外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗形态及生长的调控效应

【目的】探讨外源一氧化氮（nitric oxide,NO）对缺氮胁迫下棉花幼苗不同部位叶片以及不同直径范围根系等形态特征及生长情况的影响,分析不同浓度NO对棉花形态生长的调控效应,为外源NO调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】在光照培养室内采用水培方法,以农大棉8 号为供试品种,设7 个不同处理,其中以Hoagland全营养液培养的棉花幼苗为对照（CK）,以缺氮Hoagland营养液培养的棉花幼苗为外源NO处理对象,利用外源NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）处理棉花幼苗,设置6 个浓度梯度0 μmol·L^-1（T0）、50 μmol·L^-1（T1）、100 μmol·L^-1（T2）、200 μmol·L^-1（T3）、500 μmol·L^-1（T4）和1 000 μmol·L^-1（T5）,研究不同NO水平对缺氮胁迫下棉花幼苗叶面积、根系形态、耗水量及干物重的影响。【结果】缺氮胁迫抑制棉花幼苗地上部以及地下部的生长,抑制棉花幼苗叶片数和叶面积的增加,降低了幼苗细根（0.05-0.20 mm）、中等根（0.2-0.45 mm）的根长、根表面积、根体积,减少了耗水量以及干物重。不同浓度外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗地上及地下部生长情况的影响不同。低浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能缓解缺氮胁迫对棉花幼苗的伤害,显著促进棉花幼苗上部和下部叶片的生长,促进细根和中等根生长,增加细根和中等根的根长、根表面积及根体积,增加棉花幼苗耗水量,显著增加幼苗干物重。当SNP浓度大于100 μmol·L^-1后,随浓度增加,其缓解作用下降。幼苗叶片数、上部和下部叶片的叶面积、细根和中等根的根长、根表面积、根体积、耗水量以及干物重均下降。综合分析认为氮素缺乏环境下,不同浓度外源NO通过影响棉花幼苗地上部以及根系的生长来缓解缺氮胁迫,以100 μmol·L^-1 SNP处理的棉花幼苗生长最好,而高浓度的SNP则加剧缺氮胁迫对棉苗的抑制。【结论】缺氮胁迫下棉花幼苗长势减弱,适宜浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能够在一定程度上缓解缺氮胁迫对棉花幼苗造成的伤害,促进棉花幼苗地上和地下部的生长,提高棉花幼苗对缺氮胁迫的耐性。其中以100 μmol·L^-1 SNP缓解效果最显著。     

耕作方式对棉花不同部位果枝叶衰老生理特性的影响

 以转Bt基因抗虫棉33B、杂交抗虫棉农大棉6号为材料,以翻耕、旋耕、免耕三种不同耕作方式为处理,对棉株不同部位果枝叶的生理特性进行了研究。结果表明：翻耕、旋耕、免耕处理不同部位果枝叶的叶绿素、蛋白质含量依次降低,MDA含量依次升高,并且这一规律在两品种上的表现一致。表明翻耕利于延缓果枝叶衰老,免耕果枝叶衰老现象最重,旋耕居中。农大棉6号中后期叶绿素和蛋白质的含量高于33B,MDA含量低于33B,说明农大棉6号抗早衰能力强于33B。     

棉花不同叶位主茎叶衰老特征的研究

 在大田条件下,研究了棉花不同叶位主茎叶在盛铃末期的衰老状况。以转基因抗虫棉33B为材料,测定全部主茎叶的主要生理生化指标,以分析不同部位叶片衰老的差异。结果表明,（1）盛铃末期是主茎功能叶片从旺盛生理功能到衰老的转折时期;（2）从主茎上部第1叶到下部的第10叶叶绿素含量、蛋白质含量、SOD活性呈下降趋势,MDA含量、POD活性呈上升趋势;（3）盛铃期调控棉花叶片的衰老应以主茎中部轻度衰老叶片为诊断和调控主体。     

干旱对棉花主茎叶片内源激素含量与平衡的影响

以鲁棉研28为试验材料,设置了干旱(土壤相对含水量RWC60%)和对照(RWC同常规棉田)2种处理,采用酶联免疫吸附法测定棉花主茎叶内源激素的含量。结果表明,2种处理下ZR含量变化呈单峰曲线,干旱出现的峰值极显著高于对照,但晚于对照;干旱处理下GA3含量出现2次峰值,说明较早进入生殖生长期;IAA含量的变化趋势差异不明显,干旱使中期叶片IAA含量显著提高;干旱处理下ABA含量前期出现一较高峰值,中后期缓慢上升,促进早衰。另外,干旱也改变了棉花主茎叶片ZR/ABA、GA3/ABA、IAA/ABA和(ZR+GA3)/ABA的动态平衡。干旱使ZR在功能期发挥作用的时间延长;GA3/ABA在激素平衡互作中关系密切;干旱处理下IAA/ABA前期较低,中后期升高,说明水分缺乏并不影响IAA和ABA在棉花生育后期发挥重要生理作用。     

不同氮营养水平对转基因棉花叶片衰老生理特征及微量元素含量的影响

近年来随着转基因棉花的大面积推广,棉花早衰发生加重,已经成为制约棉花生产的重要因素。棉花早衰一般导致产量损失10%左右,严重早衰的产量损失达20%以上。叶片是棉花最重要的源器官,棉花全株干物质的90%以上源于叶片,叶片衰老过早或过晚都会对棉花产量和品质造成不利影响。因此,研究棉花叶片衰老特征与机制,探索延缓棉花衰老的途径具有重要的现实意义。以转基因抗虫棉33B为材料,在田间条件下,研究了3个不同氮素（纯N）水平（低氮0 kg/hm2、中氮189.5 kg/hm2和高氮395.0 kg/hm2）棉花衰老过程中叶片生理生化指标以及叶片微量元素含量的差异,并通过这些差异分析了氮素对棉株衰老的影响效应,以明确大田条件下土壤氮素含量水平对棉花生长过程中叶片生理生化指标和叶片微量元素含量的影响。结果表明：与中氮和高氮处理相比,低氮处理叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和光合速率等均较低,MDA含量较高,从旺盛生长期甚至更早期各生理生化指标开始表现差异。在本试验条件下,低氮处理降低了棉株体内的锌和锰含量,增加了铜含量;高氮有利于提高锌和锰含量;适当的施氮量能够控制对铜的过度吸收。土壤氮素含量与棉花衰老密切相关,低氮处理加速降低叶片的生理活性和叶片微量元素含量,造成早衰;中氮和高氮水平以及补充微量元素能够延缓棉花衰老现象。本研究为调控棉花早衰和提高棉花产量提供了科学依据。     

精品课程《农学概论》建设的探索与实践

为了提高服务于农业综合性人才的培养水平,对精品课程“农学概论”从教师队伍、教学文件库的建设、教学模式以及学生考核方式改革等方面进行积极建设,开展了大量实践工作,取得了阶段性的成果.建设中注重青年教师培养,加强教师团队质量;教学内容不断丰富、教学模式不段改进,逐渐使课程形成一定的教学特色;编写本课程相对应的教材,完善教材...     

水分胁迫对棉花光合产物在下部“铃–叶系统”中运转分配的影响

为了解棉花叶片光合产物在干旱环境下的运转分配规律,在防雨棚中设置不同水分条件对棉花进行了研究。通过利用14CO2在棉花的盛蕾期、盛花期对棉花下部主茎叶片进行饲喂,研究在严重胁迫(SS)、中度胁迫(MS)、以及对照(CK) 3个不同水分处理环境下14C光合产物在棉株下部“铃–叶系统”中的运转与分配特征。结果表明, 随着水分亏缺程度的加重,14C光合产物在标记叶中滞留量增加,向外输出量减少;所产生的光合产物向幼铃和根部输送的比率增加,向成铃与主茎生长点的分配比率下降。对纤维品质的测定结果表明,在棉花生长的前期,适当的干旱胁迫不会对纤维品质造成显著的影响。     

种子粒度对棉花盛花期之前生长发育的影响

种子粒度(种子体积的大小和饱满度的综合)是衡量种子质量的重要指标之一,前人在不同植物上已做过许多相关研究,多是集中在种子发芽、苗期生长进程和产量等方面,报道结果不尽相同,并且棉花在这方面的研究较为缺乏。为进一步探明种子粒度对棉花生长发育的影响,2004年以大粒饱满、大粒不饱满和小粒饱满种子为处理,研究     

祁白芷生理指标和药效成分的动态变化及其相关性分析

试验研究了祁白芷生理指标和药效成分的动态变化及其相关性。结果表明:在祁白芷生长90~165 d期间,生长旺盛期叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉、香豆素含量较高。在生长165~190 d期间,生长中心转向地下部,叶片中各指标含量呈下降趋势,根中各指标含量增加迅速,是祁白芷植株中各生理指标和药效指标积累的主要时期。从生理指标和药效指标的相关性来看,根中可溶性糖、可溶性蛋白与香豆素含量呈负相关,叶片中淀粉与香豆素含量呈正相关,因此通过一些处理来改善器官中可溶性糖、可溶性蛋白质、淀粉的含量可以提高祁白芷主要有效成分的含量。     

不同施氮水平下棉花叶片最大羧化速率的高光谱估测

植物叶片最大羧化速率(Maximum Carboxylation Rate,V_(cmax))是表征植被光合能力的重要参数之一,研究叶片V_(cmax)对氮素的响应对预测植被光合作用和未来植被生产力具有重要意义。该研究以国欣棉9号为试验材料,设置4个施氮水平,测定棉花不同生育时期叶片生理参数和叶片反射光谱,探究V_(cmax)与生理参数及光谱指数的关系,建立叶片V_(cmax)最优反演模型。结果显示,棉花叶片V_(cmax)在苗期至蕾期不受施氮水平的影响,随着生育进程的推进,氮素逐渐成为影响叶片V_(cmax)高低的主要因素之一。此外,叶片V_(cmax)与含氮量的相关程度最高,远高于叶片V_(cmax)与叶绿素、比叶重的关系。对叶片V_(cmax)与光谱指数进行回归分析发现,由蓝光和红边波段组合的光谱指数能较好的预测叶片V_(cmax),其中表现最好的为归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI697,445)和比值植被指数(Ratio Vegetation Index,RVI445,694),决定系数(R~2)均大于0.75。最后,以生理参数和光谱指数为基础,采用一般线性回归和多元逐步回归构建棉花叶片V_(cmax)估算模型,结果表明,由RVI445,694、光化学植被指数(Photochemical Vegetation Index,PRI)、修正型归一化差值植被指数(Modified Normalized Difference Vegetation Index,m ND705)所构建的多元逐步回归模型精度最高(R~2=0.809, RMSE=16.93μmol/(m~2·s)),叶片含氮量和叶绿素所构建的多元逐步回归模型次之(R~2=0.801,RMSE=17.01μmol/(m~2·s)),高于其他单变量线性回归模型。研究表明,利用高光谱指数可以有效地估测棉花叶片最大羧化速率,结果可为叶片V_(cmax)准确反演和评估光合能力提供支撑。