成熟期不同橄榄品种（系）果实代谢组及其差异

橄榄果实风味独特,富含多酚、黄酮、氨基酸等多种生理活性物质,这些物质与其风味品质关系密切。目前对橄榄果实代谢物进行系统研究的报道较少,为解析橄榄果实的主要代谢成分并对3个品质类型存在差异的品种（系）（‘长营’‘檀香’‘灵峰’）进行比较,以期为橄榄果实品质形成、优良品种选育等研究提供理论基础。采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组技术,测定3个橄榄品种（系）成熟期果实代谢物,并结合多元统计分析方法及3个品种（系）果实总酚、总黄酮、木质素含量数据进行分析,结果表明：‘檀香’总酚、总黄酮含量最高;‘灵峰’总酚、总黄酮及木质素含量最低;‘长营’总木质素含量则很高,与其化渣差的特点相吻合。利用广泛靶向代谢组学技术共检测出黄酮、酚酸类、氨基酸及其衍生物、有机酸、脂质、核苷酸及其衍生物、鞣质、糖及醇类、木质素和香豆素等13类524种代谢物,其中黄酮类代谢物数量最多,主要为槲皮素类、木犀草素类和山奈酚类。各品种（系）代谢物差异显著,主要的差异代谢物为黄酮类、酚酸类和氨基酸及其衍生物。‘长营’相比‘檀香’存在161种差异代谢物（上调代谢物116种、下调代谢物45种）,‘檀香’相比‘灵峰’存在164种差异代谢物（上调代谢物51种、下调代谢物113种）;‘长营’相比‘灵峰’存在146种差异代谢物（上调代谢物51种、下调代谢物95种）。差异代谢物KEGG通路富集分析发现,3个品种（系）中,‘檀香’的黄酮代谢及氨基酸代谢最为活跃,积累更多的槲皮素类、木犀草素类、山奈酚类、丙氨酸、丝氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等黄酮及氨基酸类物质;‘灵峰’较‘长营’的黄酮代谢相对较弱,黄酮类物质积累相对较少,这可能是造成‘檀香’橄榄风味更为浓厚,而‘灵峰’橄榄风味较为清甜的原因之一。     

不同基因型油菜耐铝性及其根系形态对铝胁迫的响应

本研究旨在为酸性土壤地区筛选耐铝毒的甘蓝型油菜,探讨不同基因型油菜苗期生长发育指标和生理指标的耐铝特性,分析铝胁迫对根系形态的影响。以81个油菜品种为材料,通过水培试验,设置铝浓度（AlCl3）0、100 μmol·L-1两个处理,对根系形态、株型、生物量、生理特性等13指标的耐铝系数进行相关分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同基因型油菜的耐铝相关指标,并分析不同耐铝类型的品种根系形态差异。结果表明,铝胁迫对不同基因型油菜苗期各单项指标有不同程度的影响,综合应用主成分分析、聚类分析和隶属函数法筛选出耐铝性较强的品种6个,耐铝性中等的品种65个,耐铝性弱的品种10个。不同直径范围根系对铝胁迫的响应不同,铝胁迫下,D1类根系（直径0.0～0.5 mm）的长度、表面积、体积、根尖数降幅最大,D3类根系（直径>2.0mm）各指标降幅最小,且铝敏感型品种不同类别的根系指标受铝胁迫的抑制程度大于耐铝型品种,其D1、D2（直径0.5～2.0 mm）、D3类根系的长度、表面积、体积、根尖数均少于耐铝型品种。因此,以综合指标对油菜耐铝性进行筛选与评价更为客观;耐铝型品种不同直径范围的根系受铝毒害的影响较轻,通过改变根系形态适应铝胁迫的能力更强,其根系拥有更多细根可能是耐性品种抗铝毒的一种作用机制。     

盐胁迫下不同耐盐性花生品种形态及生理差异研究

为深入探讨不同耐盐性花生品种的耐盐适应机制,分别对高度耐盐品种(花育25)、耐盐品种(花育22)和盐敏感品种(花育33)花生幼苗进行50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L及200mmol/L NaCl胁迫处理,研究不同花生品种在NaCl胁迫下植株形态发育、光合色素含量、活性氧代谢及渗透调节等相关指标的差异。结果表明:NaCl胁迫对花生地上部的抑制程度大于对根系的抑制,高度耐盐及耐盐品种的地上部受抑制程度小于盐敏感品种;随着NaCl浓度的增加,盐敏感品种的叶绿素及类胡萝卜素含量下降幅度明显大于高度耐盐品种和耐盐品种;NaCl胁迫下高度耐盐品种及耐盐品种叶片及根系具有较高的SOD、POD活性和较低的MDA含量,活性氧代谢能力较强,膜脂过氧化水平低;另外,高NaCl浓度下,叶片和根系中较高的可溶性蛋白及脯氨酸含量也是高度耐盐品种重要的耐盐适应特征。     

不同耐铝大麦品种对铝锰互作胁迫的生理响应研究

铝（Al）和锰（Mn）是限制酸性土壤作物生长的两大主要因素。以耐铝性差异较大的两个大麦品种为材料,研究了不同处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,与对照相比,铝毒害导致大麦根长下降,根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重大麦铝毒害。铝锰胁迫降低功能叶叶绿素含量和光合能力,复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和 超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片 MDA 积累量及铝敏感品种 POD 和 SOD 活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

干旱胁迫对花生生长发育和光合产物积累的影响

采用人工控制条件下的防雨棚土柱栽培试验,以不同抗旱类型花生品种为材料,设置充分灌水和中度干旱胁迫处理,对苗期、花针期、结荚期、饱果期和成熟期(播种后30d、50d、75d、103d和132d)5个生育时期地上部不同器官和根系物质积累的影响进行了研究。结果表明,随生育期的进行,除花育22号在全生育期干旱胁迫条件下呈渐升趋势至成熟期最大外,花育23号和花育25号2品种根系干物质积累量均呈"抛物线型"变化趋势。干旱胁迫使花育23号根系干物质积累量峰值出现在结荚期,而花育25号峰值滞后到饱果期。3品种根重和荚果干物质积累量大小顺序均表现为:花育25号花育22号花育23号;通过Logistic方程能很好地拟合各品种地上部各器官、根系及植株生长发育情况。干旱胁迫使花育22号和花育23号两品种最大生长速率(Vm)明显降低,花育25号明显升高,但3品种地上部植株物质积累最大速率出现的时间(Tm)均明显滞后;地上部叶片和茎Vm降低,Tm延长;干旱胁迫使花生光合作用降低,光合产物积累缓慢,植株生长发育迟滞。3品种表现出对干旱胁迫适应性的差异,花育23号品种对水分较为敏感,抗旱性较差,花育25号具有较强的抗旱性。     

干旱胁迫对不同类型花生根系生理特性及产量品质的影响

以干旱敏感型品种花育23号和抗旱型品种花育25号为材料,在防雨棚栽培池内进行土柱栽培试验,设置充足灌水和中度干旱胁迫2个水分处理,系统研究干旱胁迫对两花生品种根系生理生化特征及产量和品质的影响。研究表明,干旱胁迫处理下,两品种0-20cm土层根系中可溶性糖和脯氨酸积累量最大增幅出现的时间不同,花育25号对干旱胁迫的响应相对较早;干旱胁迫下,两品种0-20cm和20-40cm土层内根系活力在播种后30~50d增幅最大,花育25号和花育23号分别为203.62%、393.97%和74.62%、227.22%。干旱胁迫显著增加两品种籽仁蛋白质含量;花育23号脂肪含量和油酸/亚油酸(O/L)值因干旱胁迫而显著降低但对花育25号无显著影响。干旱胁迫显著降低两花生品种的荚果和籽仁产量,花育23号荚果和籽仁的减产率均在55%以上,而花育25号仅在38%以下。     

低磷胁迫下外源褪黑素对大麦幼苗根系发育的调控作用

为探究低磷胁迫下外源褪黑素（Melatonin,MT）对大麦幼苗根系生长发育调控作用,以磷敏感型大麦品种GN42为试验材料,设置正常磷（CK）、低磷和低磷添加MT 3个处理,比较分析了不同处理间大麦幼苗根系表型特征、解剖构造和相关基因表达量的差异。结果表明,低磷胁迫后大麦幼苗根系生长受到抑制,表现为根系总长度、表面积和体积均不同程度下降,且根冠厚度减少,活性氧(ROS)过量积累,花青素含量增加,根系磷转运蛋白相关基因Hvpht1;1上调表达,花青素合成基因Hvant和MT合成基因Hvcomt均下调表达。低磷胁迫下添加外源MT后,幼苗根系生长受抑制程度缓解,根系总长、表面积和体积均显著增加,根冠厚度也显著增加,ROS积累量明显变少,且3种基因都不同程度上调表达。由此说明,外源MT可以有效缓解低磷胁迫对大麦幼苗生长发育的不利影响,提高植株对低磷胁迫的适应性。     

花生基因型耐铝性生物学标定

根据植物耐铝性与其遗传的关系,在花生生态分类学四大类型中,选取40个不同基因型花生,通过组合式溶液培养试验、上培试验和田间试验,结果表明：（1）不同耐铝性花生品种具有不同的生物学特征,在根色、根形、根长、根系体积、植株生长量、叶色、叶形和荚果等具有明显差异;在植物细胞排列、细胞壁厚度、细胞形状以及细胞内的变化等也具有明显差异。（2）通过生物学标定,选择6个典型花生品种划分为高耐、中耐和敏感型三种耐铝基因型。（3）三种耐铝基因型在铅胁迫下,其浓度与花生主根长度、主根生长速率、根系体积、植株生长量和荚果发育量呈极显著负相关,其相关绝对值是敏感型＞中耐型＞高耐型。（4）三种耐铝基因型在溶液培养条件下,铝胁迫临介值分别为5．9、2．9和1．1mg／L,而在土培条件下,铝胁迫临界值（交换性铝饱和度）分别为12％、6％和1％左右。     

不同耐铝性大麦品种对铝锰胁迫的生理响应

为进一步明确大麦品种对铝锰胁迫的生理效应,研究了不同胁迫处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,铝毒害导致大麦根长和根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重了大麦铝毒害。铝锰胁迫降低了功能叶叶绿素含量和光合能力,铝锰复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片MDA积累量及铝敏感品种POD和SOD活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

不同加工阶段香草兰豆荚的广泛靶向代谢组学研究

采用基于LC-MS/MS的代谢组学方法,对加工过程中的香草兰豆荚中代谢物的动态变化进行研究。通过聚类分析、样本相关性分析和正交偏最小二乘判别分析表明鲜豆荚（FVB）与杀青豆荚（BVB）,发汗豆荚（SVB）与干燥豆荚（DVB）的组间差异比较小,其余各组的组间差异比较大。差异倍数分析表明,和FVB相比,其他豆荚上调的代谢物主要是黄酮类物质,并且以糖苷类物质为主。而下调的代谢物以核苷酸及其衍生物为主。火山图显示SVB与CVB差异显著的代谢物是最多的,有256种。FVB与SVB的上调差异显著的代谢物是最多的,有102种。只有FVB与BVB的上调差异显著代谢物的数量高于下调差异显著代谢物。当和FVB相比时,各阶段差异显著代谢物变化如下：上调的黄酮类化合物在BVB、SVB、DVB、CVB均包含黄酮、黄酮醇、黄酮碳糖苷、黄烷酮,而下调的还包含黄酮-木脂素;上调的脂质及其衍生物在SVB、DVB、CVB中包含脂质-甘油磷脂、脂质-甘油酯、脂质-脂肪酸,而BVB只包含脂质-甘油磷脂;上调的氨基酸及其衍生物在SVB中最高,达到12种,DVB、CVB阶段呈下降趋势,分别为7种和3种,下调的氨基酸及其衍生物随着加工的进行逐渐增多,陈化阶段多达16种。     

高产花生品种叶片衰老过程的生理变化

以花生品种粤油7号为材料,以早衰品种粤油5号为对照,对花生叶片衰老过程中N素代谢指标变化进行了研究。结果表明:花生生长期内叶片衰老过程中,硝酸还原酶(NR)活性、可溶性蛋白质含量、游离氨基酸含量、硝态氮含量呈单峰曲线变化,随着叶片的展开、成熟和衰老,先上升后下降,最先开始降低的是游离氨基酸含量,其次是硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白质含量,最后是硝态氮含量。     

不同种植模式的花生单粒精播密度研究

研究了春播和麦套2种种植模式下不同密度单粒精播对花生农艺性状和产量的影响。结果表明,精播密度对春播花生花育20号和麦田套种花生花育22号的主茎高、侧枝长均随着密度的增加而提高,而分枝数、单株结果数、双仁果率和饱果率均随密度的增加而减少。小粒花生花育20号的适宜密度大于大粒花生花育22号,两者适宜密度分别为22.5和21.0万穴.hm-2,比常规双粒穴播分别增产2.2%和4.1%。     

花生EMS诱变体系的探索及突变体鉴定

突变体创制对花生遗传改良和功能基因组学研究具有重要意义。为获得最佳诱变效果,本研究对不同基因型花生品种的EMS诱变条件进行摸索,发现花育22号、花育71、花育9301、狮头企和伏花生的最适诱变浓度分别为0.4%、0.5%、0.3%、0.5%和0.3%。通过对最适EMS浓度诱变处理下苗期芽长、株高、根长及根数目分析,发现5个品种虽然都能正常成苗,但均受到较严重的损伤。在预实验基础上,用浓度为0.4%的EMS溶液处理了大约5000粒花育22号种子,M1及M2世代性状调查显示突变群体表型丰富,出现株高、株型、荚果、籽仁、分枝数、叶形等表型变异株系,表型变异率为12.9%。本研究为花生遗传改良和功能基因组学研究提供了丰富的种质材料。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响

采用旱棚土柱栽培法,研究了不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,花生根系变长,直径变小,表面积增大,根尖数增多,根系活力下降,根系总吸收面积、根系活跃吸收面积增大,根干物质量、根冠比增大。不同生育时期相比,花针期和结荚期干旱对根系生长发育和根系活力的影响明显大于苗期和饱果期干旱,而根系总吸收面积和活跃吸收面积增幅显著低于苗期和饱果期,表明花针期和结荚期对干旱反应敏感;不同时期干旱明显降低了花生荚果产量,结荚期减产最大,其次为花针期和饱果期,苗期减产最小。     

铝胁迫下大豆根系有机酸积累的特性

为探讨铝胁迫对大豆根系有机酸累积的影响,以大豆品种粤春03-3为研究对象,通过水培方法进行不同时间的铝处理,分别测定大豆根系的相对生长率、以及距根尖0~2和2~4 cm根段的铝含量、苹果酸浓度、柠檬酸浓度和草酸浓度等。结果表明:铝处理明显抑制了大豆根系的生长。随着铝处理时间的延长,0~2 cm根段的铝含量明显降低,而2~4 cm根段的铝含量明显增加。另外,铝胁迫对不同根段的有机酸累积的影响也不同。铝处理6 h显著提高了大豆根系的苹果酸浓度,但对柠檬酸和草酸浓度均无明显影响。铝处理12 h后,0~2 cm根段中3种有机酸的浓度在铝处理和对照之间均无明显差异,但2~4 cm根段的苹果酸浓度和草酸浓度均明显高于对照。说明苹果酸和草酸在大豆根系铝毒的内部忍耐机制中起着重要作用。     

低温对花生种子发芽及幼苗生长的影响

在室内培养条件下,以青花7号花生品种为试验材料,系统研究了收获后低温对种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明,随着处理温度的降低,种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数降低,幼苗主根长度、侧根长度和侧根数量减少,根系活力降低,出苗率降低。处理温度达到-1℃即对种子发芽和幼苗生长造成明显不良影响,可作为花生种子收获后受低温危害的阈值。