大豆GmMADS4基因克隆、亚细胞定位及功能分析

【目的】挖掘大豆Glycine max MADS转录因子家族成员GmMADS4基因信息，分析其结构及功能。【方法】通过生物信息学分析，对GmMADS4基因进行基因结构、编码蛋白信息、保守结构域、系统进化树以及互作蛋白预测等分析。利用烟草叶片瞬时转化法分析亚细胞定位，通过RT-qPCR进行组织部位及响应缺素的表达模式分析，利用下胚轴复合植株转化法分析超量表达GmMADS4对转基因毛根生长的影响。【结果】GmMADS4基因开放阅读框长732 bp，编码蛋白相对分子质量为28 000；保守结构域含有MADS-box和K-box，属于II型MADS家族成员，与拟南芥的AtAP3相似性较高；GmMADS4在大豆多个部位均有表达，且在花和种子中的表达量较高；缺氮和缺磷处理均显著增加GmMADS4在叶和根部的表达量；GmMADS4主要定位在细胞核，超量表达GmMADS4显著增加转基因毛根的可溶性磷含量。【结论】GmMADS4属于大豆II型MADS家族成员，具有核定位功能，可能在大豆种子和花的发育过程中发挥作用，并参与大豆根部缺磷响应及磷稳态调节。     

套作大豆合适的磷钾肥量

在"玉/豆"套作模式下,采用随机区组设计,研究磷、钾营养对套作大豆干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,完熟期套作大豆干物质积累总量及根、茎、叶、荚各器官干物质积累量均随施钾量增加而增加,随施磷量增加呈先升高后降低的趋势,且都以磷肥17千克/公顷,钾肥112.5千克/公顷处     

夏大豆秕荚症形成原因及防治对策

一、夏大豆秕荚症的形成原因（一）缺素型常见的有真叶发黄。自下向上黄化缺氮;有叶脉黄褐,茎细长,叶厚凸凹不平,狭窄的缺磷;有根短、根瘤少,植株瘦弱的缺钾;有顶芽枯死,上部叶掖中长出心叶不久也变黄。延迟成熟的缺钙;有叶肉上生出米黄色病斑,易脱落的缺硫：有大豆盛花期顶部心叶皱缩或扭曲。     

大豆施用芦荟多用途清洁剂的增产效果

对大豆施用芦荟多用途清洁剂的增产效果进行了研究。结果表明:大豆使用芦荟多用途清洁剂拌种、喷叶可增加叶绿素含量,促进生长,提高结实性,减少大豆的秕荚和一粒荚,使二、三粒荚增多,并能提高粒重,增产幅度达4.8%,且提前2d成熟。     

大豆鼓粒期初期摘顶对产量性状的影响

在庆阳市宁县和盛镇湫包头村(庆阳市农业科学研究院和盛科研基地)进行了大豆鼓粒期初期摘顶对产量性状的影响试验。结果表明:摘顶对大豆产量构成因素都形成了影响,能够有效增加大豆的单株荚数、单株荚粒数、百粒重和产量,较不摘顶分别增加18.1%、21.8%、21.8%和13.2%,能够有效降低无效荚数的比例,较不摘顶降低2.91%。说明大豆鼓粒期初期摘顶能够促进产量形成,提高大豆产量。     

植物生长调节剂S3307和DTA-6对大豆荚的生理代谢及GmAC的影响

【目的】荚是为大豆籽粒发育过程中提供同化物的暂存源器官。大豆荚脱落率高是制约大豆生产的重要因素之一,为进一步探讨化学控制技术提高大豆产量的内在机制,通过研究叶面喷施2种调节剂对大豆荚生理代谢及离区脱落纤维素酶基因（GmAC）表达的影响,为大豆高产、优质、高效栽培提供理论依据。【方法】以大豆品种抗线6号（Glycine max）为材料,在R1期叶面喷施60 mg·L^-1促进型调节剂2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）和50 mg·L^-1延缓型调节剂烯效唑（S3307）,以喷施清水为空白对照,于喷药后35、42、49和56 d选取处理和对照中的大豆豆荚,测定荚中可溶性糖、蔗糖、淀粉、丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）、脱落纤维素酶（AC）等生理指标。喷药后第5天用剪刀剥取同一处理大豆荚基部与茎相连离层区组织,采用RT-PCR方法测定脱落纤维素酶基因（GmAC）的表达量。【结果】除喷DTA-6后35 d处理的可溶性糖含量高于对照外,其余取样时期DTA-6和S3307处理均显著降低了荚中可溶性糖含量。在喷药后35-49 d,DTA-6和S3307处理荚皮中蔗糖含量低于对照,而在喷药后56 d高于对照。除喷S3307后42 d处理的淀粉含量低于对照外,其余时期DTA-6和S3307处理均增加了荚皮中淀粉含量。在喷药后35、49和56 d DTA-6和S3307处理降低了荚皮中MDA含量。在喷药后35、42和56 d DTA-6和S3307处理提高了荚皮中POD活性。S3307处理在喷药后35、49和56 d降低了荚皮中AC活性,DTA-6处理在喷药后42-49 d降低了荚皮中AC活性。DTA-6处理下调了大豆离区GmAC的表达量,而S3307处理大豆离区GmAC的表达量上调。DTA-6和S3307处理均有效地改善了大豆单株荚数、荚粒数、百粒重等产量性状,2012年和2013年产量分别比对照高6.23%、1.41%和4.83%、5.30%。【结论】DTA-6和S3307处理有利于大豆荚皮中同化物的转运和积累,提高保护酶活性,减少膜脂质过氧化产物,降低了荚脱落关键酶活性,2种处理均有利于大豆荚的建成,并最终提高了大豆产量,其中,以DTA-6处理大豆离区GmAC的表达量下调,DTA-6处理调控效果较好。     

大豆的主要病虫害及综合防治措施

1大豆病害 1.1大豆灰斑病 6月上中旬叶上开始发病,7月中旬为发病盛期。豆荚从嫩荚期开始发病,鼓粒期为发病盛期,7～8月份遇高温多雨年份发病重。主要为害叶片,也侵害茎、荚及种子,严重发病时几乎所有叶片长满病斑,造成叶片过早脱落,受害减产20%～30%,同时百粒重下降,品质降低。     

镁缺乏对黄瓜苗期生长及矿质营养吸收的影响

通过水培试验研究了镁缺乏对黄瓜苗期生长及磷、钾、钙、镁、铜、锰、铁和锌在根和叶片中含量的影响.结果表明:(1)缺镁显著降低黄瓜根、茎和叶干质量;(2)缺镁对根部磷含量没影响,但显著增加叶片中磷含量,达到2.11％;对根和叶片中钾含量没影响;显著增加根和叶片中钙含量,叶中钙含量可达73.7 g/kg;(3)缺镁显著增加了根和叶片中锰、铁、锌含量,尤其是根部的锰、铁和叶片中的锰、锌分别为对照的2倍以上;缺镁虽显著增加叶片中铜含量,但对根部铜含量无显著影响.     

不同施氮量下春大豆根系生长与花荚形成的关系

为揭示不同施氮量下春大豆根系生长与花荚形成的关系,大田条件下系统研究了0,75,150,225 kg/hm~24种施氮量对大豆花、荚期0~80 cm土层根系生长和开花、结荚动态的影响,并分析了根系生长与花荚形成的关系。结果表明:施氮显著增加花荚期0~80 cm土层总根系干物质、总侧根长和总侧根表面积,且均以150 kg/hm~2处理增幅最大;施氮明显延长花期,显著增加单位面积总开花数,提高13~18节开花的比例;施氮明显推迟始荚期,延长结荚期,增加荚数和总腔数。花期根干质量、侧根长、侧根表面积的增量与花数呈显著正相关,相关系数分别为0.998**,0.912,0.870;花荚期根干质量、侧根长、侧根表面积的增量与荚数呈显著正相关,相关系数分别为0.856,0.963*,0.968*。花荚期适量施氮肥,能促进根系健壮生长,增加花、荚数,进而提高大豆产量。     

磷钾对套作大豆干物质积累与分配及产量的影响

在玉/豆"套作模式下,采用随机区组设计,研究磷、钾营养对套作大豆干物质积累、分配及产量的影响.结果表明:完熟期套作大豆干物质积累总量及根、茎、叶、荚各器官干物质积累量均随施钾量增加而增加,随施磷量增加呈先升高后降低的趋势,且都以P2K3(P2O517kg爛hm-2,K2O 112畅5kg爛hm-2)处理最高;茎秆、叶片干物质积累量随生育时期均呈单峰曲线变化,各时期干物质积累量随施钾、施磷量增加的变化与干物质积累总量表现一致(苗期除外);完熟期干物质向荚果的分配比例随施钾量增加而增加,随施磷量增加呈先增加后减少的趋势,而向茎秆和叶片则表现为相反的趋势;增施磷、钾肥能够提高营养器官干物质向荚果的转移量、转移率及其对荚果的贡献率和产量,以P2K3产量最高,为2832畅04kg爛hm-2,显著高于其他处理.     

不同品种(系)油菜对锑的富集转运特性

采用大田试验方法，分析种植于锑污染农田中的29个品种(系)甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的生长及根、茎、叶、荚、籽粒吸收和转运锑的能力。结果表明：常香油3号的单株干质量(126.84 g)远高于其他供试油菜的，具有较明显的生长优势；油菜叶、荚、根、茎、籽粒中锑含量依次降低，叶中锑含量远高于其他器官的，是油菜中锑的主要富集部位，油菜茎、叶、荚、籽粒中锑含量与根中锑含量呈极显著(P<0.01)正相关，籽粒锑含量与根、茎中锑含量呈极显著(P<0.01)正相关，说明籽粒中锑主要随着油菜根和茎向上运输而不断积累；南油杂1号和米油518对锑的生物富集系数分别为1.11和0.06，分别为29个品种(系)中最高和最低的，分别属于高积累和低积累品种，它们籽粒中锑质量分数仅为0.38和0.22 mg/kg，两者均可作为锑污染土壤修复的优选油菜品种；茎到叶(TFSL)、茎到荚(TFSP)、茎到籽粒(TFSS)、根到茎(TFRS)、荚到籽粒(TFPS)、叶到荚(TFLP)、叶到籽粒(TFLS)的转运系数依次降低；籽粒锑含量与TFRS呈显著(P<0.05)正相关，与TFPS、TFLS、TFSS呈极显著(P<0.01)正相关，与TFSP呈极显著(P<0.01)负相关，说明油菜籽粒锑含量主要决定于荚和叶中锑向籽粒的转运能力。     

砷污染土壤不同比例客土对大豆生长和吸收砷的影响

为探究砷污染土壤的客土修复效果,利用在农业部岳阳实验站的微区试验,研究不同客土比例与方式对砷污染土壤的修复效果及其对大豆生长、吸收砷等的影响。结果表明:污染土壤与客土不同比例混合后能使土壤的砷含量不同程度降低,且其含量降幅与客土比例正相关,相应地,大豆对砷的吸收和累积量随客土比例的增加而减少。与对照(即污染土壤)相比较,污染土壤和清洁土壤比例为60∶40时,大豆地上部总生物量(含茎、叶、荚和籽粒)达到最大值,且根、茎、叶、荚和籽粒的砷含量分别比对照降低30.1%、45.3%、39.8%、66.9%和82.8%;其他不同客土比例处理下,大豆各部位的砷含量均与客土比例存在显著的正相关关系。研究表明,合适比例的客土可以降低土壤和大豆砷含量,并促进大豆生长。     

中美不同年代大豆品种农艺性状的比较

选用地理纬度相似的中国辽宁省、美国俄亥俄州新近育成的大豆品种,分别和中国辽宁省20世纪20年代老品种进行了农艺性状的比较研究。结果表明:中美大豆品种主要农艺性状遗传改进的共有趋势是主茎荚数、单株荚数、3粒和4粒荚率、单株粒数、单株粒重、百粒重、粒茎比、收获指数明显增加。株高、主茎节数、节间长度和分枝数显著降低。美国新品种的单株荚数、单株粒数和粒茎比的增加幅度明显高于同期的中国新品种。而中国新品种的百粒重显著高于美国新品种。施肥水平对不同年代大豆品种主要农艺性状也有一定影响,且美国新品种在高肥条件下比中国新品种表现出更高的增产潜力。     

大豆初花期施氮肥效果的研究

中等肥力的土壤上栽培大豆、接种高效的根瘤菌株后,在大豆初花期追施少量氮肥,既能充分发挥根瘤菌的共生固氮作用,又可补充大豆生育后期根瘤固氮和土壤供肥的不足,满足果荚发育过程中对氮素营养的高需求,达到提高产量之目的。试验表明,初花期每亩施3公斤尿素(45公斤/公顷),保证大豆后期的良好生长和发育,促进对氮、磷肥的吸收利用,增加了植株和籽实中氮、磷的含量,提高了大豆的品质和营养价值,增产显著,每亩增产24.4公斤大豆(366公斤/公顷),经济效益高。     

青海不同品种春油菜对硒的吸收、积累及分配规律

为了探讨青海省不同品种春油菜对硒的吸收、累积及分配规律,采用田间小区试验,以青海省普遍种植的3种不同品种春油菜为材料,测定春油菜主要生育期各器官硒含量和生物量。结果表明:不同品种春油菜对硒的累积能力不同,依次为青杂2号>青杂5号>青油14号;各品种春油菜根、茎、叶、籽粒、角果壳硒含量均在角果期—成熟期(第120天)达到最大值;根、茎、角果壳、单株硒累积量在角果期—成熟期(第120天)达到最大值;春油菜吸收的硒主要分配于生殖器官(籽粒和角果壳),尤以角果壳中分配的最多。可见,青杂2号对硒的吸收能力较强,角果期-成熟期(第120天)是春油菜吸收硒的关键时期,吸收的硒主要分配于生殖器官。     

高盐低pH值法提取大豆不同组织DNA的效果

以大豆品种吉农18和吉林47的叶片、种子和鼓粒期鲜豆荚为材料,利用优化的高盐低pH值法提取大豆基因组DNA,同时采用改良的SDS法和CTAB法进行提取,并对DNA的纯度、浓度及提取质量进行比较分析。结果表明,在以大豆种子和鼓粒期鲜豆荚为材料时,高盐低pH值法提取基因组DNA的效果最佳,其纯度及浓度均高于改良的SDS法和CTAB法,且该方法具有成本低、步骤简单、时间短、不使用或少用有毒试剂等优点,是一种高效、快速、经济的大豆基因组DNA提取方法。     

春大豆主要农艺性状的相关分析

以11个新疆春大豆品种为材料研究生育期之间,主要农艺性状之间,开花期、结荚期和鼓粒期的叶绿素含量与单株粒重之间,以及品质与单株粒重之间的相关性;苗期及盛花期显著正相关,结荚期与盛花期显著负相关,主茎节数、单株荚数、单株粒数及茎粗与单株产量显著正相关;开花期、结荚期和鼓粒期的叶绿素含量与单株粒重呈负相关,这可能与环境影响有关;粗蛋白、粗脂肪均与单株产量呈正相关.     

影响大豆遗传转化再生植株成活因素的初步研究

为了提高大豆再生植株的移栽成活率,以‘吉林35’、‘中黄28’、‘南农1138-2’经过农杆菌介导遗传转化大豆子叶节获得的再生植株为材料,对影响移栽成活率的因素作了初步研究。再生芽高于2 cm时,转入R1生根培养基上,10 d左右便可以生根。待根伸长到4 cm以上,并出现丰富的侧根,苗叶色浓绿,苗高达到4-5 cm时,移栽到蛭石、沙子、土肥3∶2∶1比例混合的基质中,在温室内,光照时间保持11-12 h,温度维持24-26℃,可以正常开花结果。不同大豆品种之间生长势有很大的差别,直接影响到再生植株的成活和结荚。生长势强的大豆品种,再生植株容易成活、结荚,可获得较多而且饱满的种子。     

不同磷效率大豆基因型苗期吸收氮磷钾的差异

选用磷低效大豆基因型D03、D05、D17和D18及磷高效大豆基因型D31、D34、D37和D38,采用土培试验,设高（＋P）、低磷（-P）2个处理,分析了不同磷效率大豆苗期吸收氮磷钾的差异。结果表明,（-P）处理下,不同磷高效率大豆基因型根茎叶吸磷量有所不同,根茎叶的干重与吸磷量呈显著或极显著正相关,与磷利用效率呈负相关,但未达到显著水平,根、茎和叶的吸氮量和吸钾量均呈下降趋势。低磷胁迫下,抑制大豆苗期植株对氮磷钾的吸收,但磷高效大豆基因型对低磷胁迫的适应能力明显高于磷低效基因型。     

转Bt基因大豆植株中Bt毒蛋白的表达

采用ELISA定量测定法研究了转Bt基因大豆不同生长时期不同器官中Bt毒蛋白含量的变化,结果表明：转Bt基因大豆不同器官在不同生育期Bt毒蛋白含量表现出较大的差异：大豆顶叶中Bt毒蛋白的表达随着大豆植株的生长不断加强,苗期顶叶中Bt毒蛋白的表达比较旺盛,在分枝期略有下降,且在分枝期保持在一个相对稳定的状态,在开花期时顶叶中的Bt毒蛋白含量又明显增加,直到成熟期;在相同生育期内,转基因大豆营养器官中Bt毒蛋白的含量高于生殖器官.根中的Bt毒蛋白含量最高,茎其次,叶中的Bt毒蛋白含量最低.花和幼荚器官中的Bt毒蛋白含量虽然相对低于其他器官中的Bt毒蛋白含量,但仍处于较高的水平.新生幼荚中的Bt毒蛋白含量在同时期的其它器官中含量最低,但是其Bt毒蛋白的含量在30d后开始迅速增加.