断根对玉米幼苗根系生物学特性及水分代谢的影响

以玉米(Zea mays L.)为试验材料,通过水培法研究了断根对玉米幼苗根系特性及水分导度的影响。结果表明:断根使玉米幼苗的整株根系水分导度提高,玉米叶片的光合速率、蒸腾速率及气孔导度下降,其中对蒸腾速率的影响最大;断根降低了玉米幼苗根系的根系总长、根表面积及根尖数,增加了根轴的平均根长,而断根后的根系平均直径与对照相比差异并不显著。     

营养液pH对玉米幼苗吸收不同形态氮素的影响

在pH4．0、6．0水培条件下，分别供应NH4^ -N和NO3^-—N2种不同形态的氮源，研究玉米根系对氮素的吸收与溶液中H^ 浓度变化的关系以及不同pH条件下不同氮索形态对玉米生长的影响。结果表明：①在介质中有NH4^ -N存在时，玉米对NH4^ 的吸收会导致pH值下降，且无论起始pH值的高低，最终达到的最低pH值相当接近；②起始pH值为4．0和6．0时，玉米每吸收1个NH，后释放大约0．8～0．9个H^ ；③起始pH值为4．0时，玉米根系每吸收1个NO4^ 大约消耗1．22个H^ ，但在起始pH值为6．0时，吸收1个NO3^-仅需消耗0．024个H^ ；④低pH值能促进NO3^--N的吸收，高pH值更有利于NH4^ -N的吸收；⑤尽管NH4^ 的净吸收速率大于NO3^-，但其对生物量的积累作用小于后者。     

pH、氮素形态和Ca2+对玉米幼苗根系发育的影响

通过设定不同pH、氮素形态、外源Ca2 浓度,观察玉米植株根系在水培营养液中的发育情况。结果表明:硝态氮(NO3--N)可促进玉米植株侧根的生长和生物量的积累,而铵态氮(NH4 -N)处理的植株根平均直径大于NO-3-N处理。NH4 -N的毒害可能是较高浓度的NH4 取代细胞膜上的Ca2 ,从而破坏细胞膜结构。增加外源Ca2 浓度,可在一定程度上缓解H 和NH4 对玉米根发育的抑制作用。     

氮素形态对不同苹果砧木幼苗生长的影响

【目的】研究不同形态氮素对4种常见苹果砧木幼苗生长的影响,探讨苹果砧木对不同形态氮素的利用情况。【方法】以西府海棠(M.micromalus Hemsl)、新疆野苹果(M.sievesii(Ledeb)Roem)、富平楸子(M.pruni-folia(Willd)Borkh)和平邑甜茶(M.hupehensis(pamp)Rehd)等4种常见苹果砧木为试材,采用水培的方法,研究铵态氮(NH4+-N,3.0mmol/L(NH4)2SO4)、硝态氮(NO3--N,2.5mmol/L KNO3和1.735mmol/L Ca(NO3)2)及铵态氮+硝态氮(NH4+-N+NO3--N,其中1.5mmol/L(NH4)2SO4和1.5mmol/L NH4NO3的浓度比为3∶1)3种氮素处理下苹果砧木幼苗生物量、叶绿素含量、根系活力和植物全氮含量的变化情况。【结果】不同形态氮素对4种苹果砧木幼苗生长的影响有明显差异,其中长势最好、生物量和植株全氮含量均最高的是平邑甜茶;西府海棠的叶绿素含量、植株全氮含量及干质量均较低。4种苹果砧木幼苗的根系活力均表现为硝态氮处理>铵态氮+硝态氮处理>铵态氮处理。3种处理中,铵态氮+硝态氮处理时4种砧木根系中的全氮含量均最高。对于平邑甜茶,铵态氮和硝态氮处理的干质量较高,且均显著高于铵态氮+硝态氮处理;对于富平楸子,以硝态氮处理的干质量高于铵态氮处理和铵态氮+硝态氮处理;对于西府海棠和新疆野苹果,不同氮素处理的生物量无显著差异。【结论】不同形态氮素对4种苹果砧木幼苗生长的影响不同,综合分析认为,硝态氮对苹果砧木幼苗生长较为有利。     

不同氮素形态及配比对李幼苗生长及根系构型的影响

研究不同氮素形态及配比对李幼苗生长和根构型的影响,筛选出李幼苗培育的最适施氮方法,为李幼苗的科学培育提供理论依据,以盆栽李幼苗为试材,分析不同氮形态(硝态氮、铵态氮、有机氮)及配比对李幼苗生长及根系构型的影响,分别测定不同氮素施肥处理下李幼苗的株高、地径、生物量、根冠比、总根长、根表面积、根体积以及根系构型相关参数。结果表明：在不同氮素形态及配比条件下,对李幼苗生长及根系发育影响由强到弱的氮素形态及配比依次为50%NH₄⁺-N+50%NO₃^--N>25%NH₄⁺-N+75%NO₃^--N>75%NH₄⁺-N+25%NO₃^--N>100%NO₃^--N>100%NH₄⁺-N>100%尿素,其中50%NH_4<...     

半干旱区温度变化对不同密度玉米植株光合作用的影响

【目的】为探讨半干旱区不同密度植株,在不同温度下玉米叶片的光合反应机制,促进当地光温资源的合理利用,深入挖掘春玉米的增产潜力。【方法】在吉林省洮南地区,针对灌浆过程中温度变化对不同密度植株光合因素的影响,以及不同温度下净光合速率的变化趋势进行了研究。【结果】结果发现,ZD958、XY335、NH101各密度植株在22~30℃的Pn间多存在不显著差异,显著或极显著差异多出现在高密度群体中。22~26℃植株的Pn逐渐升高,26~28℃植株Pn的变化较小,且Pn水平较高,28~30℃植株的Pn下降明显。当环境温度逐渐升高,植株Tl、Tr、Gs、Ci逐渐增加,叶片的Pn明显提高。【结论】适当增加种植密度,虽然降低了单株的光合作用能力,限制了单株的有机物质合成,但整个高密度群体的干物质积累及产量是增加的。合理调整耕作和管理措施,延长环境温度在24~28℃的灌浆持续时间,能够有效延长灌浆过程的群体Pn高值持续期,是提高光温资源利用及产量的最有效手段。     

不同氮素形态配比对鲜食甜糯玉米生理生化特性的影响

为了明确不同氮素形态对鲜食甜糯玉米幼苗生理生化特性的影响,利用盆栽试验,研究了不同氮素配比对鲜食甜糯玉米保护酶活性、膜质过氧化和渗透调节物质变化的影响。结果表明,HT-N-1和BT-N-1的MDA、可溶性蛋白、脯氨酸含量和相对电导率的平均值均在T4处理下达到最低值。对于HT-N-1而言,在T4处理下,SOD、POD和CAT活性均为最低,分别比T6处理降低86.52%、28.13%、29.94%;对于BT-N-1而言,在T3处理下,SOD、POD和CAT活性均为最低,分别比T6处理降低90.67%、16.87%、38.32%;总之,适宜的施氮量能促进鲜食甜糯玉米根系对肥料更好的利用,改善其叶片的生理生化特性。综合考虑,在本试验研究条件下,T4处理(NH_4~+-N:NO_3~--N=25:75)的配施水平对鲜食甜糯玉米的生理生化特性的影响最显著。     

氮素不同用量对水稻叶片气孔密度及有关生理性状的影响

以丰锦、辽粳5号、IR36、水源287为试材，设置高肥和低肥两个处理，研究了包括气孔密度在内的一些生理性状的变化情况。结果表明：高肥处理各品种叶片的各部位气孔密度均减少，平均气孔密度明显低于低肥处理，其原因与高肥条件下剑叶面积的显增加有关。与低肥处理相比，高肥处理各品种叶绿素含量较高，净光合速率较大，蒸腾速率较小，气孔扩散阻力较小。气孔密度与蒸腾速率、气孔扩散导度呈正相关。     

氮素形态对盐胁迫下辣椒幼苗生长及光合特性的影响

【目的】在等量不同氮素形态培养条件下,研究盐胁迫对辣椒幼苗生长、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响差异。【方法】采用营养液培养,设置6个处理:硝态氮(A1)、铵态氮(A2)、有机态氮(A3)、硝态氮+ 100 mmol/L NaCl 胁迫(A1T)、铵态氮+ 100 mmol/L NaCl 胁迫(A2T)、有机态氮+ 100 mmol/L NaCl 胁迫(A3T),测定盐胁迫后3 d辣椒幼苗的壮苗指数、根冠比、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化。【结果】NaCl 胁迫下硝态氮和铵态氮处理辣椒幼苗的光合气体交换参数(Pn、Gs、Ci、Tr)均显著下降,气孔限制值(Ls)显著增加,二者光合速率下降的主要原因是气孔限制。F0和qP的显著增加说明光系统Ⅱ稳定性可能遭到破坏,但硝态氮处理的辣椒幼苗叶片能够通过增加PSⅡ反应中心氧化态QA 的比例使光合活性增加,最终增加了辣椒幼苗的壮苗指数47.21%和根冠比22.68%。铵态氮处理虽然能够增强放氧复合体(OEC)活性,但其耗散过剩光能的能力降低导致自我保护能力下降,从而导致实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著降低,最终导致壮苗指数显著降低17.58%。有机态氮处理辣椒幼苗Pn和Ls显著增加,Ci显著降低,说明辣椒幼苗能够减少叶片蒸腾增加叶片水分利用率,使叶片保持较高的羧化效率,进而增加了辣椒幼苗叶片的净光合速率,但其Fm和NPQ显著增加、F0、ΦPSⅡ和qP显著降低,PSⅡ反应中心虽放氧复合体活性增强,但氧化态QA的比例减小,加上光能的过度耗散使叶片同化力降低,但其壮苗指数和根冠比的增加结合盐胁迫前试验结果则说明单一有机态氮供应使辣椒幼苗受到毒害。【结论】硝态氮处理盐胁迫后,辣椒幼苗叶片光系统Ⅱ仍可维持较高的光合活性,保持较高的光合速率,使壮苗指数和根冠比增加。硝态氮可以作为温室内盐胁迫土壤种植辣椒的供应氮源。     

S-诱抗素对玉米植株水分消耗的影响

本文测试了S-诱抗素叶面喷施处理后玉米植株在高温干旱协迫下水分消耗等项目,结果表明:S-诱抗素处理可以缩小气孔导度,减少叶片蒸腾速率,提高了玉米植株的保水能力,减少了水分消耗。     

根系生长空间对玉米生长和养分吸收的影响

【目的】研究根系生长空间对玉米植株生长、养分吸收及产量的影响。【方法】采用根箱限根的方法,使玉米根系生长空间分别为25,50,75和100 L/株。分别在玉米大喇叭口期和吐丝期取样,测定其生长和养分吸收状况,在生理成熟时测定产量及其构成因素。【结果】与无限制根系生长空间(100 L/株)处理相比,限制根区体积在生殖生长阶段(大喇叭口期-吐丝期)使玉米地上部和根系干质量显著降低(P<0.05),在营养生长阶段(出苗-大喇叭口期)使玉米地上部干质量显著降低(P<0.05);在营养生长和生殖生长阶段,使玉米植株氮浓度、含氮量和含磷量及氮养分比吸收率显著下降(P<0.05),但对磷养分比吸收率没有显著影响;玉米籽粒产量随根区体积的增加而提高。【结论】限制根区体积可抑制玉米根系下扎,导致过多根系充满0~20 cm表层土壤孔隙,使玉米根系生长受抑制,N吸收效率下降。     

玉米群体冠层内蒸腾速率与气孔导度的变化特性

为了探明玉米群体内光合特性的变化规律，用Li-1600型稳态气孔仪分别测定了3个不同株型的玉米品种（“四密25”、“农大3138”、“吉单159”）群体冠层内的蒸腾速率和气孔导度的日变化和冠层变化。结果表明：3个品种群体冠层内蒸腾速率的日变化为单峰型，中午12：00达最大值；气孔导率的日变化近似单峰型，在上午10：00达最大值。蒸腾速率和气孔导度的冠层变化均为：上层叶＞中层叶＞下层叶：蒸腾速率与气孔导度呈正相关。      

土壤外源钒施加对玉米中钒积累、亚细胞分布和非蛋白巯基含量的影响

本研究旨在探讨玉米对钒(V)的耐受性机制及富集机理。采用差速离心法和DTNB[5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)]比色法,研究了不同V浓度(0、100、200、300、500 mg·kg^-1)胁迫下,V在玉米中的积累、亚细胞分布和非蛋白巯基物质对V胁迫的响应。结果表明,V在玉米各部位中积累顺序为:根>叶>茎>>子实,其中74.8%~95.6%的V富集于根部。随着V胁迫浓度的增加,V的富集系数(BF)从0.061增加到0.306,而转运系数(TF)从0.336下降到0.108,从而降低了过量V对玉米茎叶的毒性。V主要积累于植物亚细胞组分的细胞壁(F1)和可溶性组分(F4)中,两者在茎叶中占总累积量的60.76%~75.75%,在根中占总累积量的82.66%~87.02%。土壤中一定的V浓度(V≤300 mg·kg^-1)可促进玉米幼苗体内非蛋白巯基(NPT)和植物螯合肽(PCs)的合成,植物也通过消耗谷胱甘肽(GSH)来合成植物螯合肽(PCs),从而降低V的毒性。因此,玉米幼苗抗V毒性的机制包括细胞壁沉积和重金属分区,以及非蛋白巯基化合物的合成。     

水分胁迫对油茶容器苗生理生化特性的影响

以一年生油茶容器苗为试验材料,采用称重法控制基质含水量,设置CK,T1,T2,T3,T4和T5 6个水分处理组,研究水分胁迫下容器苗的生理生化特征差异。结果表明：（1）CK组的叶片含水量和自由水/束缚水值都为最大,分别为68.5%和26.4,而其他4组随着基质含水量减少其叶片含水量和自由水/束缚水值逐渐减小。（2）相对电导率、过氧化物酶活性和丙二醛含量都随着基质含水量的减少而呈先减后增的趋势,其最低值拐点出现在T1组,分别为37%、11.1 U·min^-1·g^-1和0.3 μg·g^-1。（3）游离脯氨酸和可溶性糖的含量随着基质含水量的减少而增加,由CK组的231.4 μm·g^-1和40.4 mg·g^-1增加到T4组的681.4 μg·g^-1和48.9 mg·g^-1。综上所述, 81%～90%的基质含水量最适合油茶容器苗木生长;当基质含水量超过90%时,叶片气孔开度减小,不利于苗木光合作用和呼吸作用等生理过程;当基质含水量下降至81%以下时,苗木开始受到干旱胁迫。在今后的容器育苗生产中,应保持基质合适的水分含量,以维持其正常生长。     

遮光处理对糯玉米和甜玉米幼苗生长及叶片荧光特性的影响

采用叶绿素荧光技术测定遮光处理的玉米品种香白糯、粤甜3号的叶绿素荧光参数,结果表明,遮光处理可使香白糯、粤甜3号Fo、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo和qN值升高,该两个品种qP和ETR值降低,最终表现为植株地上部分和地下部分的鲜质量、干质量均下降.因此,在生产实践中必须给予玉米充足的光照.     

3种耧斗菜属植物幼苗对不同水分处理的形态生理响应及其抗性

【目的】比较东北地区3种耧斗菜属植物幼苗在不同水分处理下的抗性,探索水分管理阈值,为其栽培管理提供理论依据。【方法】以3种耧斗菜属植物(尖萼耧斗菜、小花耧斗菜、耧斗菜)幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设土壤相对含水量分别为(90±5)%（T1）、(70±5)%（T2）、(50±5)%（T3）和(30±5)%（T4）4个处理,每5 d测定1次植株的形态,试验进行10,15,20 d时测定生理指标,试验10 d采样后对T3、T4组幼苗进行复水处理,比较3种耧斗菜属植物幼苗在不同水分处理下的表现及复水效果,采用隶属函数法比较3种耧斗菜属植物幼苗的抗性。【结果】3种耧斗菜属植物幼苗在T2处理下外观评分、株高和冠幅均达到最大值;处理10 d时随着土壤含水量的下降,细胞膜透性、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、花青素含量、SOD活性和POD活性均呈先下降后上升趋势,最低值基本出现在T2组;可溶性蛋白、叶绿素含量均呈先上升后下降趋势,最高值均出现在T2组;T3、T4组幼苗复水后部分生理指标有所恢复。不同水分处理下3种耧斗菜属植物的抗性强弱依次为尖萼耧斗菜＞耧斗菜＞小花耧斗菜。【结论】土壤相对含水量(70±5)%为3种耧斗菜属植物幼苗生长的最佳水分条件,若考虑节水因素最低可降至(50±5)%。     

Heterosis of maize photosynthetic performance

Four maize inbred lines with different photosynthetic rates and their two hybrids were used as test materials, and the diurnal variations of their photosynthesis parameters in the silking stage were measured to study the heterosis of photosynthetic performance. Results showed that net photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr) and stomatal conductance (Gs) all presented an obvious single-peaked curve in a day, with the peak values occurring at 10:00–12:00, 12:00, 10:00–12:00 a.m., respectively, while water use efficiency (WUE) had a “V” type variant trend, with the lowest value appearing at 12:00. The diurnal variation of Pn and Tr was correlated markedly with Gs, suggesting that Gs played an important role in regulating the diurnal variation of Pn and Tr, and Pn, Tr and Gs had a higher heterosis in the afternoon than in the morning, while the WUE was in reverse, indicating that maize hybrid had higher resistance to the high temperature and dehydration in the afternoon, which provided a new path to select varieties with a high net photosynthetic rate. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(5): 1049–1054 [译自: 应用生态学报]     

不同硒源对小麦生长、硒吸收利用以及玉米后效的影响

湖北恩施蕴藏有丰富硒矿资源。为了明确植物对硒矿及土壤中几种常见硒形态的吸收利用差异,通过土培试验,研究了不同硒源(亚硒酸盐、硒酸盐、硒矿及硒粉)对小麦生长及硒吸收分配的影响,并分析了其对小麦后茬作物玉米的后效。结果表明,施用硒酸盐、亚硒酸盐及硒粉对小麦各部位生物量无显著影响,施用硒矿显著增加了小麦生物量,其增幅可达11.56%。小麦对不同硒源的吸收能力为硒酸盐亚硒酸盐硒矿硒粉,不同硒源处理下硒向小麦地上部的转移能力为硒酸盐硒矿硒粉亚硒酸盐。施用硒矿、亚硒酸盐、硒酸盐以及硒粉后小麦籽粒中硒含量的比例为1∶2.95∶19.19∶0.15,其后效在玉米地上部硒含量的比例为1∶1.96∶6.44∶0.07,由此表明硒矿在玉米后效上与亚硒酸盐和硒酸盐处理的差距显著缩小,硒粉则难以被作物吸收利用。总的来看,硒矿对作物生长的改善能力最强,而且具有相对持久的后效。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。     

玉米诱变与原自交系株高变化的蛋白质组学及差异基因的功能分析

【目的】研究玉米经EMS处理后诱变系与原自交系的蛋白表达机制,为从蛋白质组学角度揭示诱变后选育材料在株高发生变化及生物产量明显提高等方面的分子理论奠定基础。【方法】以玉米(Zea mays L.)优良自交系AMD16和诱变后选育材料为试材,采用双向电泳、质谱分析以及检索技术,比较选育材料与原自交系叶片蛋白质组的差异,并对其候选基因进行分离、克隆,构建植物表达载体p3300-ZmMDH6,最后进行拟南芥的遗传转化与鉴定。【结果】EMS诱变后选育材料的蛋白质组中出现21个差异蛋白质点,其中5个蛋白质点在选育材料中特异表达,1个蛋白质点下调表达,7个蛋白质点上调表达,有2个差异蛋白质点在原自交系中表达,而未在选育材料中表达。通过MALDI-TOF-MS质谱测序和MASCOT序列分析,鉴定出了15个差异表达蛋白质点,其功能涉及生物细胞代谢/能量代谢、防御/抗胁迫、细胞蛋白合成和叶绿素合成等细胞过程。用RT-PCR方法克隆了其候选基因ZmMDH6的编码区cDNA,长度1 296bp,由432个氨基酸残基组成,分子质量46.80ku,等电点5.79;并构建植物表达载体进而转化拟南芥,经检测证明已获得T1代转基因植株。【结论】玉米诱变系与原自交系在蛋白丰度上存在明显的差异;差异表达蛋白涉及到各个生长发育过程,可能与玉米生物产量的提高和株高的改变有密切关系。