杂草环境下转EPSPS基因大豆NZL06-698的生态适应性研究

为研究转EPSPS基因大豆NZL06-698在杂草环境中的生态适应性,试验设置杂草处理模拟野外环境,研究转基因大豆NZL06-698(GT698)的生存竞争能力以及外源EPSPS蛋白表达情况。结果表明:在相同处理下转基因大豆GT698的株高(R8期)、百粒重显著高于亲本大豆蒙豆12(MD12),但单株产量、单株籽粒数、结实率显著低于亲本大豆,说明外源基因的存在并未增强转基因大豆的生存竞争力,且转基因大豆在野外的生存竞争能力与亲本大豆相比较弱。试验注意到,杂草环境对转EPSPS基因大豆的生长有明显的限制作用,杂草处理下转基因大豆的单株产量、单株籽粒数、百粒重、结实率等指标均显著低于对照处理。ELISA检测结果表明,转基因大豆叶片及籽粒中外源EPSPS蛋白在杂草处理及对照中均正常表达,且两种处理下的EPSPS蛋白表达量无显著差异。以上结果表明杂草环境中转基因大豆的EPSPS蛋白正常表达,正常提供抗草甘膦性状,但是外源基因的存在并没有增加转基因大豆的生存竞争能力,且转基因大豆的生长受到杂草环境的显著抑制,由此得出结论:与亲本大豆相比,转EPSPS基因大豆NZL06-698在野外环境中生态适应能力较弱。     

不同蛋白含量大豆品种氮代谢关键酶活性及叶片氮同化物含量变化

以高蛋白野生大豆、普通野生大豆和栽培大豆为材料,研究大豆籽粒蛋白质含量与各生育期叶片谷氨酰胺合成酶活性(GSA)、硝酸还原酶活性(NRA)以及叶片不同氮同化物含量之间的关系。结果表明:高蛋白野生大豆在V6期到R8期的NRA、R3期开始各个时期的GSA都明显高于其它品种。R3期以外的其它各生育期,高蛋白野生大豆可溶性蛋白含量高于其它品种。叶片游离氨基酸含量则表现为R2期之前野生大豆高于栽培大豆,R2期及以后各个时期又明显低于栽培大豆。籽粒蛋白质含量与R3期到R8期的NRA以及R3、R8期的GSA呈正相关关系。V3期可溶性蛋白质含量和V6期游离氨基酸含量与籽粒蛋白质含量呈正相关。叶片硝态氮含量与籽粒蛋白质含量没有相关性。     

高蛋白野生大豆叶片氮代谢物及根瘤GSγ1和Glba表达分析

为明确高蛋白野生大豆籽粒高蛋白形成过程中特有的遗传规律,本试验以高蛋白栽培大豆为对照,对两类材料整个生育期叶片氮同化物相关指标,及根瘤谷氨酰胺合成酶基因（GSγ1）和豆血红蛋白基因（Glba）表达量的差异进行研究。结果表明：两类型大豆间存在明显差异。R3之后,栽培大豆比野生大豆叶片可溶性蛋白含量下降趋势明显。野生大豆叶片GSA在R3之前增长明显,R3之后下降缓慢。整个生育期间野生大豆叶片硝酸还原酶活性都要高于栽培大豆。野生大豆根瘤中GSγ1表达量在R3之前明显高于栽培大豆,R3期之后相反。从V6开始直到成熟,栽培大豆根瘤Glba的表达量都要高于野生大豆。说明野生大豆生育前期氮代谢各种物质的合成代谢较旺盛,而且能长时间的保持叶片高的可溶性蛋白含量及硝酸还原酶活性是籽粒高蛋白形成的原因之一。     

不同生育时期大豆异黄酮合成相关酶基因表达的分析

通过Real-time PCR分析了不同生育时期7个大豆异黄酮合成相关酶基因(PAL,C4H,4CL,CHS,CHI,IFS和F3H)的相对表达情况.并利用高效液相色谱法测定了籽粒发育过程中豆荚(含籽粒)中异黄酮及其组分的含量,同时利用SAS8.2分析了F5∶11重组自交系群体(RILs)豆荚中异黄酮含量与部分基因相对表达量间的相关性.结果表明:从营养生长进入生殖生长阶段,部分基因(PAL,CHI,IFS和F3H)的相对表达量普遍有显著提高;PAL,C4H,CHS和IFS基因在叶片中的相对表达量高峰出现在R1期,大部分基因在2个品种豆荚中相对表达量差异显著的时期为R6期.在R6期,豆荚中PAL基因的相对表达量与染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关.CHS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)、染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关,但是与黄豆黄素(GC)呈显著负相关,IFS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)含量呈显著正相关;F3H基因的相对表达量与所有异黄酮成分均呈显著负相关.研究明确了相应基因的表达情况,对于理解异黄酮含量变异的遗传机制具有重要意义.     

栽培因子对大豆生长发育及群体产量的影响Ⅱ. 肥水、生长调控措施对产量的影响

研究了影响大豆产量的栽培因子——肥水、化控、化调、掐顶对大豆器官的生长发育和养分(NPK)吸收、生化指标、株型性状和群体产量的影响。结果表明：苗期肥水促进中期中部器官(叶、柄、茎节)的生长，花期肥水促进中后期上部器官(叶、柄、茎节)的生长；不同时期追施氮肥、磷肥，显著促进大豆相应生长中心器官对养分的吸收，追施氮肥不仅氮素含量增加，还有“以氮促磷”、“以氮促钾”的作用，并呈现出随着追肥期的推迟籽粒蛋白质含量增加的趋势；夏大豆最佳追肥时期是初花至花后10d，比对照增产15．6％～24．2％。多效唑化控，株高降低，叶片变小，籽粒产量有增有减。试验6种生长调节剂，“华孚”增产显著，增产5．8％。     

不同大豆品种籽粒维生素E含量积累比较分析

采用高效液相色谱技术法(HPLC)以东北三省及内蒙古大豆产区的180份种质资源为研究材料,检测其籽粒总维生素E含量及各组分含量,进而分析维生素E总含量及各组分含量间的相关性,选用代表性大豆品种在不同生育时期维生素E积累动态进行分析。结果表明:大豆种质资源籽粒维生素E积累是从R5期开始,初期积累量呈上升趋势,R6期积累量开始大幅度减少,但从R6至R8期积累量又呈现大幅度上升趋势,在R8期积累量趋于稳定。经筛选合丰50和L-21为高维生素E含量品种,黑秣食豆和茶秣食豆为低维生素E含量品种,代表性大豆品种籽粒维生素E含量差异主要体现在R6~R7时期,该时期最终决定代表性大豆品种最终维生素E含量,这为研究高维生素E大豆新品种选育提供了理论基础,同时为高维生素E相关基因位点和候选基因的挖掘奠定了表型鉴定基础。     

大豆不同碳代谢产物含量变化研究

为明确不同碳代谢产物在大豆不同器官变化规律,在大田条件下,以三个栽培大豆品种为材料,测定不同生育时期不同器官可溶性糖、蔗糖、淀粉的含量.结果表明:随着生育进程推进,可溶性糖在茎秆、叶片、叶柄中及蔗糖在叶片、叶柄中含量呈"V"型变化,淀粉在茎杆中含量呈倒"V"型变化,R3期为转折点;可溶型糖在荚皮中含量及蔗糖在茎秆、荚皮中含量、淀粉在叶柄、荚皮含量呈逐渐升高趋势,叶片淀粉含量表现为升高-降低-升高趋势;不同品种大豆碳水化合物在植株体内变化规律相似.三种碳代谢产物含量在叶片中均表现为极显著正相关,而在茎秆中不同碳代谢产物含量相关性因品种而异.     

不同蛋白质含量大豆结瘤特性与根瘤氮代谢物含量的比较分析

为了明确高蛋白野生大豆氮素积累规律,本试验选取3类不同蛋白质含量的大豆材料,在各生育期对根瘤生长特性及根瘤氮代谢物的含量变化进行研究,结果表明：籽粒蛋白质含量与R2-R8的根瘤数呈显著正相关。V6-R2高蛋白野生大豆根瘤数增加较快,整个生育期根瘤重不断增加。三种类型大豆的血红蛋白含量、单株血红蛋白总量在R2-R8与籽粒蛋白质含量呈显著正相关。在V6到R8期高蛋白野生大豆血红蛋白含量、总量都明显高于其它两种类型大豆材料,差异性均达到显著水平。R2-R8期三种类型大豆游离氨基酸含量、酰脲含量均呈下降趋势,高蛋白野生大豆游离氨基酸含量低于、而酰脲含量却又高于其它两种类型材料,且差异性显著。这可能说明高蛋白野生大豆根瘤衰老较慢、根瘤内氮代谢物含量丰富,生育后期仍具有较强的酰脲合成与运输能力是形成该类型大豆籽粒高蛋白质含量的原因之一。     

不同生育时期大豆叶片光合特性变化及相关性研究

为了对大豆全生育期光合特性进行系统研究,选用两个早期光合速率差异较大的大豆品种,测定真叶期(VC),三节期(V3)、五节期(V5)、始花期(R1)、初荚期(R3)、始粒期(R5)、鼓粒盛期(R6)、鼓粒盛期至始熟期中期(R6.5)、始熟期(R7)等9个生长时期大豆光合气体交换参数(光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、蒸腾速率Tr和叶绿素含量等,测定了20份大豆材料V3和V9两个生育时期大豆光合气体交换参数,分析不同材料光合气体交换参数间变化关系。结果表明,在整个生育过程中,大豆于V3~R6时期间保持较高光合能力,且R6和R5期Pn值最高,SPAD值最大。R6期之后大豆Pn、Gs、Tr、SPAD迅速下降。20份大豆材料V3和V9期的Pn和Tr无显著相关性;Gs和Ci显著相关,相关系数分别为0.583和0.523。大豆产量同V3和V9期Pn值相关性均不显著,但同两个生育时期Pn值与全生育期乘积值显著相关,相关系数分别为0.561、0.612;同两生育时期Pn值均值与全生育期乘积(Pt)也呈显著正相关,相关系数为0.676。     

四种油料作物中的细菌型PEPC基因的鉴定及在发育种子中的表达

鉴定和获取了四种油料作物（油菜、大豆、花生和芝麻）中的细菌型PEPC基因,分析了所编码蛋白的保守结构域（BOX I-IV）和蛋白作用功能位点。基因包括甘蓝型油菜的Bna10093361、Bna1009749和Bna10093360,大豆的Glyma10g34970.1, Glyma01g22840.1和Glyma02g14500.1,芝麻的SIN1018296和花生的AhPPC5。这8个基因含有19～21个内含子,内部插入一个约350～600bp的高度变异区,编码的蛋白在C端形成R/KNTG结构域,在N端缺乏磷酸化作用位点。在种子发育的不同时期,油菜中仅Bna10093360表达,但其表达量不到油菜BnActin表达量的0.1%;大豆中Glyma10g34970.1表达量最高（接近大豆GlymaActin的2%）,Glyma02g14500.1次之;花生AhPPC5表达量为花生AhActin的32%～175%,在种子不同发育时期表达量为早期>中期>晚期;芝麻SIN1018296表达量为芝麻SINActin的3%～18%,在种子发育时期的表达趋势和花生AhPPC5相似。8个基因种子中的表达模式差异明显,说明细菌型PEPC基因可能存在着广泛的功能分化。       

热研2号柱花草生长动态

以热研2号柱花草[Stylosanthes guianensis (Aublet) Swartz cv. Reyan No.2]为材料,研究不同生长阶段干物质产量、养分和营养成分变化。结果表明：地上部干物质呈“单峰”曲线,初花期最高为540.81 g/株;地上部苗期吸收的N、P、K较小,但干物质养分含量高;分枝期后吸收量增加,初花期后N、P出现负积累,整个生育期地上部对磷的吸收量最小;随热研2号柱花草生育期的延续,地上部粗蛋白含量降低,粗纤维含量升高,营养价值降低,初花期粗蛋白产量最大为54.78 g/株。     

干旱胁迫对不同生育阶段大豆产量形态建成的影响

在盆栽条件下,以12个大豆品种(系)为材料,分别在V1～V5,R1～R4,R5～R8期进行干旱胁迫处理,并测定了根系形态指标、于物质积累、光合生理指标,农艺性状及产量的变化.结果表明:苗期干旱胁迫对大豆根系形态影响较大,根体积、根径、根系伸长、根系总表面积都有增大的趋势,而其它时期的干旱胁迫均使根形态发育减缓;干旱胁迫...     

控释尿素与普通尿素混施对大豆农艺性状及产量和品质的影响

按尿素种类和施肥量共设6个处理,研究控释尿素和普通尿素混施对大豆农艺性状及产量和品质的影响。结果表明:控释尿素和普通尿素混施能够提高大豆不同生育期的株高和干物质积累量,且T6(控释尿素100%)提高最多。从R2到R6时期,叶绿素含量逐渐增加,R4和R2期施肥各处理与对照相比差异达到显著水平,处理T4(控释尿素50%+常规尿素50%)叶绿素值最高,但各施肥处理间差异不显著;叶面积指数(LAI)值先增大后减小,R4时期最大,施肥处理LAI显著高于不施肥对照,且以处理T4最佳。控释尿素和普通尿素混施极显著提高了大豆的产量,且以T4处理产量最高。控释尿素不同比例混施能够提高蛋白质含量,降低脂肪含量,并使蛋脂总量增加。综合试验结果可知,控释尿素50%+常规尿素50%为最佳混施比例。     

石灰性土壤上大豆耐低铁品种的鉴定指标研究

采用盆栽试验,研究了45个不同铁效率品种生育期间新叶的叶绿素含量变化及收获后株高、单株荚重、单株粒重、单株生物量、百粒重、籽粒铁含量,以总结石灰性土壤上不同铁效率大豆品种叶片的黄化规律,确定不同铁效率大豆品种的鉴定指标。结果表明:根据叶片黄化规律,可将品种分为1级、2级、3级、4级。V2~V4期不同品种新叶平均叶绿素含量1级2级3级4级,差异达极显著水平;至R1期时,2级品种新叶已经复绿,而4级品种的植株已全部死亡;R1~R6期,1级与2级品种新叶平均叶绿素含量差异不显著,但2级3级4级,差异达极显著水平。不同铁效率类型品种平均株高、单株荚重、单株粒重、单株生物量均存在显著差异,1级、2级品种平均百粒重、籽粒Fe含量差异不显著;2级、3级、4级品种以上各性状平均值均达极显著差异。说明苗期为大豆叶片缺铁黄化的敏感时期,可将苗期和生殖生长期的叶绿素含量共同作为大豆铁效率鉴定指标,株高、单株荚重、单株粒重和单株生物量可作辅助鉴定指标。     

夏玉米高产群体呼吸速率与光合特性关系的研究

夏玉米高产群体呼吸速率随着植株的生长发育逐渐增强,开花期达最大值,乳熟后急剧下降.高密度处理的群体呼吸速率大于低密度处理.叶面积大小是影响玉米群体呼吸速率的重要因素,随着叶面积指数的增加(5以下),群体呼吸速率不断增强,其后趋于相对稳定.单位干重的呼吸速率生长早期较高,尔后逐渐下降,至成熟时最低.群体呼吸占总光合的值因生育时期而异,供试品种三年全生育期总平均为30.64%.     

不同年代育成大豆品种钙的营养差异研究

用原子吸收分光光度计测定了中美当代大豆品种和中国20年代大豆品种不同器官、不同生育时期的钙含量.结果表明:大豆植株不同部位钙的百分含量依次为:叶片＞茎＞叶柄＞籽粒＞荚皮;美国当代大豆品种茎秆和籽粒中钙的百分含量高于中国当代品种;从结荚期到完熟期,中美大豆植株中钙的百分含量随着生育时期的变化而逐渐降低;施用磷酸二铵以后,大豆在结荚期到鼓粒期增加了植株对钙的吸收,但进入始熟期以后,大豆植株钙的百分含量受磷酸二铵肥力影响不大;成熟时豆秸(包括茎、荚皮)、籽粒及大豆植株钙的绝对含量表明,相同器官内,中美当代大豆品种钙绝对含量高于中国20年代品种,其中美国当代品种的籽粒和植株钙绝对含量高于中国当代品种,中美当代品种豆秸中钙绝对含量无显著差异.     

Impact of defoliation on yield of group IV soybeans in Mississippi

Field experiments were conducted during 2009 and 2010 to evaluate the effects of defoliation on maturity group IV soybeans, Glycine max (L.) Merr., grown in Mississippi. During each year, two locations were planted with maturity group IV soybeans that were subjected to various levels of defoliation during R3, R5, and R6 growth stages. Soybeans were subjected to various levels of defoliation within the upper 50% of the plant canopy, lower 50% of the plant canopy, and whole-plant canopy. There was greater yield loss from defoliation occurring in the upper plant canopy compared with the lower plant canopy during R3 and R5 stages, but no difference between canopy regions during R6 stage. Yield loss from whole plant defoliation was greater than upper or lower canopy defoliation. Results confirmed that soybeans during R3 and R5 stages are more susceptible to yield loss than during R6. However, yield losses were not significantly different between R 3 and R5 until defoliation exceeded 63%. Dynamic economic injury levels were determined for each growth stage based on yield loss equations, value of the crop, and cost of control and can be used as a basis for developing action thresholds in high-yielding soybean production environments.     

灵芝子实体不同生长阶段多糖与三萜类物质含量的研究

采用分光光度计法研究了灵芝芝蕾、芝柄、分化菌盖及成熟子实体等生长阶段的多糖与三萜类物质含量。结果表明,芝蕾发育阶段多糖含量最高,随着灵芝的生长发育,多糖含量逐渐降低;而三萜类物质含量则相反,芝蕾发育阶段最低,随着灵芝的生长发育逐渐升高,到成熟子实体阶段含量又略有降低。     

不同时期PGRS对大豆花荚脱落率及纤维素酶活性的影响

在大田条件下,以合丰50大豆(Glycine max)为材料,比较研究了在V3、R1和R3期叶面喷施三碘苯甲酸（TIBA）、烯效唑（S3307）和2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）三种植物生长调节剂对大豆花荚脱落率纤维素酶活性的影响。结果表明：在V3、R1和R3期叶面喷施植物生长调节剂降低了大豆花荚脱落率;V3期叶喷TIBA、S3307、DTA降低了大豆花荚和脱落花荚纤维素酶活性,但对花的作用效果不显著;R1期PGRS显著降低了大豆花荚及脱落花荚的纤维素酶活性,以DTA调控效果最佳,S3307次之;R3期叶喷PGRS降低了大豆荚及落荚的纤维素酶活性,以TIBA调控效果最佳,S3307次之。综合分析表明,V3、R1和R3叶面喷施植物生长调节剂能够降低大豆花荚脱落率和纤维素酶活性,促进大豆花荚的建成,有利于提高产量,综合调控效果为V3期：S3307＞DTA＞TIBA＞CK;R1期：DTA＞TIBA＞S3307＞CK;R3期：TIBA＞S3307＞DTA＞CK。S3307最佳喷施时期为V3期;DTA最佳喷施时期为R1期;TIBA最佳喷施时期为R3期。