植物抗寒分子生物学研究概况及展望

低温寒害作为一种重要的环境因子,直接影响着农作物的产量及分布面积。提高农作物的抗寒能力,对于农作物稳产增产以及扩大种植面积具有重要的理论和现实意义。随着分子生物学技术水平的不断提高,基因工程手段越来越多的应用到植物抗寒遗传改良中。诸多抗寒基因被陆续克隆,相关抗寒分子调控机制也逐渐明确。但由于植物抗寒性是复杂的数量性状,多种抗寒相关基因的相互作用、抗寒贡献率以及与环境的互作关系仍不十分明确。本文对植物抵御低温胁迫过程中相关基因的分类、特点及其分子机制等方面进行了综述,同时针对抗寒研究中存在的问题进行了阐述,为植物抗寒分子机制的明确和抗寒基因工程育种提供重要参考。     

不同磷肥用量对绿芦笋产量及营养品质的影响

2008年3~7月在西辽河平原的内蒙古民族大学实验农场,以4年生芦笋阿波罗(Asparagus officinalis L.cv.Apollo)为试材,研究了不同磷肥用量对绿芦笋产量及营养品质的影响。结果表明,施磷量在0~90 kg hm-2的范围内,绿芦笋产量随施磷量的增加呈先升高后略有降低的变化趋势,单支重和支数均有不同程度的增加。随着磷肥用量的增加,叶绿素a、叶绿素b的含量增加,而类胡萝卜素的含量变化不大;采笋后期叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均明显地高于采笋前期和中期。可溶性糖、粗蛋白和可溶性蛋白含量总体上随着施磷量的增加而增加;矿质元素含量在一定施磷水平下较高,高量施磷和不施磷处理含量均较低。在试验条件下,施磷量在72 kghm-2下,具有较高的产量和较好的营养品质。     

高产高效栽培下春玉米生育后期冠层结构及其光合特性的研究

以郑单958为供试品种,设高产高效栽培（GCGX ）和农户传统栽培（CK ）2个处理,于2012年和2013年连续2a进行田间试验,测定春玉米生育后期冠层结构及其光合特性的变化规律。结果表明：吐丝期和乳熟期株高、穗位高产高效栽培略高于农户传统栽培。与农户传统栽培相比,高产高效栽培春玉米叶面积指数较大,在生育期上表现为吐丝之后更为明显,在叶位上表现为棒三叶以下叶片最为突出;不同叶位的叶倾角高产高效栽培显著小于农户传统栽培,而叶向值均显著大于农户传统栽培,在棒三叶表现最为明显;高产高效栽培生育后期净光合速率显著高于农户传统栽培,冠层光合能力极显著高于农户传统栽培。高产高效栽培下春玉米产量为14．009 t· hm－2（2012）和13．255 t· hm－2（2013）,均极显著高于农户传统栽培。     

超高产栽培下磷肥运筹对春玉米根系特性的影响

以金山27为供试品种,研究了超高产栽培下不同施磷量（P2O5 0、100、150和200 kg/hm2）和施用方式（传统施磷和分层施磷）对春玉米根系特征及产量的影响。结果表明,根重、4060 cm土层根幅及根系活力均随施磷量的增加而增加,根系SOD和POD活性随施磷量的增加而提高,MDA含量则随施磷量的提高而降低。同一施磷水平下,分层施磷不仅能促进春玉米根重的增加和下层土壤中根条数的增多; 同时能延缓生育后期不同土层中根系活力下降,提高根系SOD和POD活性,降低MDA含量。在100 kg/hm2施磷量下,分层施磷较传统施磷增产7.1%,产量差异达到5%显著水平; 在150 kg/hm2和200 kg/hm2施磷量条件下,分层施磷与传统施磷的产量差异不显著。     

不同栽培模式下春玉米生育后期冠层生理特性研究

以金山27为供试品种,通过连续2年的田间试验,研究农户(NH)、高产高效(GCGX)、再高产(ZGC)和再高产高效(ZGCGX)4种栽培模式下春玉米冠层生理指标的变化规律,为进一步提高玉米产量提供理论依据。结果表明:不同生育时期和层位春玉米叶片叶绿素含量均为ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,棒三叶差异最大。不同叶位叶片叶绿素含量均为吐丝期高于乳熟期。吐丝期和乳熟期春玉米净光合速率均表现为:ZGCGX>NH>GCGX>ZGC。吐丝期各栽培模式间差异不显著;乳熟期ZGCGX模式与NH差异不显著,但均显著高于GCGX、ZGC模式。吐丝期和乳熟期春玉米冠层光合能力表现为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,ZGCGX模式与GCGX、ZGC和NH模式均达极显著水平。吐丝后40 d内,各层位叶片SOD酶活性均为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH。POD酶活性为ZGCGX栽培模式略高于GCGX栽培,而显著高于ZGC和NH模式,且随叶位降低差异增大。各层位叶片的MDA含量为NH模式最高,ZGCGX模式最低。     

施磷深度对春玉米干物质及磷积累与转运的影响

以郑单958为供试品种,在土柱栽培条件下,以不施磷肥为对照,研究了6 cm(T6)、12 cm(T12)、18cm(T18)和24 cm(T24)4个施磷深度对春玉米干物质及磷素养分积累与转运的影响。结果表明:随着施磷深度的增加春玉米干物质积累量和籽粒产量呈先升后降的趋势,均以12 cm施磷深度处理最大,6 cm施磷深度处理次之,24 cm施磷深度处理最小;叶和茎鞘干物质转运量、转运率以及对籽粒贡献率均以6 cm施磷深度处理最大,各处理之间大小为T6T12T18T24CK;器官磷含量、磷积累量以12 cm施磷深度处理最大,各处理之间大小顺序为T12T6T18T24CK;磷转运量、转运率和转运对籽粒贡献率总体上以6 cm施磷深度处理较高,6 cm施磷深度叶的磷转运量、转运率和转运对籽粒贡献率分别比其它处理高5.6%~59%、9.8%~12.6%和11.3%~35.6%;6 cm施磷深度茎鞘的磷转运量、转运率和转运对籽粒贡献率分别比其它处理高9.0%~65.4%、9.0%~10.2%、14.9%~50.3%,磷肥偏生产力、磷吸收效率和利用效率均以12 cm施磷深度处理最大,且与其他处理间差异均达到显著水平,表明适度增加磷肥施用深度是提高磷肥利用效率的有效途径。     

浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响

为研究浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响。以‘农华101’为供试品种,在浅埋滴灌条件下,灌溉定额设1600 m³/hm²(W1)、2000 m³/hm²(W2)和2400 m³/hm²(W3)3个处理,以传统畦灌灌溉定额4000 m³/hm²为对照(CK),于2017和2018年进行田间试验。结果表明,W1、W2处理与CK之间的玉米籽粒产量差异不显著,W3处理显著高于CK;各处理灌溉水利用效率均显著高于CK。玉米根干重,0~20 cm土层吐丝期2017年浅埋滴灌各处理均显著低于CK,2018年W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,0~20 cm土层完熟期2年均表现为W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著;20~40 cm土层吐丝期和完熟期均表现为W1处理显著低于CK,W3、W2处理与CK之间的差异不显著。株、行间根幅10、20 cm土层处处理间差异不显著;30 cm土层处行间根幅W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著,株间根幅各处理均显著低于CK。根条数吐丝期10 cm土层处W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著,20 cm土层处W2、W3处理显著高于CK,W1处理与CK之间的差异不显著;乳熟期10、20 cm土层处均表现为W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著。根系活力各处理均低于CK,处理间随着灌溉定额的增加而增大,随着土层的加深差异逐渐减小;SOD、POD酶活性0~20 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著,20~40 cm土层吐丝期SOD、POD酶活性W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,乳熟期SOD酶活性表现W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,POD酶活性W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著;MDA含量0~20 cm土层吐丝期处理间差异不显著,乳熟期W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,20~40 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著。浅埋滴灌节水灌溉使玉米根系在土壤表层分布比例增加,适当增加灌溉定额有利于提高玉米根条数和根系酶活性,可为水肥利用效率的提高创造条件。本研究可为玉米浅埋滴灌高产高效栽培提供依据。     

豆米轮作对春玉米土壤固氮细菌群落结构及多样性的影响

为探明大豆-玉米轮作对土壤固氮细菌的影响，以玉米连作为对照(MMM)，以nif-H基因为指示，采用高通量测序技术，分析大豆-玉米2年轮作周期(MSM)和大豆-玉米-玉米3年轮作周期(SMM)下土壤固氮细菌群落结构及多样性。结果表明：大豆-玉米轮作下0～20、20～40 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮均显著增加。固氮细菌的Chao1指数和ACE指数在0～20、20～40 cm土层均为轮作高于对照，轮作下MSM显著高于SMM;Shannon指数和Simpson指数在0～20 cm土层轮作显著高于MMM;20～40 cm土层MSM显著高于MMM。在门水平上，MSM和SMM的0～20、20～40 cm土层变形菌门的相对丰度均高于MMM。在属水平上，2个轮作类型0～20 cm土层的慢生根瘤菌属、弗兰克氏菌属和纤毛菌属相对丰度显著较高；20～40 cm土层慢生根瘤菌属、伪食酸菌属、地杆菌属和固氮弧菌属相对丰度显著较高；MSM 0～20、20～40 cm土层慢生根瘤菌属、甲基孢囊菌属和固氮弧菌属较SMM均提高。方差分析表明，固氮细菌丰度指数（Chao1和ACE指数）与有机质、碱解氮...     

浅埋滴灌下水氮减量对春玉米干物质积累及水氮利用效率的影响

2017～2018年,以传统畦灌常规施氮为对照,采用大田裂区试验,以传统畦灌常规灌量40％(W1)、常规灌量50％(W2)、常规灌量60％(W3)为主处理,以常规施氮量50％(N1)、常规施氮量70％(N2)、常规氮施量(N3)为副处理,研究浅埋滴灌下水氮减量对春玉米干物质积累及水氮利用效率的影响.结果表明,浅埋滴灌下...