烟草fps转基因发状根的离体培养及其抗菌性

为研究fps基因在烟草发状根中的表达对发状根生长及物质代谢的影响,对fps转基因发状根株系k-3离体培养条件下的生长特性及抗菌性进行了研究.在摇瓶悬浮培养过程巾,发状根生长呈现"S"型曲线,最初生长缓慢,到第10天开始迅速生长,25 d进入生长平台期;利用气升式内环流生物器,在25℃通气量为2 L/min,接种量为1 g的条件下培养25 d,发状根鲜重达94.7 g/L;以赤星病菌(Alternaria alternata)粗毒素为诱导子对发状根诱导培养,转基因发状根浸提液在黑胫病根刺接种试验中,能够明显提高烟草幼苗对黑胫病的抗性.     

不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%～97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%～32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉...     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料,对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明:花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时,分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期(16和24 cm)。蝴蝶兰叶片的净CO₂吸收速率在花芽发育前期(0～4 cm)没有显著变化,花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片,碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平,可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡;赤霉素(GA)的含量在花芽2 cm时达到最大值,生长素(IAA)含量在花芽4 cm时显著升高,玉米素(ZT)含量在花芽8 cm时显著降低,而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知,当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基(8cm)时,光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平,此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质

为研究几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质,实验采用液相色谱—质谱联用技术(LC-MS)对茉莉酸生物合成途径相关物质建立检测方法,并对龙须菜、坛紫菜受到机械损伤时各物质的变化情况进行检测。以100%甲醇提取茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、12-氧-植物二烯酸(12-OPDA)和13-氢过氧化亚麻酸(13-HpOTE),利用XBridge TM C18色谱柱,以甲醇/水为流动相分离4种物质。优化条件下4种物质得到良好分离,加标回收率为81.23%～90.25%,检测限为0.04～0.56 ng/mL,灵敏度高。坛紫菜、龙须菜和真江蓠3种红藻中,坛紫菜中未检测到JA和13-HpOTE,4种物质均在另外2种藻中检测到。龙须菜受机械损伤胁迫后,4种物质在短时间内得到积累,其中13-HpOTE响应迅速。研究表明,红藻中可能存在类似于植物的茉莉酸合成途径,并参与对损伤的胁迫响应。     

不同植被措施下排土场边坡细沟发育时空特征

为明确不同恢复年限植被措施对煤矿排土场边坡水土流失的防治效应,采用样方调查法,以内蒙古准格尔旗永利煤矿矿区排土场边坡为研究对象,以裸露边坡(CK)为对照,研究不同恢复年限(1a、3a、5 a)的沙柳方格+沙棘+沙打旺(SHA)和沙柳方格+沙打旺(SA)2种措施对细沟发育的影响。结果表明:(1)1a时CK、SHA与SA措施细沟宽度均集中分布在4～8 cm,细沟深度均集中分布在2～4 cm;3 a时CK、SHA与SA措施细沟宽度则集中分布在4～8 cm、8～12 cm、4～8 cm,细沟深度均集中分布在4～6 cm;5 a时CK与SHA措施细沟宽度均集中分布在8～12 cm,而细沟深度则集中分布在4～6 cm和8～14 cm;(2)CK(1～5 a)、SHA措施(1～5 a)和SA措施(1～3 a)的细沟平均宽分别为7.57～11.35 cm、7.58～13.31 cm和5.57～6.14 cm,细沟平均深分别为3.38～6.23 cm、4.19～10.34 cm、2.59～4.24 cm,三者的细沟平均宽深比分别为2.39、2.12和2.05,平均细沟密度分别为1.52～5.25 m·m...     

东乡野生稻种子生物学特性研究

对东乡野生稻的种子形态(谷粒、米粒)特征,谷壳和果皮的构造,种子休眠性、种子吸水量和种子萌发特性等进行研究.结果表明,种子形态,长宽比大于3.5,千粒重20 g,谷色黑褐色,芒长5.42 cm,米粒长7.15 mm,长宽比3.3,米色呈虾皮色,无腹白,玻璃质,直链淀粉含量24%,蛋白质含量10.8%.种子休眠性强,可达7个月之久,与谷壳结构密切相关,其谷壳外的硅质细胞层厚和谷壳内的蜡质层厚.种子萌动发芽的最低需水量为20%;种子萌动的最低温度为8 ℃;种子发芽后可在(6±0.5)℃下生长,2 d增长1.24%;10 d可增长12.24%.成熟种子播入土水中,在自然条件下日平均温度12.3 ℃,日最高温度16.5 ℃以上,开始萌动发芽,在室内条件下,日平均温度15 ℃,日最高温度16 ℃开始种子萌动发芽,但前者比后者提早5 d萌动发芽,发芽率比后者少10.4%,日最高温度比平均温度对种子萌动影响较大.     

秸秆还田与化肥配施对汉中盆地稻麦轮作农田土壤固碳及经济效益的影响

为汉中盆地秸秆还田技术和合理化肥减量技术提供科学依据,2015—2017年小麦和水稻生长季,设置秸秆不还田+常规施肥(SN+NPK);秸秆常规还田+常规施肥(S+NPK);秸秆促腐还田+常规施肥(SD+NPK);秸秆促腐还田+化肥减量15%(SD+85%NPK);秸秆促腐还田+化肥减量30%(SD+70%NPK),共5个处理,研究其对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、碳储量(SCS)、作物产量及经济效益的影响。结果表明与秸秆不还田配施常规施肥处理(SN+NPK)相比,秸秆还田配施不同比例化肥处理显著提高了稻田0～15cm土层的TOC和LOC,增幅分别为3.62%～25.07%和23.01%～46.79%; S+NPK和SD+NPK处理提高了0～30 cm碳储量,增幅分别为4.67%和18.20%。而SD+85%NPK和SD+70%NPK分别降低8.31%和9.83%。S+NPK和SD+NPK处理显著增加了小麦和水稻籽粒产量,而SD+85%NPK和SD+70%NPK处理均降低了小麦和水稻产量,周年产量2年平均增幅分别为3.47%、8.70%、-3.65%、-8.12%。与SN...     

紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析

【目的】鲨烯环氧酶(squalene epoxidases,SQE)是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关。通过对苜蓿鲨烯环氧酶(MsSQE1)基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制。【方法】以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1。对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位。利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA3条件下的表达模式。在茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响。利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量。【结果】克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1 578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59。同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6%,与拟南芥的同源性为80%。亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜。组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表...     

施用草甘膦对转基因抗除草剂大豆田杂草防除、大豆安全性及杂草发生的影响

【目的】转GAT和EPSPS双价基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’是我国具有自主知识产权的抗除草剂材料,喷施草甘膦后,评价草甘膦对杂草防除、大豆安全和杂草发生的影响,为其将来商业化种植后的安全监测与杂草治理提供数据支持。【方法】除草效果:每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m2样点并标记,施药后28 d调查禾本科和阔叶杂草株数,并剪取地上部分称取鲜重,计算株防效和鲜重防效。对大豆安全性:每小区以对角线5点取样法,每点随机取4株大豆并标记,在喷药当天、药后7、14、21及28 d调查大豆株高和复叶数,观察药害,收获前每小区取50株大豆调查结荚数及产量。杂草发生情况:每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m2样点并标记(避开除草效果取样点),调查并记录每种杂草种类、株数,计算每种杂草相对多度。【结果】转基因大豆喷施900、1 800和3 600 g a.i./hm2草甘膦对禾本科杂草株防效2016年分别为84.30%、95.22%和83.62%,阔叶杂草株防效分别为49.80%、64.52%和61.93%,禾本科和阔叶杂草鲜重防效分别在95.36%和82.05%以上,2017年对禾本科...