谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性分析及基因定位

【目的】谷子是C4模式植物,其叶色突变体是研究C4光合途径的良好材料。通过研究谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性并对突变基因进行定位,为克隆突变基因、解析谷子叶绿体合成及发育机理、进一步理解C4光合调控机制奠定基础。【方法】谷子条纹叶突变体A36-S是由育种创制的中间材料A36自然变异而来。对比A36-S及其正常表型等基因系A36-N的表型特征,调查二者的株高、叶宽、叶长、穗重、千粒重、结实率等农艺性状指标;测定A36-S和A36-N的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率等光合指标,分析A36-S的光合特性;观察A36-S和对照品种豫谷1号的叶片半薄横截切片和超薄切片,分析A36-S叶片解剖结构特征,分别统计叶肉细胞和维管束鞘细胞中叶绿体的数量和面积,从而分析叶绿体合成及发育情况;构建A36-S×SSR41的F2分离群体,统计群体中正常表型单株与条纹叶单株的数量,进行遗传分析;分别构建F2分离群体正常单株与条纹叶单株的DNA混池,采用集团分离分析法(BSA法)进行突变基因的定位;筛选、开发多个SSR标记及In-Del标记,扫描F2群体中条纹叶单株,进行进一步基...     

不同浓度乙烯利复配剂对棉花的打顶效应

【目的】研究不同浓度乙烯利复配试剂对新疆北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的规律,分析最适浓度组合,为棉花化学打顶技术的应用及推广提供理论依据。【方法】以鲁棉研24为材料,设置5个不同浓度乙烯利(C₁:0 mg/L、C₂:100 mg/L、C₃:200 mg/L、C₄:400 mg/L、C₅:800 mg/L)与烯效唑复配的组合试剂,研究不同复配试剂对北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的影响。【结果】相较于C₁处理,其它处理最终新生主茎长度降低10.9%～34.67%。与CK相比,C₁、C₂、C₃、C₄处理下株高均显著提高10.55%～21.26%;各处理均显著增加棉花果枝1.9～2.7台、显著提高棉花叶龄2～3.2;C₄、C₅处理下节间长分别显著缩短7.21%、7.75%;C₃处理下SPAD值在播种后101 d...     

基于叶片反射光谱估测水稻氮营养指数

【目的】基于叶片反射光谱建立快速、无损监测水稻氮营养指数（nitrogen nutrition index,NNI）的估算模型。【方法】2018—2019年开展2个水稻品种（徽两优898和Y两优900）及5个氮肥梯度（施氮量为0、75、150、225和300 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄）的田间小区试验,测定关键生育期不同叶位叶片反射光谱和植株NNI,构建多种光谱指数的水稻NNI监测模型。【结果】单叶及叶位组合的敏感波段均分布在540 nm的绿光波长处,其与近红外波段构成的窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）可较好反演水稻NNI。但不同叶位叶片窄波段比值指数与水稻NNI的预测精度表现不同,顶3叶（L₃）预测精度最好（R²=0.731,RMSE =0.130,RE=11.6%）,顶2叶（L₂）次之（R²=0.707,RMSE =0.136,RE =12.2%）,顶1叶（L₁）最差（R²=0.443,RMSE =0.187,RE =14.7%）;顶2叶和顶3叶组合平均光谱（L₂₃）的预测精度优于单叶水平和其他叶位组合（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。再将窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）近红外与绿光区域分别重采样50 nm和10 nm,所构建的宽波段比值指数SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]模型精度较SR（R₉₀₀,R₅₄₀）未明显降低,且在L₂₃水平下2个模型的模型精度和预测精度基本一致（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。水稻NNI小于1时与产量呈线性的正相关关系（P<0.05）,大于1时产量趋于平稳。【结论】L₂和L₃叶片反射光谱为监测水稻NNI的敏感叶位,其中叶位组合L₂₃可提高模型预测精度。基于叶片反射光谱构建的多种波段比值指数（SR（R₉₀₀,R₅₄₀）和SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]）可快速估测水稻NNI,从而为不同传感器对水稻氮营养指数估测监测研究提供了理论依据。     

灭菌猪肉浆中发酵菌株脂质水解和氧化能力分析

【目的】筛选具有较强脂质水解能力和抗氧化能力的发酵菌株,为研发新型发酵剂提供理论基础。【方法】在无菌猪肉浆体系中分别接种木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus）YSZ11、YCC3,腐生葡萄球菌（Staphylococcus saprophyticus）YCC2,巨球菌（Macrococcus caseolyticus）YZC2、YZC3,并设立不接种发酵菌株为对照组（CK）,测定发酵4 d内猪肉浆pH、过氧化值（peroxide value,POV）、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid reactive substances,TBARS）值、脂肪酶活力、脂质组成和游离脂肪酸含量的变化。【结果】5株发酵菌株均可以降低猪肉浆体系的pH,POV和TBARS值分别为2.51—2.96 mmol·kg^-1和0.21—0.24 mg/100 g,显著低于CK组（P<0.05）。在5组接种发酵菌株的猪肉浆中检测到了中性脂肪酶、酸性脂肪酶和磷脂酶3种酶活力,且后两者活性较高。发酵4 d后,接种发酵菌株组的磷脂含量显著降低（P<0.05）,游离脂肪酸含量增加了21.1%—73.7%,其中饱和脂肪酸总量显著降低,不饱和脂肪酸含量显著增加,尤其是棕榈油酸（C_16:1）、油酸（C_18:1）和亚油酸（C_18:2）含量较高,并检测到亚麻酸（C_18:3）。【结论】本试验中的5株菌株均可抑制脂质的氧化,同时可以分泌脂肪酶促进脂质的水解,增加游离脂肪酸特别是不饱和脂肪酸的含量。其中,腐生葡萄球菌YCC2和木糖葡萄球菌YCC3脂质水解和抗氧化能力较好,对改善发酵肉制品的品质具有更明显的促进作用。     

谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35在水稻中对盐胁迫的响应

【目的】盐胁迫影响作物的产量和品质,而作物的耐盐性受特定基因的调控。在前期获得谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35过表达水稻株系的基础上,拟结合植株在盐胁迫下的表型,对部分盐胁迫指标及响应基因的表达模式进行检测和验证,解析谷子SiRLK35参与盐害响应的可能机制。【方法】 选取谷子SiRLK35过表达水稻株系,分别为过表达株系（over-expression,OE）-1（OE-1）、OE-2和OE-3,以野生型中花11为对照,实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）检测各株系中SiRLK35的表达情况;分别用含0、150和200 mmol·L ^-1 NaCl的MS培养液处理三叶期的对照及转基因株系幼苗,观察其表型,统计150 mmol·L ^-1 NaCl处理3 d后苗长及根长;用150 mmol·L ^-1 NaCl处理四叶期幼苗,统计处理14 d后材料干重、死亡率和死叶率,对各材料的耐盐性进行评价;进一步挑选SiRLK35过表达程度高且耐盐表型好的OE-1株系,利用3,3'-二氨基联苯胺（3,3'-Diaminobenzidine,DAB)和氮蓝四唑（nitrotetrazolium blue chloride,NBT）染色检测其胁迫下过氧化物积累及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化物酶（peroxidase,POD）的活性;并对部分盐害响应基因的表达模式进行检测。 【结果】 谷子SiRLK35在株系OE-1中的相对表达量最高;150 mmol·L ^-1NaCl处理3 d幼苗后,中花11苗长和根长的生长受抑制程度均大于SiRLK35过表达株系,其中OE-1的受抑制程度最小;四叶期幼苗经150 mmol·L ^-1 NaCl处理14 d后,转基因株系地上部和地下部干重降低幅度均低于对照,且幼苗死亡率和死叶率均低于对照;盐胁迫下对照过氧化染色反应明显,O ^2-和H₂O₂的积累均高于过表达植株,SOD和POD抗氧化酶活性均高于对照;部分盐害响应基因在SiRLK35过表达株系中表现为上调,其中,OsLEA3在盐处理24 h的相对表达量是对照中的1.9倍。 【结论】 谷子SiRLK35异源转化水稻获得的过表达株系对盐胁迫具有一定的抗性,SiRLK35可通过调控抗氧化酶活性及相关信号途径,从而参与盐害响应。     

模拟酸雨对番茄光合作用和病害发生的影响及油菜素内酯对其缓解效应

【目的】在全球气候变化大背景下,酸雨沉降日益加剧,严重影响蔬菜等农作物的产量、品质和抗性。油菜素内酯（brassinosteroid,BR）是一类植物体中广泛存在的植物激素,具有广谱调控植物抗性的作用。研究外源油菜素内酯对模拟酸雨环境下蔬菜作物光合作用和病害发生的影响,明确其对酸雨条件下蔬菜危害的缓解效应,对蔬菜作物安全生产提供指导。【方法】本研究以番茄（Solanum lycopersium L.）‘合作903’为材料,在模拟酸雨（模拟酸雨1（simulated acid rain 1,SiAR1）：NH₄NO₃（1.3 g·L^-1）、MgSO₄·7H₂O（3.1 g·L^-1）、Na₂SO₄（2.5 g·L^-1）、KHCO₃（1.3 g·L^-1）、CaCl₂·2H₂O（3.1 g·L^-1）,用1 N H₂SO₄调节pH至3.0;模拟酸雨2（SiAR2）：杭州地区春季收集的雨水,pH调至3.0）和对照（喷施dH₂O）条件下研究酸雨对番茄叶片光合作用和Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000（Pst DC3000）引发的细菌性叶斑病发生的影响,其次在模拟酸雨和对照条件下对番茄叶片外源施用BR,研究外源施用BR对番茄叶片的光合特性和细菌性叶斑病发生的缓解作用,为了研究BR缓解作用的内在机制,测定番茄叶片光合作用关键基因FBPase、SBPase、rbcS和抗病基因PR1、NPR1的表达以及抗氧化酶的活性。【结果】模拟酸雨导致番茄叶片净光合作用速率（Pn）、光系统II实际光化学效率（Φ_PSII）及光化学淬灭系数（qP）显著下降;模拟酸雨削弱了番茄对Pst DC3000的抗性,导致细菌性叶斑病发病率上升和菌落数显著增加。外源施用BR提高酸雨和对照条件下番茄叶片的光合作用,并有效增强了酸雨条件下番茄对Pst DC3000的抗性,使酸雨条件下叶片菌落数下降,光系统II实际光化学效率提高。探究BR缓解效应的内在机制发现,外源施用BR显著提高了番茄叶片光合作用关键基因FBPase、SBPase、rbcS和抗病基因PR1、NPR1等的表达,降低了膜脂质过氧化物丙二醛（MDA）的含量,并增加了愈创木酚过氧化物酶（G-POD）和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性,从而缓解模拟酸雨对番茄光合和抗病性的抑制作用。【结论】外源施用BR能够显著提高番茄内源光合相关基因和抗病基因的表达及抗氧化酶的活性,有效促进酸雨环境中番茄等园艺作物的生长和增强抗病性。     

长期菌渣化肥配施对稻田土壤酶活性的影响及交互效应

  目的  探讨长期尺度上不同比例菌渣化肥配施对水稻Oryza sativa生育时期土壤酶活性的影响。  方法  在水稻田间长期定位试验条件下,设置化肥水平为常规施肥量的0%(C₀)、50%(C₅₀)、100%(C₁₀₀),菌渣相对用量0%(F₀)、50%(F₅₀)、100%(F₁₀₀)各3个水平,共9个处理,分析了水稻主要生育时期各处理土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性变化,以及菌渣化肥配施对土壤酶活性的交互效应。  结果  土壤酶活性随水稻生育时期的变化呈现出明显规律性,过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性分别为3.01~10.20 mL·g?1、0.20~2.04 mg·g?1、0.54~4.80 mg·g?1;在水稻不同生育期,各处理间土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性具有显著差异(P＜0.05)。菌渣化肥配施对水稻移栽前期的土壤脲酶活性提高有促进作用,且增强了水稻灌浆期和收获期的土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,其中过氧化氢酶活性和脲酶活性在C₁₀₀F₅₀处理最高,而蔗糖酶活性在C₅₀F₁₀₀处理最高。通径分析表明:有效磷、碱解氮和全氮分别对过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶影响最大,通径系数分别为0.69、1.80和0.69。菌渣化肥配施主要通过提高碱解氮质量分数促进土壤酶活性。交互性分析表明:菌渣化肥配施效应高于化肥和菌渣单施,并且对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性均有显著影响(P＜0.05)。  结论  菌渣化肥配施能够显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性,并且随施用量增加呈现先增高后降低的趋势;本试验条件下,C₁₀₀F₅₀处理是提高土壤酶活性和促进碳氮循环的最佳选择。图1表4参38     

膜下滴灌水稻生理生化特性对灌浆期控水的响应

【目的】 研究膜下滴灌水稻叶片生理生化特性和产量对灌浆期控水的响应,为干旱区水稻节水栽培提供理论依据。【方法】 以田间持水率（θs）为参考,水稻灌浆期设置90%θs（W₁）、80% θs（W₂）和70% θs（W₃）的3种不同灌水控制下限,以常规淹灌为对照（CK）,研究不同水分条件对水稻的光合特性、保护酶活性、渗透调节物质、根系活力、产量和水分利用效率的影响。【结果】 灌浆期控水会导致水稻的光合作用减弱,与对照（CK）相比,叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）分别下降15.12%~72.38%、25.32%~67.59%、5.93%~24.34%和29.62%~62.61%。灌浆期控水可增强水稻抗氧化系统酶活性,W₃的SOD、CAT和POD均最高,比CK依次高出77.78%、24.64%和14.24%。在灌浆期,控水下限越低,可溶性糖含量、脯氨酸含量越高,可溶性蛋白越低;W₃的可溶性糖含量是其他处理的1.35~2.32倍,CK可溶性蛋白含量高出控水处理6.72%~25.24%。CK最高产量为8 222.12 kg/hm²,比W₁、W₂、W₃增产16.37%~59.96%。与CK相比,控水处理耗水量下降56.06%~61.66%,水分利用效率提高38.65%~48.79%。【结论】 膜下滴灌水稻灌浆期控水对水稻的生理生化特性及稻米品质影响负显著,不宜控水,灌浆期灌水上下限分别设为5和10 cm水层,可保证水稻优质高产。     

不同促干剂对无核白葡萄干燥速率及感官品质的影响

【目的】研究不同促干剂对无核白葡萄干燥速率、色泽及感官品质的影响,为优化促干剂配方提供一定参考和指导。【方法】以4种自制的促干剂和从市场购买的伊兹木牌复配葡萄促干剂为材料,处理无核白葡萄,定时称量并计算水分比和干燥速率,干燥结束后测定色差数据、理化指标,分析感官品质,分析不同促干剂处理无核白葡萄的表现。【结果】干燥速率C₁>C₂>K>C₃>C₄;绿值C₁> C₂>C₄>K>C₃;使用C₁和C₃促干剂的葡萄干色差值明显高于促干剂C₂、C₄和K,促干剂K的色差值最小,C₁和K的色差值差值为2.53,C₃和K的色差值差值为1.85,都是较小色差,颜色区别明显;5种促干剂处理的无核白葡萄干重金属含量、微生物指标、水分、总糖和总酸等理化指标都符合相应的国家标准,且无显著性差异;感官品质评价,K>C₄>C₃>C₁>C₂。【结论】4种促干剂中用促干剂K处理无核白葡萄的效果最好,干燥速率快且比较均匀,干燥后的葡萄干品质佳、色泽碧绿、感官优。     

氮素指数施肥对设施薄皮甜瓜养分承载及氮吸收利用的影响

【目的】研究不同施氮方式对甜瓜植株养分承载及氮吸收利用的影响,分析合理施肥方式、浓度以及指数施肥对甜瓜的适用性,为设施甜瓜节本增效栽培提供参考。【方法】选取白莎密薄皮甜瓜为研究对象,设置不施肥处理CK、指数施肥处理(E₂、E₄、E₆、E₈、E₁₀)和平均施肥处理(C₂、C₄、C₆、C₈),分析养分承载和氮吸收利用情况。【结果】2种施肥方式各器官养分含量和积累量均随呈现相同的趋势。各器官养分含量均和地上部养分积累量分别以E₄(4 g/株)、E₆(6 g/株)最高全株各养分含量表现为钾>氮>磷,各养分均在指数施肥处理E₄(4 g/株)最高。随施氮量的增加甜瓜植株的氮、磷、钾养分在根、茎、叶和果中的分配向叶片和果实倾斜。指数施肥E₆(6 g/株)处理果实氮吸收量能达到107.88 kg/hm     

NaCl胁迫对不同耐盐性粳稻种质幼苗叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光可反映盐胁迫下植物光合机构防御机制的受害程度和抗逆性。通过分析盐胁迫对不同耐盐性粳稻种质叶绿素荧光特性的影响,揭示其诱导动力学特征,初步阐明叶绿素荧光相关基因调控粳稻种质苗期耐盐性的机制,为耐盐水稻品种筛选和培育提供理论依据。【方法】以8份耐盐、8份盐敏感粳稻种质为试验材料,于苗期在水培条件下分别测定两组种质0 mmol·L^-1和125 mmol·L^-1 NaCl胁迫3 d、6 d的叶片叶绿素荧光参数。通过主成分分析筛选关键指标,利用隶属函数和标准差系数赋予权重法综合评价各种质资源耐盐性,获得典型耐（敏）盐种质开展叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的表达特异性分析。【结果】与对照（CK,0 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）相比,盐胁迫（125 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）可显著降低粳稻种质的最大荧光产量（F_m）、原初光能转化效率（F_v/F_m）。与CK相比,耐盐种质的非光化学荧光淬灭系数（NPQ）和可变荧光的非光化学猝灭系数（qN）在盐胁迫3 d时显著降低,初始荧光产量（F_o）在盐胁迫6 d显著升高;盐敏感种质的光化学淬灭系数（qP）和qN在盐胁迫3 d时显著降低,实际光化学量子产量（Y）、NPQ、表观光合电子传递速率（ETR）在盐胁迫3 d、6 d时极显著降低。盐胁迫下F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与耐盐级别（STS）均呈极显著正相关,且在耐、敏盐种质间差异显著。通过主成分分析将8个叶绿素荧光参数转换为2个主成分,累积贡献率88.018%;结合各因子载荷大小筛选出F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR 5个关键指标,可将16份粳稻种质明确划分为耐盐组和盐敏感组两类。以两个主成分的隶属函数结合权重处理并累加计算盐胁迫下叶绿素荧光特性综合评价值D（D_CF）,并依此获得16份粳稻种质排名。采用Kinetic模式测定盐胁迫和正常生长（CK）条件下耐盐种质Cigalon、Bertone和盐敏感种质新竹8号、幸实的叶绿素荧光诱导动力学曲线。在CK条件下,4份粳稻种质表现为相似的曲线形状,斜率较大,P峰出现时间基本相同;盐胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,盐敏感种质的P峰迅速降低,M峰和曲线斜率逐渐变小;耐盐种质仍维持较高的P峰,M峰和曲线斜率与CK相比无明显变化。通过对综合排名第1的耐盐种质Cigalon和排名第16的盐敏感种质幸实NaCl胁迫不同时间叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的qPCR分析,结合叶绿素含量、耐盐相关叶绿素荧光参数的动态变化和相关分析,初步明确了OsHCF222和OsABCI7的差异表达与粳稻种质苗期耐盐性的关系。【结论】不同耐盐性粳稻种质的叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应不尽相同,F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与水稻苗期耐盐性密切相关;OsHCF222和OsABCI7的表达量直接影响了粳稻种质苗期耐盐性;在耐盐粳稻中,NPQ和F_v/F_m起关键作用,F_m可能在调节盐敏感粳稻耐盐性中发挥重要作用。     

苗期不同浓度多效唑处理对豫南粳稻秧苗素质及产量构建的影响

为探明苗期喷施多效唑对豫南粳稻调控的影响,本试验利用‘信粳1787’和‘南粳5718’2个品种粳稻,通过一叶一心喷施不同浓度的多效唑,其中浓度(以有效成分计)分别设M₀(0 mg/L)、M₁(40 mg/L)、M₂(80 mg/L)、M₃(120 mg/L)、M₄(160 mg/L)和M₅(200 mg/L)共6种施用水平。2020—2021年评估了不同浓度多效唑对其秧苗素质、干物质量、SPAD值及产量构成的影响。结果表明：随着浓度的增加,2 a 2个品种苗高都降低,根系增长,有利于分蘖的发生,拔节期、齐穗期和成熟期干物质积累量随着浓度的增加出现先增加后降低的趋势,SPAD值都有所增加;产量构成上,随着浓度的增加除穗粒数减少外,其他指标较对照都有所增加,其中‘信粳1787’各指标在M₄时最佳‘,南粳5718’在M₃表现较好。综上,喷施适宜浓度多效唑可提高水稻秧苗素质、干物质的量、SPAD值及产量。     

根瘤菌接种对减施氮肥条件下鹰嘴豆干物质积累及产量的影响

[目的]研究根瘤菌接种对鹰嘴豆生长发育的影响及减施氮肥条件下固氮效果.[方法]以木鹰1号为材料,设C1(根瘤菌A、1/2氮)、C2(根瘤菌B、1/2氮)、C3(根瘤菌A、不施氮)、C4(根瘤菌B、不施氮)和CK1(不接菌、施全氮)、CK2(不接菌,1/2氮)、CK3(不接菌,不施氮)共7个处理,测定各处理鹰嘴豆的根瘤鲜...     

谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应

【目的】鉴定谷子NADP-ME家族成员,研究不同成员对非生物逆境胁迫的响应,为揭示SiNADP-ME在谷子逆境应答信号途径中的作用奠定基础。【方法】 利用生物信息学方法鉴定谷子基因组中的NADP-ME家族成员。采用GSDS2.0、plantCARE、Clustalx、MEGA6.0等软件及网站ExPASy对鉴定成员蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qRT-PCR方法检测SiNADP-ME在苗期不同逆境、不同生育期干旱胁迫及不同光照强度下的表达情况。【结果】 谷子NADP-ME家族由7个成员组成,它们在谷子的第2、3、5、7染色体上呈不均匀分布。保守功能域分析显示7个基因都含有NADP-ME特征保守功能域。序列比对发现谷子NADP-ME成员之间序列非常保守,相似性较高,7个谷子成员序列一致性为77.30%,而不同物种NADP-ME序列之间相似性为56.52%。序列分析显示SiNADP-ME1、SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6序列较长,分别编码576、639、652和636个氨基酸,而SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7序列较短,分别编码213、265和149个氨基酸。基因结构分析显示SiNADP-ME1有2个可变剪切,SiNADP-ME5有3个可变剪切,其他基因无可变剪切。SiNADP-ME1、SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7含内含子较少,而SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6含内含子较多。蛋白参数预测显示谷子NADP-ME成员间分子量跨度较大,在161.94—725.43 kD,等电点为5.32—8.05,不稳定指数为23.01—45.01,脂肪系数介于89.19—107.77,平均疏水指数介于-0.218—0.004。亚细胞定位预测显示SiNADP-ME成员主要被定位在叶绿体、线粒体和细胞质中。顺式元件分析显示SiNADP-ME成员启动子区域主要包括激素类应答、逆境应答、光应答以及其他类生长调控相关的顺式元件。聚类分析发现谷子SiNADP-ME基因在单、双子叶植物分离之前就已存在。不同物种同源基因对在进化树中广泛存在揭示它们在进化上可能存在共同祖先,也暗示它们在某些信号通路中可能具有相似的功能。苗期逆境表达分析表明所有谷子SiNADP-ME家族基因表达量在本文应用的4种逆境胁迫下都被明显诱导。SiNADP-ME1在ABA、低温、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的460.53、411.50和15.24倍;SiNADP-ME6在ABA、低温、PEG、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的211.13、15.21、772.41和643.99倍。进一步分析表明SiNADP-ME1和SiNADP-ME6在拔节期、抽穗期和灌浆期干旱胁迫下表达量上调。【结论】 从谷子基因组中鉴定了7个NADP-ME基因家族成员;7个成员间序列非常保守并且都含有NADP-ME基因典型特征结构域;7个谷子NADP-ME家族基因参与了植物非生物逆境应答,特别是SiNADP-ME1和SiNADP-ME6可能在ABA、盐、干旱、低温等逆境应答信号途径中起重要作用。     

水稻冠层叶片SPAD数值变化特征及氮素营养诊断

建立水稻Oryza sativa氮营养诊断模型,实时反映水稻植株氮素营养状况,对水稻田间管理至关重要。于2015年在浙江省德清市开展田间试验,选择‘甬优538’‘Yongyou 538’和‘秀水134’‘Xiushui 134’作为代表品种,设置5个施氮水平0（N₀）,70.0（N₁）,140.0（N₂）,210.0（N₃）,280.0（N₄）kg·hm-2,通过研究不同施氮水平下2个水稻品种冠层叶片作物分析仪器开发值（SPAD）变化规律,探究5个不同施氮水平下植株氮质量分数的变化趋势,并利用归一化SPAD指数（I_NDSPAD14）估算植株氮质量分数。结果表明:顶4叶相较其他叶片更能指示水稻植株氮质量分数,归一化SPAD指数与N₀~N₄所有不同施氮量组别之间冠层叶片氮质量分数呈显著正相关（P < 0.05）,‘甬优358’水稻品种决定系数为0.69~0.96,‘秀水134’品种决定系数为0.64~0.94。该指数可以对水稻冠层叶片氮质量分数快速估测。     

水稻CSSL-Z481代换片段携带的穗部性状QTL分析及次级代换系培育

【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因控制,遗传基础复杂。染色体片段代换系(CSSL)可将这些复杂性状的QTL较准确地分解为单个孟得尔因子研究,且与育种工作紧密衔接,因而是理想的遗传研究和育种材料。【目的】前期以4代换片段的水稻染色体片段代换系Z481精细定位了一个易落粒基因SH6,但Z481与受体日本晴间还存在多个显著差异的穗部性状。明晰控制这些差异性状的QTL在代换片段上如何分布,并分解为单片段代换系,对目标QTL的图位克隆及应用于水稻分子设计育种有重要应用价值。【方法】利用受体亲本日本晴与Z481杂交构建的次级F₂分离群体以SAS9.3统计软件的混合线性模型(mixed linear model,MLM)法进行穗部性状QTL定位(P<0.05),然后,根据基因型和表型,从F₂选择42个单株在F₃株系利用MAS法培育单片段及双片段代...     

4种金色叶树木叶绿素荧光动力学参数对SO2胁迫的响应

采用人工模拟熏气的方法对金叶女贞、金叶莸、金叶风箱果和金叶红瑞木4种金色叶树种的2年生苗木进行不同浓度的 SO₂胁迫处理, 研究了参试树种叶片的叶绿素荧光参数和叶绿素含量变化特性,并采用模糊数学隶属函数法对其抗SO₂能力进行了综合评价。结果表明,随着熏气浓度的增加, 4种金色叶植物叶片的荧光参数 F_v/F_m、F_v/F_{0、ΦPSII、qP 均逐渐降低, F0和qN则逐渐上升。4树种荧光参数的变化幅度不同,其中,金叶红瑞木变化幅度最大,金叶女贞的变化幅度最小, 金叶莸和金叶风箱果介于两者之间。以叶绿素荧光参数评价4树种抗污染胁迫能力, 其中金叶女贞最强, 金叶莸和金叶风箱果次之,金叶红瑞木最弱。说明植物对SO2的吸收能力与其对该气体的抗性不完全一致。建议金叶女贞在尾气污染严重区栽培,而其它3种观赏植物应种植在轻污染区。}     

SO2引起巨峰葡萄采后落粒的共表达网络和转录调控分析

【目的】 二氧化硫（SO₂）处理可有效防治葡萄灰霉病和采后腐烂,但会导致浆果脱落,研究SO₂引起葡萄浆果脱落的分子机制,明确关键基因和转录调控机制。【方法】 使用SO₂处理‘巨峰’葡萄,分别在2、4和6 d进行采样并统计对照组（CK）和SO₂处理组的葡萄浆果脱落率。通过高通量测序技术对CK对照组和SO₂处理组‘巨峰’葡萄采后2、4和6 d的样品测序,以葡萄基因组作为参考基因组进行序列比对,利用TPM算法计算基因表达量,使用基因集富集分析（GSEA）、基因共表达网络（GCN）以及转录调控网络预测方法对转录组数据进行系统的分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术对其表达量进行验证。【结果】 SO₂处理能够显著诱导葡萄浆果脱落,2 d时,SO₂处理的葡萄浆果脱落率为9.88%,4 d时达到19.24%,且均显著高于对照组,6 d时脱落率达到38.25%,而对照组脱落率仅11.85%。通过GSEA分析,发现在CK组富集的GO生物过程主要与氧化应激反应、细胞壁代谢以及苯丙氨酸代谢通路相关,其中4 d时CK组富集到植物细胞壁组织、果胶代谢、细胞壁修饰、聚半乳糖醛酸等通路。在SO₂组富集的GO生物过程主要与能量代谢通路相关,其中2 d时在SO₂组富集到光合作用、四吡咯代谢、前体代谢物和能量的产生、葡萄糖代谢等通路。CK组富集的KEGG代谢通路主要有戊糖和葡萄糖醛酸的相互转换、半乳糖代谢、植物激素信号转导、柠檬酸循环（TCA循环）等,SO₂组有光合作用、柠檬酸循环（TCA循环）、糖酵解等。GCN将GSEA分析中的领头基因分为12个水平,水平4—9均富集到了能量代谢、糖代谢相关通路,其中水平4富集到激素反应、氧化应激反应。对GCN关键水平中的基因启动子序列进行转录调控预测分析,结果显示95个转录因子（TFs）与269个靶基因存在987对调控关系。WRKY14、WOX8、KUA1在SO₂处理下持续下调,MYB60、MYB73、ANL2、ERF2、DOF3.6、GATA25、WRKY57、KAN2、ATHB6在SO₂处理后持续上调。此外,MYB15、WRKY11、WRKY33、WRKY40、WRK75先上调后下调。ERF2、MYB60和WRKY40的转录调控网络发现调控的靶基因涉及细胞壁代谢、糖代谢等相关途径。qRT-PCR结果显示PME36和ERF2上调表达趋势相似,GAUT7、MYB60、UGE3上调表达趋势相似,此外,WRKY40在SO₂处理的2和4 d被诱导上调,PPME1、COMT1表达持续下调,SO₂处理4 d时LAC15被显著诱导上调。【结论】 SO₂诱导营养物质代谢、能量代谢、细胞壁代谢途径相关基因的表达,该过程受到多种转录因子调控,最终导致葡萄浆果脱落。     

花期盐水滴灌对10份番茄种质的主要性状影响及耐盐性评价

【目的】测定10个不同番茄种质的主要植株及叶片生理性状,筛选优异的耐盐碱种质,为优异耐盐新品种改良提供参考依据。【方法】以10个不同番茄种质为试材,采用花期盐水滴灌处理,以清水滴灌为对照,采用NaCl配置的盐水(6 ms/cm)全生育期滴灌盐胁迫处理。测定盐胁迫后番茄植株的株高、茎粗、相对叶绿素含量(SPAD)值、叶片丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性。【结果】花期盐水滴灌胁迫下,不同参试番茄材料的株高、茎粗和SPAD值均不同程度降低、可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT 酶活性不同程度提高。采用隶属函数法和主成分分析法对10个不同番茄种质的耐盐性进行综合评价,由强到弱依次为C₃>C₁>C₅>C₉>C₈> C₂>C₇>C₆>C₁₀>C₄。【结论】花期盐水滴灌胁迫导致所有参试番茄材料叶片氧化损伤发生,生长受到抑制,并通过渗透调节和抗氧化酶促系统响应盐胁迫逆境。不同番茄材料对盐水滴灌胁迫的敏感性和耐受性存在差异。材料的耐盐性由强到弱依次为C₃>C₁>C₅>C₉>C₈>C₂>C₇>C₆>C₁₀>C₄。     

移栽期对甘肃中部党参生长发育及产量的影响

探究移栽期对黄土高原半干旱区党参生长发育和产量的影响,以期为区域党参高产栽培提供理论依据。于2020年在甘肃省定西市进行党参分期移栽试验,设置3个移栽期,以传统移栽期为对照（CK,4月1日移栽）,设置较传统移栽期推迟5 d（T₁,4月6日移栽）和10 d（T₂,4月11日移栽）处理,并对不同移栽期党参生长发育、生物量积累特征和产量进行分析。结果表明,不同处理分枝期出现时间差异最大,T₂较CK、T₁分别推迟5、2 d,移栽期推迟,生长期缩短,参根进入快速生长的时间提前,起始生长势(C₀)增大,T₂较CK、T₁分别提高24.72%和6.65%;生长渐增期持续时间随移栽期的推迟而缩短,快增期持续时间差别不大;T₁处理参根平均生长速率(V_a)较CK、T₂分别提高3.73%、2.45%,快增期干物质积累量和生长速率均最高;地上生物量最大生长速率(MGR)表现为T₂>T₁>CK,T₂较CK、T₁分别提高17.29%、10.46%,C₀和V_a均最大,T₂处理C₀较CK、T₁分别提高7.74%、10.32%,V_a增幅分别为19.67%、12.30%;移栽期推迟,地上部不同生长期生长持续时间缩短,干物质积累量和积累速率增大,产量增加,CK、T₁、T₂处理产量分别为257.67、306.68、524.90 g/m²,T₂较CK、T₁分别增加104%、72%。研究结果可为黄土高原半干旱区党参优质栽培,提高气候资源利用率提供参考。