NaCl和Na2SO4胁迫对白菜型冬油菜种子萌发的影响及其耐盐性分析

以6个耐盐性不同的白菜型冬油菜种子为材料,将NaCl和Na_2SO_4按摩尔比1:1混合,设浓度为0(CK)、45、90、135、180、240 mmol·L~(-1)6个处理,测定其对种子萌发和生长参数的影响,研究不同冬油菜种子萌发时的耐盐能力,以期为耐盐冬油菜的筛选提供依据。结果表明:(1)45 mmol·L~(-1)和90 mmol·L~(-1)盐浓度对种子萌发的影响不明显;135 mmol·L~(-1)和180 mmol·L~(-1)盐浓度明显抑制了种子萌发,表现为种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长、胚芽长、鲜重和干重均随盐浓度的增大而明显降低。因此,135~180 mmol·L~(-1)盐浓度可认为是耐盐性鉴定的适宜范围。(2)不同指标对盐胁迫的敏感程度差异较大,发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重与盐浓度均为极显著负相关,对盐胁迫最为敏感。(3)3个耐盐冬油菜ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的种子发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重的耐盐临界值显著高于原有品系平油1号、10-191和ky-NDJ。ky-1、ky-10-191、ky-NDJ的耐盐临界值分别为133.895、123.264、107.399 mmol·L~(-1),而平油1号、10-191、NDJ的耐盐临界值分别为117.394、103.947、93.834 mmol·L~(-1)。用隶属函数法综合评价,耐盐性强弱顺序依次为ky-1ky-10-191平油1号kyNDJ10-191NDJ。可见,ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的耐盐性较平油1号、10-191和NDJ均有所提高。     

北方不同生态区白菜型冬油菜农艺性状变化分析

为了进一步研究白菜型冬油菜在北方不同生态地区的生长发育特性,明确冬油菜北移的适应区域,扩大冬油菜的种植区划,本研究通过分析18个冬油菜品种在17个不同生态区5 a的农艺性状变化,用适定性参数法、变异系数法分析其稳定性,用隶属函数法综合评价不同品种的农艺性状。结果表明,白菜型冬油菜在北方地区种植,能够安全越冬的地区农艺性状均很优良,且优于胡麻和春油菜等同类型的其他油料作物;品种间、年份间变化不明显,稳定性高。影响冬油菜农艺性状的主要因子是温度,其次是海拔、纬度、越冬率等。北方地区冬季寒冷,极端低温低、低温来临时间早、持续时间长,昼夜温差大,这些气候特点决定了冬油菜农艺性状在不同的生态地区间差异十分明显。与冬油菜原种植北界甘肃省天水市(北纬34°6′)相比,在北纬36°以北的高纬度地区(气温较低)白菜型冬油菜的株高、分枝部位明显降低,分枝数减少;且因花期冻害存在分段结实的现象,突出的表现为主花序长,而主花序角果数少且分布不均匀。但这些地区籽粒灌浆期相对低温,灌浆期较长,且昼夜温差较大,降低了呼吸消耗,因此角粒数和千粒重明显增加。在新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐市(北纬43°77′)、塔城市(北纬46°74′)、拜城县(北纬41°82′)等极端寒冷的地区,由于冬春季积雪覆盖,减弱了冬季冻害和春季干旱,反而农艺性状优良,是发展冬油菜的潜在产区。因此,白菜型冬油菜在北方地区种植是可行的,能够安全越冬的地区冬油菜均能正常生长,农艺性状优良,且由于角粒数和千粒重存在潜在优势而使冬油菜具有发展潜力。     

白菜型冬油菜质外体抗冻蛋白研究

为探明冬油菜抗寒机理,采用大田试验和盆栽试验,对低温胁迫的白菜型冬油菜品种‘陇油6号’叶片和根的质外体蛋白进行抗冻活性检测,通过SDS-PAGE分离质外体蛋白并结合MALDI-TOF/TOF质谱技术对部分高表达蛋白进行了鉴定。结果表明,‘陇油6号’经人工气候室冷驯化后,叶片质外体蛋白质含量显著增加(P0.05),在第5 d达92.31μg?g?1(FW),比对照增加246.12%。质外体蛋白含量在冷驯化第10 d和第15 d与第5 d相比虽有所降低,但仍显著高于对照(P0.05)。在冷驯化第20 d和第25 d质外体蛋白含量继续显著增加,第25 d达到最高值(P0.05)。室温恢复生长10 d后,质外体蛋白含量比之前显著下降(P0.05),但仍高于对照和冷驯化第10 d。在冷驯化过程中,‘陇油6号’叶片的质外体中出现明显的蛋白质积累,室温恢复生长10 d后,质外体中的蛋白质含量显著降低,可见冷驯化的‘陇油6号’质外体蛋白属低温诱导蛋白。抗冻活性检测发现其具有重结晶抑制活性。质谱鉴定发现多种功能尚不明确的蛋白质,其中β~(-1)-3-葡聚糖酶与冬黑麦中报道的抗冻蛋白一致。对质谱检测到的类葡聚糖酶回收及抗冻活性测试发现其有较弱的冰晶形态修饰作用,表明这个类葡聚糖酶是一种低活性抗冻蛋白。低温胁迫下冬油菜叶片和根质外体中合成分泌了抗冻蛋白,在抵御外界低温中起到积极作用,同时推测超强抗寒性冬油菜质外体中可能存在多种未被发现的抗冻蛋白。     

白菜型冬油菜与芥菜型油菜远缘杂交亲和性分析

采用蕾期人工剥蕾授粉方式,分别对白菜型冬油菜与芥菜型油菜进行种内、种间杂交,用荧光显微镜观察杂交后的花粉 柱头组织,同时用TTC染色法检测花粉活力,分析亲和性。结果表明,白菜型冬油菜品种内姊妹交、白菜型冬油菜种内不同品种杂交、芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交、白菜型与芥菜型油菜种间杂交亲和指数依次为0.350、0.117、0.113、0.037;试验中不同处理的花粉 柱头互作难易程度表现为白菜型冬油菜品种内姊妹交>白菜型冬油菜种内不同品种杂交>芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交>白菜型与芥菜型油菜种间杂交;花粉活力鉴定结果与花粉 柱头互作难易程度次序基本相似。白菜型冬油菜与芥菜型油菜正反交的亲和性,以芥菜型油菜作为母本亲和指数较高。     

北方强冬性区白菜型冬油菜临界安全越冬率及产量补偿效应分析

以3个不同抗寒性的白菜型冬油菜品种为材料,在模拟不同越冬条件下,探讨越冬率对强抗寒性白菜型冬油菜产量、株型性状、角粒性状、生育期等的影响。结果表明:当越冬率在30%～100%范围内,随越冬率的增加,白菜型冬油菜产量呈先增加后降低的趋势,陇油7号、冬油2号越冬率为85%时产量分别为4 462.2 kg·hm~(-2)和4 057.0 kg·hm~(-2),达到最高值;天油4号越冬率为90%时产量最高,为3 591.8 kg·hm~(-2)。方差分析表明,陇油7号和天油4号越冬率大于75%,冬油2号越冬率大于70%时,越冬率变化对其产量水平无显著影响,而越冬率低于这一阈值时,其产量显著降低。回归分析表明,白菜型冬油菜越冬率与其产量的关系符合线性模型;相关性分析表明,白菜型冬油菜越冬率变化与植株分枝部位呈显著正相关(P0.05),与单株分枝数、角果长度和数量、粒数和粒重、单株重量等呈显著负相关(P0.05),种子、角果和侧枝的干鲜质量及蔗糖含量与越冬率变化呈显著或极显著负相关(P0.01或P0.05)。因此,冬前播种密度保持在65万株·hm~(-2)时,我国北方强冬性区白菜型冬油菜安全越冬临界值范围为70%～75%,不同品种的安全临界越冬率存在差异;在一定范围内,增加白菜型冬油菜的分枝和结实性能,对返青群体不足导致的产量损失具有补偿效应。     

白菜型冬油菜在北方不同生态区的生育期变化及复种潜力分析

研究北方不同生态区白菜型冬油菜的生育期差异,可为合理安排后茬作物、提高复种指数、优化种植制度提供依据。本研究以18份不同抗寒性白菜型冬油菜为材料,分析17个不同生态区冬油菜5年的生育期变化。结果表明:白菜型冬油菜在北方地区种植,总体表现为生育期在品种间、年份间差异较小,相差1~5 d左右;不同抗寒性的品种生育时期存在差异,抗寒性强的品种表现出越冬期延长(枯叶期提前,返青期推迟),营养生长向生殖生长的过渡期相对缩短,花期缩短,但籽粒灌浆期、成熟期延长。而不同生态地区间生育期差异较大,突出地表现为华北等气温较高的地区,播期较迟,收获期高温逼热促早熟,生育期较短,为240~270 d;而最冷月平均气温较低的甘肃河西地区、极端低温较低的新疆地区及高海拔的鄂尔多斯高原地区,生育期较长,为270~300 d。影响北方冬油菜生育期的环境因素主要是温度,其次为纬度、海拔等,随着纬度、海拔的升高,温度降低,冬油菜生育期延长。冬油菜5月下旬到6月中上旬收获,收获后可复种向日葵、糜子、谷子、荞麦、早熟马铃薯等,可实现一年二茬,提高复种指数,具有较大复种潜力。     

桔梗种子萌发对低温、干旱及互作胁迫的响应

以药用植物桔梗种子为材料,研究了低温、干旱及其互作对种子萌发和幼苗生长的影响,旨在探索在春寒干旱条件下其种子萌发对策及生态适应性,为桔梗野生种群恢复及人工栽培群体构建提供依据.结果表明,温度、干旱及其互作对桔梗种子萌发和幼苗生长均有显著影响.0-10％ PEG水分条件下,在变温10/20℃及恒温15-25℃下桔梗种子能够良好萌发(10％ PEG、20℃除外),而15％ PEG可显著抑制萌发.低温(10℃)下种子萌发始时间延迟,发芽率降低.随干旱胁迫程度的增加,10℃发芽率呈先升后降趋势,而其它温度下,发芽率和发芽指数均呈下降趋势.随温度的降低,幼苗根长、茎长及鲜重均呈下降趋势,且幼根生长对温度变化更为敏感.     

桔梗连作障碍成因及其对策初探

分析了引起桔梗连作障碍的主要原因,针对这些原因结合桔梗种植的经验教训提出相应对策,并论述桔梗连作障碍今后应加强理论研究。     

油菜精量穴播机的设计与试验

为适应我国西北地区地膜油菜精量穴播作业需求,解决传统油菜精量穴播机作业中损伤种子、窝孔堵塞、漏播及排种量不稳定等问题,设计了一种油菜精量穴播机。该机采用异形窝孔轮排种器避免种子堵塞,u型槽结构避免损伤种子,且排种投种和成穴器开启同步匹配。田间验证试验表明:油菜精量穴播机在整地覆膜后播种,其空穴率、穴粒合格率及播种深度等均合格,满足油菜地膜种植的农艺技术要求。