、接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合处理(Ba+Bs)对茶用菊红心菊各生育期生理指标的影响。结果表明,苗期菌剂对各生理指标的促生效果显著高于生长期和花期;花期时,菌剂接种处理均不同程度地促进了茶用菊红心菊收获时品质和产量的提高,其中绿原酸、木犀草苷、3,5-二咖啡酰基奎宁酸含量与CK相比平均提高20%左右,且三组接种菌剂处理之间无显著差异,而Ba+Bs处理后红心菊的黄酮含量最高,比CK提高15.64%,同时该处理红心菊的估产量也最高,比CK、Ba和Bs分别提高了152.00%、64.12%和33.61%。综上所述,在茶用菊苗期栽培土壤中混合接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌(Ba+Bs)可以显著提高红心菊外观品质、花期产量以及茶用品质。本研究结果为今后茶用菊功能微生物有机肥研发奠定了良好的基础。     

长期施肥对植烟土壤微生物的影响

【目的】微生物是土壤的重要组成分,与土壤养分转化供应密切相关。本研究利用12年肥料定位试验研究了云南植烟土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）、微生物种群特征及有益微生物的变化。【方法】试验设置不施肥（CK）、单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理,在烟株旺长期,采集020 cm耕作层土壤,测定了微生物量碳、氮含量,微生物标记磷脂脂肪酸（PLFAs）含量和可培养微生物数量;鉴定自生固氮菌、磷细菌和钾细菌的数量;根据PLFAs计算了微生物种群特征值。【结果】有机无机肥配施处理的土壤中,可培养细菌比不施肥土壤增加了6.14倍、 真菌增加了2.30倍、 放线菌增加了1.56倍,增幅显著高于化肥处理;施肥显著提高土壤微生物量碳、氮量。化肥和有机无机肥配合处理土壤的微生物量碳分别比CK增加了71.8%和246%;不同施肥处理土壤微生物量碳/氮比值显著不同,分别为14.8（CK）、13.3（CF）和11.2（CFM）。微生物标记性PLFAs含量以化肥有机肥配合处理最高,化肥处理次之,CK最低。化肥、化肥配施有机肥处理土壤细菌PLFAs比对照分别增加了25.41%和87.66%,真菌PLFAs分别增加了15.59%和39.24%,化肥处理代表放线菌的PLFAs降低了24.63%,化肥配施有机肥处理增加了83.86%,表明施肥尤其是化肥配施有机肥改善了土壤环境,促进了微生物的生长繁殖,并改变了土壤微生物种群结构;施肥处理土壤中微生物群落多样性指数上升,化肥处理还提高了微生物的优势度指数,说明施肥有益于增加微生物的种群数量, 化肥配施有机肥处理显著提高了无机磷细菌和钾细菌的数量,两者分别比对照增加了1.15倍和1.02倍,化肥处理则相反,自生固氮菌和无机磷细菌数量分别比CK降低了56.69%和41.30%;化肥配施有机肥处理土壤中的自生固氮菌、磷细菌和钾细菌共有20个属,CK土壤有19个属,化肥处理土壤仅16个属。 【结论】CFM促进微生物生长繁殖,增加种群多样性,有益于微生物固氮、溶磷、解钾,对于提高肥料利用率和保持土壤健康有重要意义。在烟叶栽培过程中,提倡化肥与有机肥配合施用很有必要。     

施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。     

生态垫对油松生长及光合特性的影响

 为了研究生态垫覆盖对林木光合特性的影响,首次将生态垫应用于华北干旱油松造林地。在油松（78年）造林初期,用生态垫覆盖林地,经过2个生长季后对土壤水分及各项光合指标进行测定。结果表明:覆盖生态垫增加了表层0～20cm的土壤含水率0.04%～2.78%（相对增长率0.4%～92.2%）;提高造林成活率5.1%;增加地径年生长量58.5%,促进了林木生长。覆盖可以提高叶片光饱和点下的光合速率10.6%～44.3%;增加光合速率日变化极大值30%;提高生长季Tr极大值45.8%、提高生长季Cond极大值36.0%,但对油松光补偿点及水分利用效率影响并不显著。     

薄壳山核桃幼苗对干旱胁迫的生理生化响应

为探究薄壳山核桃幼苗对干旱胁迫的适应能力,本试验以一年生薄壳山核桃幼苗为材料,采用盆栽控水试验,设置正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(LD)、中度干旱胁迫(MD)和重度干旱胁迫(SD)4种水分处理梯度,测定相关生理生化指标并分析叶片超微结构。结果表明,在干旱胁迫50 d时,随着干旱程度加剧,叶绿素a含量呈下降趋势,CK的叶绿素a含量分别是LD和MD的1.22和1.35倍;MD叶片气孔大量闭合,关闭密度达236 个·mm^-2;LD和MD的净光合速率(Pn)较CK分别下降了17.16%和58.42%。此外,渗透调节物质含量在干旱胁迫下显著提高,其中LD和MD的可溶性蛋白含量较CK分别增加了141.68%和204.17%。在干旱胁迫50 d时,MD幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性达到峰值,为367.93 U·mg^-1prot,而过氧化物酶(POD)活性较干旱胁迫20 d出现下降。各水分梯度处理下,LD幼苗长势最好;MD叶片叶绿体结构破坏严重,基粒片层模糊不清;SD幼苗死亡,故为满足幼苗生长需要,应保证种植地土壤含水量达到田间持水量的35%以上。本研究结果为薄壳山核桃栽种区域的选择以及进一步扩大薄壳山核桃栽种面积提供了理论依据。     

秸秆腐解物对豇豆连作土壤性质及幼苗生理指标的影响

为探究不同秸秆腐解物对豇豆连作土壤微生态环境和豇豆幼苗相关生理指标的影响,选用豇豆为试验材料,共设置芥菜秸秆腐解(T1)、大蒜秸秆腐解(T2)、对照处理(不加任何植株粉碎物的豇豆连作土,CK)3个处理,测定在不同处理下,豇豆连作地土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤pH值和电导率,以及豇豆生长指标、叶绿素含量和抗氧化酶活性。结果表明,与CK相比,T2和T1处理均能显著提高土壤细菌数量,分别增加了50.02%和111.71%,放线菌分别显著增加了46.22%和17.53%,真菌分别显著降低了45.08%和33.80%。T2和T1处理均能提高土壤酶活性,其中T1处理的土壤脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性均为最高,与CK相比分别显著增加了10.74%、93.02%和283.83%;而T2处理的酸性磷酸酶活性最高,增幅为175.80%。此外,T2和T1处理均能显著提高豇豆连作土壤pH值,降低土壤电导率。种植豇豆后,T1处理能显著提高豇豆幼苗株高、茎粗、鲜重、干重和壮苗指数等指标,分别较CK增加了34.73%、9.33%、87.11%、100%和108.77%;但T2处理下豇豆的各生长指标与CK相比无显著性差异。T2和T1处理均能显著提高豇豆叶片叶绿素含量,显著降低丙二醛(MDA)含量,其中T1处理能提高豇豆幼苗过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,与CK相比分别显著增加了16.32%、19.21%和10.92%。综上,秸秆腐解物可为土壤生物提供不同的碳源和能源,维持土壤微生物群落多样性,改善土壤理化性质,从而促进豇豆根系吸收更多的养分,进而提高豇豆幼苗叶片叶绿素含量和抗氧化能力,有利于豇豆幼苗生长发育,达到缓解豇豆连作障碍的目的。本研究结果为实现豇豆生产的可持续性发展提供了理论依据。     

不同有机物料对苏打碱化土有机碳库和化学性质的影响

以内蒙古河套灌区苏打碱化土为研究对象开展田间试验,设置常规施肥(CK)、生物炭+常规施肥(BC)、牛粪+常规施肥(CD)、玉米秸秆+常规施肥(SW)和羊粪+常规施肥(GM)5个处理,研究不同有机物料添加对碱化土壤有机碳(SOC)库和化学性质的影响。分别于2019年和2020年收获季采集0—30 cm耕层土壤,分析不同有机物料添加下SOC及其活性碳组分和主要盐碱指标的变化特征及其相关关系。结果表明:与CK相比,2019年和2020年各有机物料添加处理下SOC平均增幅分别为22.7%和17.2%,土壤有机碳储量(SOCs)平均增幅分别为22.9%和18.2%;4种有机物料均提高了碱化土壤活性有机碳组分含量,其中,CD和GM处理下各活性碳组分含量增幅较其他处理更高;2019年各有机物料添加处理下碳库管理指数(CPMI)较CK提高53.8%~108.3%,2020年提高71.3%~144.1%(P＜0.05),CD和GM对CPMI的提升作用更明显。土壤化学性质方面,2020年各有机物添加处理下pH均显著下降,BC和CD处理下碱化度(ESP)分别显著下降36.9%和29.3%,CD处理下蔗糖酶活性提高36.7%(P＜0.05)。主成分分析(PCA)表明,影响苏打碱化土SOC含量变化的主要因素为活性有机碳组分和ESP。牛粪和羊粪施用对苏打碱化土有机碳库质量提升作用较好,生物炭施用对盐碱化指标改良效果最明显。     

水稻品种耐热性与相关生化指标的关联分析

研究高温胁迫下水稻生化特性变化及其与品种耐热性的关系,可为水稻耐热性育种、耐热品种的鉴定和热害后补偿栽培技术研究提供依据。采用人工智能温室对水稻幼穗分化期到抽穗开花期进行高温处理,研究了高温胁迫对水稻叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等6项生化指标含量变化的影响,对各品种生化指标变化与热敏感指数进行多元回归分析筛选水稻耐热性鉴定指标。结果表明,高温胁迫后,水稻叶片叶绿素、可溶性糖以及内源多胺含量在3个处理阶段均呈下降趋势,但耐热品种下降幅度明显小于热敏感品种;脯氨酸和丙二醛含量变化趋势与之相反,耐热品种脯氨酸含量上升幅度明显大于热敏感品种,而丙二醛含量上升幅度则明显小于热敏感品种;高温处理7 d后,叶片可溶性蛋白含量上升,处理14 d和21 d后呈逐渐下降趋势。高温胁迫后,叶绿素、可溶性糖、脯胺酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺等含量变化与水稻耐热相关性存在较大差异。叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺含量可以作为水稻幼穗分化期到抽穗开花期耐热性鉴定的生化指标。