氮素缓解花生干旱胁迫的生理和转录调控机制

干旱胁迫下氮素施用对植物生长发育具有重要的影响。为明确氮素提高花生抗旱性的生理和转录调控机制,本研究对施氮、干旱及旱氮同存处理下的花生生理指标和根系转录组进行了测定。结果表明,旱氮同存处理提高了干旱胁迫下花生生物量和叶片相对含水量。施用氮肥增加了干旱胁迫下花生根系的总酚和类黄酮含量,提高其过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低其丙二醛(MDA)含量,提高花生抗旱性。转录组分析表明,施用氮肥产生5396个差异表达基因,这些基因主要参与谷胱甘肽代谢、氮代谢和碳代谢相关过程及应激和防御反应。干旱处理和旱氮同存处理下,次生代谢物生物合成、运输和分解代谢及碳水化合物运输和代谢这两类功能差异表达基因富集。旱氮同存处理下酚类代谢物质相关的3种途径中有51个差异基因上调表达, 207个基因下调表达。由此表明,施用氮肥通过调控花生次生产物代谢、碳水化合物代谢等途径提高干旱胁迫下花生植株的抗氧化能力,从而提高花生的抗旱性。     

花生根际土壤细菌群落对干旱和盐胁迫的响应

为明确旱、盐及旱盐双重胁迫对花生根际土壤细菌群落的影响,本研究采用盆栽试验,通过16S rRNA基 因测序技术,研究了花生开花期干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下花生根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明,花 生根际土壤细菌群落均以放线菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、未分类菌目（norank_p__Sac⁃ charibacteria）、蓝藻纲（Cyanobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）和β-变形菌纲 （Betaproteobacteria）7个优势菌纲为主。干旱和盐胁迫处理均不同程度提高了α-变形菌纲和蓝藻纲的含量,且对蓝 藻纲的诱导效果较显著,推测蓝藻纲在提高花生胁迫耐受性方面具有重要功能。非生物胁迫影响根际土壤微域环 境,对花生根际土壤细菌群落结构具有调控作用。调节微生物群落结构,改良土壤微域环境,是提高植物胁迫耐受 性的有效途径。     

氮素供应水平对小粒型花生氮素代谢及相关酶活性的影响

花生籽仁蛋白质含量较高,研究不同品种花生各器官中氮代谢酶活性的差异及与籽仁蛋白质含量间的关系,可为花生优质高产提供依据.在大田高产条件下研究了氮素水平对小粒型花生各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响,结果表明,适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量,又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性,使其达到同步增加;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶的活性下降;N素施肥水平不改变花生植株各器官中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,但适量施N(B2、B3处理)使花生各营养器官中NR、GS活性提高;氮素水平对花生各叶片和籽仁中GDH活性的高低影响较大,但对茎和根中活性大小的影响则较小.     

非充分灌溉对不同花生品种渗透调节物质含量和抗氧化活性的影响

采用防雨棚池栽试验研究不同生育时期非充分灌溉对不同花生品种各生育期叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和保护酶活性的影响,旨在揭示不同花生品种在不同生育时期对非充分灌溉的响应机制。结果表明,苗期和花针期灌水后,叶片保护酶活性和渗透调节物质含量均有不同程度的降低,随生育期推进和土壤水分降低,其活性升高,但升幅因品种、保护酶和渗透调节物质类型有差异,2个品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量均以对水分最为敏感的花针期升幅较大,且‘花育25号’的SOD、CAT、可溶性糖和可溶性蛋白质(Pr)的升幅大于‘花育22号’;结荚期灌水后,各保护酶和渗透调节物质未表现降低。2个品种全生育期灌水处理与苗期灌水处理间的POD、SOD、CAT、SS、Pr和AA差异不显著,但2个品种两处理间Pro和MDA含量存在差异。全生育期水分胁迫条件下,SOD、CAT活性显著低于生育期灌水处理,但SS、Pr、Pro和MDA含量明显升高,尤以‘花育25号’变幅较大。POD活性对灌水时期响应相对较弱,SOD和CAT是花生适应土壤水逆境的主要保护酶。     

高产冬小麦硫素营养特性的研究

在田间条件下，冬小麦（丰抗１５）地上部硫百分含量的最大值在孕穗期，施硫处理为０．４０６％，对照为０．３６４％；最大累积量在灌浆期，施硫处理与对照分别为１０．９１８ｍｇ·株－１和１０．６６７ｍｇ·株－１；最大吸收强度在拔节至孕穗期间，两处理皆在０．４０ｍｇ·株－１·ｄ－１左右。施用硫肥可提高冬小麦的籽粒产量。形成百公斤籽粒需吸硫０．１５４ｋｇ～０．２２２ｋｇ．在拔节后的各生育期，硫素在茎鞘中的分配率高于叶片，生育后期则主要集中于穗部。成熟期穗中硫的含量占总量的比率大于５５％．     

花生品种苗期耐盐性评价与筛选

为明确不同花生品种耐盐性差异和筛选培育耐盐性品种,发展盐碱地花生生产,设置0％和0.3％(W/W)盐胁迫浓度处理,采用盆栽试验,对近年来推广应用面积较大的30个花生品种的出苗率、出苗速率、第一对侧枝长、植株高度和干质量等指标调查研究,通过聚类和主成分综合分析.结果表明:供试的30个花生品种其耐盐性划分为5种类型,即:高...     

起垄种植模式对花生生长发育和光合生理特性的影响

为探究起垄种植模式下,不同垄行数对花生植株生长发育、光合作用及产量的影响,设置一垄1行、一垄2行、一垄3行和一垄4行密度下不同垄行数种植方式田间试验,研究花生各生育时期农艺性状、光合效率及产量性状的变化。结果表明：垄行数显著影响主茎高、侧枝长和叶面积指数,但对分枝数影响不显著。一垄1行种植模式下,主茎高、侧枝长和叶面积指数峰值时较其他处理分别提高了4.02%~16.12%、3.07%~20.97%、28.33%~62.68%,一垄1行与一垄2行种植模式下花生净光合速率(Pn)显著高于其他处理,一垄2行种植模式下,花生Pn峰值滞后30天,其结荚期Pn较其他处理提高了11.24%~30.67%。一垄2行种植模式较一垄1行营养生长时间有所延长,光合积累量增加,产量提高了7.65%~24.52%。本研究结果为花生高产栽培提供了技术途径。     

种子大小与播种方式对花生生长发育、光合特性及产量的影响

以不同粒重的花生种子为试材,采用不同播种方式,研究粒重大小和播种方式对花生生长发育、光合特性及产量的影响。结果表明,单粒精播处理可使产量增加,与传统双粒穴播相比,在一垄两行播种方式下,相对大粒种子和相对小粒种子分别增产9.77%、4.19%;一垄单行种植方式下分别增产3.44%和2.77%。无论种子粒重大小,单粒精播处理的主茎高、侧枝长和地上部干物质积累量均显著高于双粒穴播,但其荚果干重、净光合速率和单株叶面积与双粒穴播间均无显著差异。相关分析表明,叶片干重、茎柄干重与单株叶面积间呈极显著相关关系;饱果成熟期与结荚期地上部干物重之差与产量间呈显著相关关系。采用垄作双行单粒精播模式,选用饱满粒重较小的种子,可达节本降耗、明显提高经济效益的目的。     

积温变化对济宁市夏花生生长的影响

利用济宁市1971-2010年的气象观测资料及夏花生生长发育资料,分析夏花生生育期间积温变化对夏花生结荚期、饱果成熟期和有效花终止期的影响.结果表明,济宁市1971-2010年夏花生生长期间（6月15日-10月5日,下同）≥15℃积温有升高的趋势,近二十年（1991-2010）麦茬夏花生生长期间≥15℃积温为2799.8℃,高于夏花生正常成熟所需的积温下限2600℃,夏直播花生覆膜栽培完全可以满足中早熟品种正常成熟对积温的要求;1971-2010年花生饱果成熟后期（9月20日至9月30日）≥15℃积温有升高的趋势,1991-2010年间≥15℃积温比1971-2010年的40年的平均值高6℃,11d的日平均温度高出0.55℃,利于饱果的形成.利用＞10℃有效积温计算夏花生可形成饱果的有效花终止期为7月30日,为适时化控,减少无效花、果数量,降低株高,防止倒伏,提高饱果率提供了依据.     

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。