油菜素内酯对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性及糖代谢的影响

【目的】探明油菜素内酯(brassinolide,BR)对阔世玛胁迫下谷子叶片的光合荧光特性及糖代谢的影响,为谷子田磺酰脲类除草剂阔世玛的安全应用及利用植物生长调节剂油菜素内酯缓解除草剂药害提供理论基础和技术途径。【方法】采用完全随机设计,重复3次,以杂交高产谷张杂5号和普通优质谷晋谷21号为材料,进行盆栽试验,待幼苗长至3—5叶期时,喷施7.5 mg·L~(-1)阔世玛,药后1 d,分别叶面喷施清水(对照)、0.05、0.1、0.2和0.4 mg·L~(-1)的油菜素内酯,7 d后对所有处理的谷子幼苗株高、叶面积、鲜重等农艺性状、叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、糖含量及蔗糖代谢关键酶活性进行测定与分析。【结果】在7.5 mg·L~(-1)阔世玛胁迫下,谷子的株高、叶面积、鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素(a+b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学产量(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低;而胞间CO2浓度(Ci)、调节性能量耗散量子产量(Y(NPQ))、还原性糖、蔗糖和淀粉含量显著升高。药后1 d喷施适宜浓度的BR能部分缓解阔世玛对谷子的药害,显著提高谷子的株高、叶面积、鲜重、光合色素含量、Pn、Tr、Gs、Fv/Fm、ETR、Y(NO)、NI、SS及SPS活性,并显著降低Ci、Y(NPQ)、还原性糖、蔗糖和淀粉含量;其中,0.05—0.1 mg·L~(-1) BR对缓解张杂5号阔世玛药害的效果较好,0.1—0.2 mg·L~(-1) BR对缓解晋谷21号阔世玛药害的效果较好。≥0.4 mg·L~(-1) BR不能缓解阔世玛药害。【结论】7.5 mg·L~(-1)的阔世玛对谷子产生显著药害的原因之一是降低了其光合色素含量,抑制了PSⅡ光化学活性,影响了糖代谢的正常运转。0.1 mg·L~(-1)的油菜素内酯通过提高光合色素含量、增加气孔导度、提高PSⅡ光化学活性、促进碳水化合物的卸出、维持蔗糖代谢平衡等来缓解阔世玛对谷子光合作用的抑制。     

干旱胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

【目的】为探明干旱胁迫(5d)及旱后复水条件下不同草甘膦剂量对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。【方法】采用盆栽试验,在大豆的第三复叶期进行水分胁迫和草甘膦处理。【结果】(1)正常水分条件下,草甘膦增加了RR1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EL),且随剂量的增加和处理5d内时间的延长而升高;草甘膦处理17d后,各指标均有所下降。(2)干旱条件下,较低剂量的草甘膦处理使RR1的SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长而升高,0.92kg·hm-2处理的各保护酶活性随胁迫时间的延长呈先增加后降低趋势;然而,各剂量处理的MDA含量和EL均在胁迫第5天上升到最大;各指标在复水12d后均有所下降。(3)干旱条件下草甘膦处理的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量和EL均高于正常水分条件下草甘膦处理。【结论】正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害可以经过一段时间的生长发育有所缓解;而干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗伤害的原因是活性氧代谢失衡,保护酶系的活性发生变化,质膜过氧化程度加大,短期干旱胁迫后复水可提高细胞膜的抗干旱能力或适应胁迫的能力。     

藜麦NLP转录因子家族的鉴定及表达分析

NLP转录因子是植物特有的一类转录因子家族,在植物氮素吸收、转运和同化过程中发挥重要作用.为了解NLP基因在藜麦中的全基因组特征和表达模式,利用生物信息学方法在藜麦基因组中鉴定出9个藜麦NLP基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、保守基序、系统进化以及在不同氮素水平处理下的表达模式进行了分...     

阔世玛对冬小麦叶片细胞膜脂质过氧化作用的影响

为了解阔世玛WG(水分散粒剂)3.6%对冬小麦生长发育安全性的影响,以晋农190为材料,研究了拔节前、后喷施不同浓度阔世玛对冬小麦倒二叶膜脂质过氧化产物MDA含量及保护酶SOD,POD活性的影响。结果表明:拔节前喷施0.15,0.30 kg/hm2阔世玛对冬小麦生长发育安全,小麦叶片MDA含量比对照略有升高,SOD,POD酶活性比对照显著升高;喷施0.60,0.90 kg/hm2阔世玛对小麦造成一定伤害,小麦叶片MDA含量、SOD及POD酶活性均呈上升趋势并显著高于其他处理;喷施1.80 kg/hm2处理,MDA含量大幅提高,SOD酶活性10 d内低于对照,药害严重。拔节后喷施阔世玛,各处理MDA日积累速率低于拔节前处理,0.60 kg/hm2阔世玛处理的SOD,POD酶活性10 d后与对照差异不显著;喷施0.90,1.80 kg/hm2阔世玛处理,MDA含量显著升高,对冬小麦均产生严重药害。因此,建议在拔节前喷施0.15~0.30kg/hm2或拔节后喷施0.30~0.45 kg/hm2阔世玛。     

高效液相色谱法测定甲基二磺隆在谷子和土壤中的残留及消解动态

为研究甲基二磺隆在谷子及土壤中的残留消解特征,采用高效液相色谱法建立了谷子及土壤中甲基二磺隆残留检测技术。样品经乙腈-三乙胺(0.02 mol/L)提取,石墨化炭黑(GCB)净化,以乙腈∶磷酸(0.01 mol/L)=50∶50为流动相,高效液相色谱外标法定量检测。结果表明,该方法的最低检出量为0.2 ng,在植株和籽粒中的最低检测质量浓度为0.02 mg/kg,土壤中为0.008 mg/kg;在0.008~0.500 mg/kg添加范围内,平均回收率为91.99%~98.17%,相对标准偏差为2.28%~12.43%。利用该方法于2014年检测了晋谷21号及土壤中甲基二磺隆的残留消解动态和最终残留量,甲基二磺隆在植株中的半衰期为6.4 d,土壤中的半衰期为16.6~18.7 d;在收获期植株、籽粒及土壤中均未检出甲基二磺隆。由此可知,甲基二磺隆是一种易降解除草剂;在该试验检测条件下,其在小米、秸秆中残留量均低于我国和美国制定的相关MRL标准。     

干旱及复水条件下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗渗透调节物质和莽草酸含量的影响

为探明干旱胁迫及复水条件下不同剂量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗叶片渗透调节物质、莽草酸(shikimic acid, SA)含量及根系活力的影响,采用盆栽试验,在大豆的第3复叶期进行水分胁迫5d和除草剂草甘膦处理,研究RR1幼苗叶片可溶性蛋白(soluble protein, SP)、可溶性糖(soluble sugar, SS)、游离脯氨酸(free praline, FP)、莽草酸(shikimic acid, SA)含量和根系活力(RA)的变化。结果表明,干旱胁迫前期RR1叶片的SP含量随草甘膦剂量的增加呈先升高后降低趋势,0.46kg/hm2叶片SP的含量最高,胁迫后期SP含量随草甘膦剂量的增加而降低;SS、FP和SA含量随草甘膦剂量的增加和胁迫时间的延长而增加,RA随草甘膦剂量的增加和胁迫时间的延长而降低。复水12d后,不同剂量草甘膦处理的各指标均有所恢复。干旱条件下,经草甘膦处理的RR1叶片的SP含量和RA低于草甘膦在正常水分条件下的处理,而SS、FP和SA含量相反。相关性分析表明,FP和SA含量与草甘膦剂量的相关关系最明显;而SS和SA含量与干旱胁迫时间的相关关系最明显。说明正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害经过一段时间后有所缓解;干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗叶片渗透调节物质、莽草酸含量和根系活力的影响。抗草甘膦大豆主要通过积累FP、SS和SA对草甘膦和干旱胁迫做出响应。     

草甘膦对大豆光合特性日变化的影响

为探明草甘膦对普通大豆光合特性日变化的影响,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同剂量草甘膦对晋大75净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,晋大75的Pn和Gs日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00时、16:00时和10:00时、14:00时左右;Tr呈单峰曲线,峰值出现在14:00时左右;WUE在上午和傍晚较高,14:00时左右最低。(2)喷施草甘膦后,晋大75光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn随草甘膦剂量的增加呈降低趋势,当剂量达到0.92 kg.hm-2时严重抑制Pn。0.46 kg.hm-2的草甘膦促使Tr的峰值提前到12:00时出现,而0.92kg.hm-2处理却使Tr日变化呈双峰曲线。12:00时以前(包含12:00时),除低剂量(0.46 kg.hm-2)的草甘膦可提高晋大75的Tr和Gs外,其他各剂量在一天中均降低了其Tr和Gs。草甘膦增加了晋大75的Ci,而0.92 kg.hm-2的草甘膦却降低了其WUE。     

不同底肥对冬小麦产量构成及生理生化指标的影响

利用未熟化土壤(耕层2.0m以下)在温室内进行盆栽试验,研究不同底肥(CK、N、P、K、NP、NK、NPK、有机肥、NPK 有机肥)处理对冬小麦产量构成及生理生化指标的影响。结果表明:P肥对小麦各生长性状、产量、叶绿素含量、植株N含量和籽粒蛋白均有显著作用;植株N含量与籽粒N含量、叶片叶绿素含量及籽粒产量显著正相关,籽粒蛋白含量与叶绿素含量及籽粒产量亦显著正相关。在北方黄土母质的石灰性贫瘠土壤条件下,无机肥N、P、K 3因素中,P肥具有第一重要的作用,是小麦生长发育的限制因子。     

土壤施硒酸钠对盐碱地油用向日葵产量及营养品质的影响

通过大田试验研究了土施不同浓度硒对盐碱地油用向日葵产量及营养品质的影响，为当地盐碱地的综合开发利用及富硒功能农产品的生产提供参考依据。油葵籽仁中全氮含量采用凯氏定氮仪测定，其他矿质元素含量采用原子吸收分光光度计测定，籽仁脂肪酸含量采用气相色谱法测定。结果表明: 土施适宜浓度硒肥(300 g/ha)有利于提高油用向日葵产量，而过低(100～200 g/ha)或过高浓度硒肥(400 g/ha)均降低了油用向日葵产量；土施100～200 g/ha硒，提高了K、S、Fe、Zn、Mn、Cu、Se、油酸和亚油酸含量，降低籽仁Cr、Cd、Pb含量；土施硒300 g/ha左右有利于降低籽仁棕榈酸和硬脂酸含量。综合考虑油葵产量和各营养指标的变化情况，在盐碱地生产富硒油用向日葵的最适宜的土施硒的浓度为200～300 g/ha左右?     

基于RNA-seq数据分析玉米抗虫响应基因的可变剪接事件

采用Illumina Hiseq~(TM)分别对黏虫取食的玉米叶片及对照组材料进行转录组测序,鉴定和分析响应黏虫取食基因的可变剪接事件。结果表明,对照组中鉴定出15 701个基因对应79 363个可变剪接事件,黏虫取食组中鉴定到11 791个基因的39 385个可变剪接事件。2组玉米基因组在不同的可变剪接类型中,均是以第1个外显子可变剪切、最后1个外显子可变剪切、单内含子滞留和可变5′或3′端剪切4种类型为主。对2组发生可变剪接事件的基因进行比对发现,黏虫处理组新增加了1 121个可变剪接基因,差异表达分析鉴定出177个表达显著差异的可变剪接基因。GO功能富集分析表明,发生可变剪接的差异基因主要富集于氧化还原酶活性、转移酶活性、DNA结合、ATP结合、代谢过程、以DNA为模板的转录及调控相关的功能,表明这些可变剪接差异表达基因参与了玉米的抗虫响应过程。