不同改良剂对铬污染土壤中小白菜生理、生化特性的影响

为了研究不同种类改良剂对铬污染土壤中小白菜生理生化特性的影响,采用盆栽试验监测在不同浓度的铬污染的土壤中小白菜(Brassica parichinensis)的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的变化。研究发现,不同浓度的铬污染土壤中,3种改良剂添加使叶绿素含量及SOD酶活性发生变化并高于对照组而POD酶活性降低,使铬对CAT酶活性的抑制作用得到缓解。石灰、石灰+活性炭用量的增加使MDA含量先降低后升高,而活性炭的施入减少MDA的含量。通过比较,3种改良剂的改良效果为活性炭>石灰+活性炭>石灰。     

低分子量有机酸对褐土盐基离子淋失的影响

低分子量有机酸能够活化土壤养分,同时也能够与钙、镁形成沉淀,进而影响着养分物质转化过程。为进一步探讨低分子有机酸对石灰性土壤盐基离子的影响,本文采用土柱模拟淋溶试验,以褐土为研究对象,研究了柠檬酸和草酸对褐土盐基离子淋失的影响。研究结果表明:添加两种低分子量有机酸淋洗土壤后,土壤淋出液的电导率均增大,K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的淋失总量均增加,最高达到27.734 mmol,为对照的14倍,作用效果柠檬酸草酸。柠檬酸处理显著降低了土壤的pH,最多比对照降低了0.9个pH单位。且持续时间较长,至处理后的第30天,仍对Ca~(2+)、Mg~(2+)表现出较强的活化作用。对于同一种低分子有机酸来说,酸的浓度越高,活化能力越强。研究结果将为石灰性土壤合理施肥提供一定的理论依据。     

模拟酸雨对砖红壤盐基离子迁移和释放的影响

对发育于玄武岩的砖红壤进行了室内模拟酸雨淋溶试验,结果表明：（1）酸雨淋溶土壤会引起土壤盐基离子的大量淋失。以土壤中的K＋最易于淋失,Ca^2＋、Mg^2＋的淋失量最大。酸雨pH愈低,Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋的迁移量愈大。酸雨淋溶土壤的时间越长,盐基离子的迁移量越大。（2）土壤经≥5d的酸雨淋溶后,土壤交换性盐基离子的含量均随淋溶时间的增加而减少。酸雨的pH不同,则土壤交换性盐基离子所受的影响不同。（3）与原土壤相比较,短期（≤5d）的酸雨淋溶,可使土壤交换性Ca^2＋、K^＋以及强酸性（pH≤3.0）酸雨淋溶的交换性Mg^2＋增加;土壤被酸雨较长时间（≥10d）淋溶后,则会降低土壤交换性Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋的含量;不同时间的酸雨淋溶,均会降低土壤交换性Na^＋的含量。（4）土壤经酸雨淋溶后,某些矿物会发生风化,释放出盐基离子,也会使部分交换性盐基离子转成非交换态。     

植茶年限对土壤团聚体中交换性盐基离子分布的影响

采用野外调查和室内分析相结合的方法,就植茶年限对土壤团聚体中交换性盐基离子分布的影响进行了研究。结果表明：（1）土壤团聚体交换性K 含量随粒径的减小先升高后降低;交换性Mg2 含量在各粒径中分布较均匀;而交换性Na 、Ca2 含量和交换性盐基总量（TEB）随粒径的减小而升高。各粒径团聚体交换性盐基离子平均含量表现为Ca2 > Mg2 > K > Na ;（2）随着植茶年限的增加,各粒径团聚体交换性K 、Na 含量逐渐降低;交换性Ca2 、Mg2 含量和TEB先升高后降低,且均在植茶23 a和31 a含量较高。其中,0～20 cm土层比20～40 cm土层的变化幅度更明显;（3）土壤团聚体（K Na ）/（Ca2 Mg2 ）含量比值随粒径的减小先升高后降低;而团聚体含量随粒径的减小则先降低再升高最后降低。随着植茶年限的增加,各粒径团聚体（K Na ）/（Ca2 Mg2 ）含量比值先降低后升高,植茶23 a和31 a含量比值较低,这与>5 mm团聚体含量的变化规律相反,0～20 cm土层表现更明显。不同粒径团聚体对交换性盐基离子的保持和供应能力存在明显差异,各粒径团聚体交换性K 、Na 含量逐年降低,交换性Ca2 、Mg2 含量在植茶23 a和31 a较高,其后有所降低。因此,在茶园管理中需平衡施用氮、钾肥,植茶23 a后应增施有机肥料,加强水土保持,防止土壤严重酸化以减少Ca2 、Mg2 淋失。     

猪场废水灌溉对潮土交换性盐基离子含量的影响

通过田间小区试验,研究了猪场废水处理工艺中3个阶段出水（原水、厌氧水和仿生态塘水）与地下水1∶5混水和厌氧水不同灌溉量灌溉对土壤中交换性盐基离子含量的影响。结果表明,厌氧水不同灌溉量对土壤中交换性钾含量影响显著,与对照相比,厌氧水高量灌溉、中量灌溉、低量灌溉分别使0～20cm和20～40cm土层中交换性钾含量提高了291.76%、152.70%、83.11%和116.10%、74.29%、49.85%;对交换性钠、钙、镁含量有一定影响,但处理间未达到显著水平。不同阶段出水混水灌溉对交换性钾、钠、钙、镁的含量处理间未达到显著水平,但土壤中交换性钾和钠含量在0～20cm和20～40cm和处理间呈现了相反的变化趋势,验证了竞争吸附点位理论。     

不同盐基离子对黑土胶体zeta电位及凝聚过程的影响

以黑土胶体为研究对象,比较黑土胶体在不同浓度的四种盐基离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+体系中的zeta电位、颗粒凝聚动力学过程和平均凝聚速率,明确不同离子界面行为对黑土胶体zeta电位和凝聚过程的影响。研究发现土壤胶体较高的颗粒密度(0.61 g L-1)更有利于获得稳定的zeta电位值;二价阳离子与一价离子相比,因其有更强的压缩双电层能力而引起zeta电位的降低和较强的土壤胶体凝聚过程;同价离子对zeta电位和土壤胶体聚沉影响的差异表现为离子浓度同为200 mmol L-1时,黑土胶体在K+体系中的凝聚速率是Na+体系中的7.65倍,离子浓度同为4 mmol L-1时,黑土胶体在Ca2+体系中的凝聚速率是Mg2+体系中的2.79倍。除了其自身体积的差异还与离子在表面强电场中的极化作用有关。不同盐离子受土壤表面附近电场的强烈影响,在土壤胶体表面固-液界面上被诱导极化,从而易引起胶体zeta电位的不同。该研究为表征土壤胶体表面性质及胶体凝聚过程和团聚体形成理论研究提供基础。     

施硅对小白菜吸收累积和迁移重金属铬的影响

蔬菜品质越来越引起全社会的关注,如何预防和治理重金属对蔬菜产品的污染是目前需要迫切解决的环境问题。通过模拟铬污染土壤施硅的盆栽试验,探讨硅、铬在土壤-蔬菜作物系统间的迁移、转化特性,为研究通过施硅调控蔬菜重金属污染提供依据。研究结果表明:(1)在不同铬水平胁迫下,硅在小白菜体内的积累量不同,根吸收硅的量不同;总的趋势是在试验的各个铬污染水平,一定的施硅量均可提高小白菜地上部的硅含量。(2)铬的各污染处理均有随施硅量的提高而降低小白菜铬积累量的趋势,说明施硅可有效抑制小白菜对铬的吸收。(3)硅的施入,可抑制根吸收的铬进一步运输到地上部,因而减轻了小白菜可食部分受铬污染的程度,在高浓度铬污染处理下,小白菜根中的铬较难运转到茎部;而运输到茎部的铬却易于向叶部转移。(4)硅的加入降低了小白菜各部位对铬的富集能力,从而降低了重金属铬对小白菜的污染。     

施氮对紫色土硝酸根和盐基离子耦合迁移的影响

通过室内土柱模拟试验,研究氮肥种类及施用量对紫色土硝酸根离子和盐基离子淋溶特征的影响。结果表明:(1)施氮能增加土壤中NO3-和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的淋失量,且施氮量越大,土壤中的盐基离子淋失越多。(2)施用不同种类氮肥,土壤中NO3-淋失有一定差异,在施用浓度较低(纯氮100,200mg/kg)时,表现为硝铵>尿素>硫铵;在施用浓度较高(纯氮300,400mg/kg)时,则表现为尿素>硝铵>硫铵;在试验浓度范围内,淋溶液中盐基离子累积淋失量在3个施肥阶段均表现为硫铵>硝铵>尿素>空白。(3)3个施肥淋溶阶段,淋溶液中NO3-和K+、Ca2+、Mg2+浓度均呈极显著正相关,而NO3-与Na+的相关性只在施用100,200,300mg/kg尿素和硝铵的处理中达显著水平,在其他处理中均不显著。     

氮肥施用对砖红壤硝态氮和盐基离子淋失特征的影响

氮肥品种的合理选用对作物增产增收、 土壤酸化改良有重要的影响。本文以海南省海口市观澜湖采集的砖红壤为研究对象,采用室内土柱模拟试验,对尿素、 硝酸铵和硫酸铵3种氮肥处理下砖红壤硝态氮及盐基离子（Ca2+、 Mg2+、 K+、 Na+）淋失特征进行了研究。结果表明, 1）硝态氮累积淋溶量表现为硫酸铵硝酸铵尿素N0,且硝态氮的淋溶量与施肥量呈正相关关系,整个淋溶过程中硝态氮累积淋溶量（y kg/hm2）与施肥量（x kg/hm2）之间满足线性方程 y=3.3064x+315.74（R2=0.8848）; 2）尿素、 硝酸铵、 硫酸铵处理整个淋溶过程的盐基离子淋溶量均表现为 Ca2+Mg2+K+Na+,且盐基离子淋溶总量（kg/hm2）表现为硫酸铵（1821.12）硝酸铵（1080.27）尿素（872.24）N0（417.23）; 3）砖红壤盐基离子迁移速率表现为硫酸铵（26.28%）硝酸铵（13.37%）尿素（11.78%）,尿素、 硝酸铵和硫酸铵处理分别以线性方程 y=0.1178x+123.18（R2=0.9121）、 乘幂方程 y=15.634x0.4423（R2=0.9259）和对数方程 y=128.38e0.0007x（R2= 0.9244）的拟合度最高。     

几种低分子量有机酸淋溶对土壤铝、硅及盐基离子淋失的影响

采用50cm原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤Al、Si及盐基离子淋失的影响。结果表明,模拟酸雨淋洗后土壤中有极少量的Al和一定量的Si及盐基离子淋出。与去离子水对照相比,pH3.5和pH4.5模拟酸雨处理Si的淋出总量分别增加了6.52%和3.26%;K 、Na 、Ca2 和Mg2 等盐基离子淋出量增加了2.41%~96.80%。100μmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理Al、Si的淋出量与模拟酸雨处理相差不大,而10mmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理则比模拟酸雨处理有显著的增加。有机酸淋洗后淋出液中各盐基离子含量均要高于模拟酸雨处理,盐基离子淋出总量是模拟酸雨处理的1.58~9.27倍。实验结果说明低分子量有机酸在酸化土壤方面比酸雨有更大的威胁。由于盐基离子的大量淋失,模拟酸雨和有机酸淋洗后淋出液pH均要高于原淋洗液pH。     

小白菜硝酸还原酶基因的克隆与初步鉴定

蔬菜是一种易于富集硝酸盐的植物性食物，人体摄入的硝酸盐大部分（70％～80％）来自蔬菜。然而，我国蔬菜生产中氮肥用量迅速提高，造成了蔬菜，特别是喜氮的叶菜类蔬菜硝酸盐含量过高。不同蔬菜硝酸盐含量存在很大差异，同一种蔬菜不同品种体内硝酸盐含量也存在差异。不同器官累积硝酸盐的能力不同，硝酸盐累积取决于硝态氮的吸收与同化的结果。     

大白菜与结球甘蓝种间异源多倍体的鉴定

利用异源多倍体作为桥梁材料是克服远缘杂交障碍,创制新种质和进行品种改良的一种重要途径.本研究对已获得的大白菜(Brassica campestrisL.ssp.pekinensis (Lour.) Olsson)与结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata L.)种间异源四倍体和异源三倍体,利用形态学、解剖学、分子标记及细胞学等方法进行比较鉴定.研究表明,多倍体在植株形态、花器官和气孔大小等方面均表现出巨大性和超亲优势,其中四倍体比三倍体表现普遍更明显.多倍体的气孔密度显著的低于双亲.多倍体花粉生活力比双亲降低,四倍体花粉活力为81.56％,三倍体的花粉活力仅有18.78％.多倍体自交结实性明显低于双亲,四倍体自交结实率仅为0.28％;四倍体作为母本与大白菜杂交结籽率比其反交要高,是反交的2.11倍,以三倍体为母本或父本时与大白菜杂交,结实均非常低,且三倍体自交未获得种子.相关序列扩增多态性(SRAP)标记结果表明,多倍体中包含了双亲的遗传信息,但分f标记并不能区分四倍体与三倍体.细胞学观察显示,四倍体的染色体数目为2n=4x=38,三倍体的染色体数目为2n=3x=29.大白菜-结球甘蓝异源多倍体的鉴定为进一步大白菜品种改良和新种质的创制提供了基础资料.     

Glucosinolate concentration in turnip (Brassica rapa ssp. rapifera L.) roots as affected by nitrogen and sulfur supply

Three greenhouse pot experiments were conducted with four different nitrogen (N) treatments (80, 160, 240, and 320 kg ha (-1)) in combination with three sulfur (S) treatments (10, 20, and 60 kg ha (-1)) to study the effects of combined N and S supply on glucosinolate concentration and composition in turnip roots. Total glucosinolate concentration varied widely from 9.7 (N 320S 10) to 91.6 (N 160S 60) mg (100 g) (-1) root fresh weight (FW) and individual glucosinolate concentrations were increased with increasing S supply regardless of the N treatment, whereas enhanced N supply (160 - 320 N ha (-1)) at the high S level (60 kg ha (-1)) did not affect total glucosinolate concentration. In contrast, assumingly attributed to the individual glucosinolate biosynthesis concentration of N-containing tryptophan-derived indole glucosinolate was highest with increased N supply, whereas S-containing methionine-derived aromatic and aliphatic glucosinolates decreased with increasing N supply combined at low S level (10-20 kg ha (-1)).     

Water supply and growing season influence glucosinolate concentration and composition in turnip root (Brassica rapa ssp. rapifera L.)

The overall objective of this study was to determine whether growing season, water supply, and their interaction influence glucosinolate (GSL) concentration and composition in turnip roots (Brassica rapa ssp. rapifera L.). Field experiments on a loamy soil in Großbeeren, Germany, were conducted in the spring‐summer (SS), summer‐autumn (SA), and autumn‐winter (AW) growing seasons. Each experiment included three water‐supply treatments with 25%, 50%, and 75% of available soil water (ASW) as lower thresholds. We found that the total GSL concentration in turnip roots was 1774–3221 μmol (kg fresh matter [FM])^–1 and the dominant GSL was aromatic gluconasturtiin (GST) with concentrations of 1004–1628 μmol (kg FM)^–1 in turnip roots. Total, aliphatic, and some specific individual GSLs in turnip roots were significantly influenced by water supply, growing season, and their interaction, due to the variations of the root sulfur (S) concentration, climatic conditions, or both. The influence of water supply on GSL concentration was modified by growing season, which in turn influenced S concentration in turnips. In the SS season, the 25%‐ASW water treatment enhanced concentrations of total GSLs by 52% and 47%, aliphatic GSLs by 60% and 131%, and aromatic GSLs by 47% and 21% when compared to the 50%‐ and 75%‐ASW water treatments, respectively. No reduction of root yield was observed, although the shoot yield was reduced by limited water supply. In SA and AW, total GSL concentration did not change under different water‐supply levels, but concentration of individual aliphatic and indole GSLs did. Based on these results, growers can adjust their irrigation and S‐fertilization practices to growing season in order to optimize turnip quality in terms of GSL concentration and composition, while still obtaining higher root yield and enabling better resource utilization.     

Effects of Ca,Mg, K,Na, and pH on Copper Toxicity to Pakchoi (Brassica chinensis L.)

The influence of calcium, magnesium, sodium, and potassium (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺) ions and pH on copper (Cu) toxicity to pakchoi (Brassica chinensis L.) was independently estimated by measuring root elongation in nutrient solutions. Increases in Ca²⁺, Mg²⁺, and hydrogen (H⁺) significantly increased the 5-d EC50Cu_T (expressed as total soluble Cu) by a factor of 12 for all treatments, which clearly demonstrated the limitation of using total Cu concentration to predict Cu toxicity to pakchoi. EC50{Cu²⁺} (expressed as free Cu²⁺ activity) was not significantly influenced by changing the Ca²⁺, Mg²⁺, and H⁺ activities. The nonlinear relationship between EC50{Cu²⁺} and cations indicated that competition for binding sites between Cu²⁺ and cations was not a significant factor in determining toxicity of Cu²⁺ for pakchoi. The lower variation of EC50{Cu²⁺} suggests that free Cu²⁺ activity was a better predictor of toxicity to pakchoi than EC50Cu_T.     

大白菜BrTCP24基因的克隆与功能分析

近年来,由于家庭结构的变化,市场对小株型大白菜的需求日益迫切.开展负调控叶球大小发育相关基因的克隆与功能研究有助于加快小株型大白菜品种的选育进程.本研究利用RT-PCR方法从大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)自交系福山包头叶片中分离了一个TCP第二亚族成员基因,命名为BrTCP24.BrTCP24基因编码区内无内含子,开放阅读框(ORF)全长1 221 bp,预测编码406个氨基酸.利用MEGA4.0软件将BrTCP24与拟南芥(Arabidopsis thaliana)TCP家族基因进行进化分析发现,BrT-CP24与AtTCP3同属于一个分支,在进化上具有较近的亲缘关系.用DNAMAN软件对BrTCP24和AtTCP3蛋白进行多序列联配分析发现,二者的氨基酸一致性可达到55.17％,在保守的TCP结构域其一致性可高达91.53％.这种进化上的亲缘关系和序列上的保守性,暗示二者可能具有类似的生物学功能.通过半定量RT-PCR分析发现,BrTCP24基因在大白菜的根、茎、莲座叶、包叶、盛开的花、受精后10 d的果夹和花蕾中均有表达,其中莲座叶中表达量最高,根、包叶、盛开的花、受精后10d的果夹和花蕾中的表达量次之,短缩茎中表达量最低;另外,在5 μmol NAA处理的12h内BrTCP24的表达水平未发生明显变化.为进一步研究BrTCP24基因的功能,我们构建了转化拟南芥的正义表达载体(35S::BrTCP24),并转入拟南芥中.通过卡那霉素筛选以及基因组DNA PCR鉴定,共得到17株转基因拟南芥植株.通过对其中5株的RT-PCR分析发现,它们都能够转录表达BrTCP24基因.利用荧光实时定量PCR方法对部分转基因植株的插入拷贝数进行检测发现,BrTCP24基因以单拷贝形式插入拟南芥基因组.进一步研究发现,与野生型拟南芥相比,过量表达BrTCP24基因可导致转基因拟南芥的下胚轴和叶器官明显减小.此外,过量表达BrTCP24基因抑制了与器官大小相关基因ANT、AtEXP10、AtGRF5、AtGIF1和CycD3;1的表达.这些结果表明,大白菜BrTCP24基因可能通过抑制细胞的生长参与调节植物器官大小的发育.     

结球白菜结球莲座期和包心期叶片mRNA差异表达研究*

以结球白菜北京桔红心(Brassica campestris L.ssp.pekincnsis)为材料，选用4种G、C含量高的锚定引物和3种随机引物。在结球白菜莲座期和包心期叶片的mRNA差异显示电泳图谱中，选择23个差异cDNA片段进行反向Northern检验，从中得到两个在包心期表达量增加比较明显的阳性cDNA片段。核苷酸序列同源性分析发现，它们分别与编码转录延伸因子eEF-1和谷胱甘肽转移酶的序列高度同源，同源性分别为99％和85％，为探索结球白菜由莲座期至包心期发育过程中叶片基因表达的变化进行了初步研究。     

喷施蔗糖和葡萄糖对小白菜硫代葡萄糖苷含量的影响

以小白菜上海青为试验材料,研究了喷施蔗糖和葡萄糖对小白菜生长和硫代葡萄糖苷含量的影响。结果显示,蔗糖和葡萄糖喷施对小白菜地上部鲜重和干重均没有显著影响,喷施蔗糖均能够显著增加小白菜总脂肪族硫代葡萄糖苷、总吲哚族硫代葡萄糖苷和总硫代葡萄糖苷含量,其中,0.1mol/L蔗糖喷施显著提高了3-丁烯基硫代葡萄糖苷和吲哚-3-甲基硫代葡萄糖苷含量,0.2mol/L蔗糖喷施显著增加了吲哚-3-甲基硫代葡萄糖苷和4-甲氧基吲哚-3-甲基硫代葡萄糖苷含量。0.2mol/L葡萄糖喷施显著增加总硫代葡萄糖苷及单个硫代葡萄糖苷含量。蔗糖和葡萄糖喷施均有增加总吲哚族硫代葡萄糖苷相对百分含量的趋势。研究表明外源喷施糖对小白菜硫代葡萄糖苷含量和组成具有显著的影响。