冠菌素和茉莉酸甲酯对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

玉米种子经COR和MeJA处理后发现,低浓度的COR(0.01μmol/L)和MeJA(1.0μmol/L)促进种子萌发;提高了种子中可溶性糖含量、α-淀粉酶活性、增加侧根数和株高,而高浓度COR(1.0μmol/L)和MeJA(100.0μmol/L)则相反;COR和MeJA诱导的根系表面积的增加主要是由于须根数增加导致的;在促进种子萌发方面,COR的活性比MeJA高,大约是MeJA的100倍,初步认为低浓度COR促进种子萌发与诱导的α-淀粉酶有关。     

我国现代植棉理论与技术的新发展——棉花集中成熟栽培

集中成熟是棉花机械收获的基本要求,系指整株棉花的棉铃集中在一个较短的时间段内成熟吐絮的现象,而集中成熟栽培则是指实现棉花优化成铃、集中吐絮的栽培管理技术和方法。经过多年研究和实践,我国棉花集中成熟栽培的理论和技术业已形成,成为现代植棉理论与技术的重要内容。本文对棉花集中成熟的概念与内涵、关键栽培技术及其生理生态学机理进行了创新性总结。棉花集中成熟栽培要从播种开始,通过单粒精播技术实现一播全苗、壮苗,为集中成熟创造稳健的基础群体;在全苗壮苗基础上,以集中成熟为目标,根据当地的生态条件和生产条件,综合运用水、肥、药调控棉花个体和群体生长发育,构建集中结铃的株型和集中成熟的高效群体结构,实现优化成铃、集中吐絮。单粒精播能够创造适宜的顶土压力和出苗前的黑暗环境,诱导棉苗顶端弯钩形成和下胚轴增粗关键基因表达,促进弯钩形成、下胚轴稳健生长和顶土出苗;出苗后具有独立的生长空间,相互影响小,形成壮苗。密植与化控降低了叶枝叶的光合作用,诱导激素代谢关键基因表达,改变了内源激素含量和分布,抑制了叶枝和主茎顶端生长,实现了免整枝并促进了集中结铃;分区灌溉诱导叶片合成大量茉莉酸,其作为信号分子通过韧皮部运输到灌水区根系,促进水孔蛋白基因表达,提高了根系吸水能力和水分利用率;膜下分区滴灌、水肥协同管理,进一步提高了棉花光合产物向产品形成器官的分配比例和棉株化学脱叶率,促进了集中成熟和高效脱叶,在节水减肥的前提下,产量不减,机采籽棉含杂率显著降低。棉花集中成熟栽培理论与技术是新时代棉花栽培学研究的新成果,是现代棉业发展的重要科技支撑。展望未来,应在深入研究棉花集中成熟栽培生理生态学机制的基础上,选用更加配套的棉花新品种,创新关键栽培技术,研制新的配套物质装备,促进良种良法配套、农艺农机高度融合。同时,还应加强农艺技术与现代智慧植棉技术的有机结合,进一步提高棉花集中成熟栽培的科学性和有效性,为轻简高效植棉提供更加有力的理论和技术支撑。     

不同棉区棉花DPC化学封顶技术研究

【目的】探讨应用98%甲哌鎓(1, 1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)粉剂(以下简称DPC)对棉花进行化学封顶的稳定性和普适性。【方法】于2018年在黄河流域棉区的河北河间、河北邯郸、山东德州、山东无棣,长江流域棉区的江苏大丰和湖北黄冈,北疆棉区的石河子Ⅰ和Ⅱ以及南疆棉区的轮台、沙雅共10个地点开展试验,供试棉花品种(系)为当地主栽品种(系)。采用随机区组设计,重复3～4次。在各地常规DPC系统化控技术的基础上,设早于人工打顶10 d(T1)、与人工打顶同期(T2)2个封顶时期,并设0、90、180、270 g·hm~(-2)4个DPC剂量,以人工打顶为第一对照,以不打顶为第二对照。【结果】DPC化学封顶时期显著影响株高(河北邯郸、山东无棣和山东德州除外)和果枝数(江苏大丰和湖北黄冈除外),表现为封顶早、控长作用强(植株较低,果枝数较少),封顶晚、控长作用弱(植株较高,果枝数较多)。河北河间和新疆石河子Ⅰ试验点T1期DPC化学封顶的平均株高不仅低于T2期,且分别较人工打顶低3.3 cm和4.6 cm。多数试验点T1期DPC化学封顶的果枝数较人工打顶每株增加2个左右,T2期增加较多,增加2.3～7.7。DPC封顶剂量越大,对株高的控长作用越强(湖北黄冈除外),中(180 g·hm~(-2))、高剂量(270 g·hm~(-2))DPC的株高在数个试验点甚至较人工打顶有不同程度的降低。清水对照的果枝数较人工打顶每株增加2.4～8.3,DPC化学封顶的果枝数显著少于清水对照,不同剂量之间的差异相对较小。河北邯郸T2期DPC化学封顶后遇高温干旱,与人工打顶相比铃数减少、产量显著降低;其他试验点DPC化学封顶除个别处理外对产量无显著影响。DPC化学封顶各处理喷施脱叶催熟剂前的吐絮率和一次花率不低于人工打顶,对熟期无不利影响。【结论】初步判断棉花应用DPC进行化学封顶具有较好的稳定性和普适性,生产中建议与人工打顶同期应用中、低剂量(90～180 g·hm~(-2))DPC进行化学封顶。     

DPC调控棉花氮素追肥时期的复合效应研究

1986～1988年,选用陆地棉(Gossypium hisrsutum L.)农大7631、北农1号和中棉12号品种,在大田栽培和应用植物生长延缓剂 DPC(1.1-二甲基哌啶(钅翁)氯化物,编节安)调控条件下,分别于蕾期、初花期和盛花期进行 N 素追肥处理(每亩施纯氮6～7.5kg,其中2/3用作基肥,1/3用于追肥),进行了 DPC 系统化控与 N 素追肥时期相结合的复合效应研究。试验结果表明:(1)在 DPC 调控下,前二期、特别是蕾期施氮肥,较盛花期施用有较强的提高根系活力的作用,表现为根系伤流量增加,伤流液中的可溶性糖、还原糖、氨基酸和无机磷的总量提高,以及根系合成细胞分裂素能力增强。(2)DPC 调控早施氮肥可以协调棉株生育前期的营养生长与生殖生长,在棉株发育的中后期,可以改善棉铃的时空分布,并对棉铃和纤维细胞的发育有促进作用。(3)三年试验选用三个品种,经历了不同气候条件,DPC 化控早施氮肥对产量均无不良影响,尤其是在棉花主要生育期间降雨多日照少的年份,化控早施氮肥对产量的形成和增加霜前花比率更为有利。这表明在 DPC 调控下将传统的重施花铃肥的时间提早到盛蕾期或初花期施用是有益的和可行的,...     

陆地棉巯基蛋白酶抑制剂基因克隆及其氨基酸序列分析

通过对植物中已知巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)的保守性分析,设计1对简并引物,从陆地棉栽培种中棉所29(GossypiumhirsutumL.cv.Zhongmiansuo29)cDNA中克隆出1条巯基蛋白酶抑制剂基因片断,经测序和对测序结果在有关数据库中检索分析,发现该片段与1条中棉(G.arboreumL.)EST及1条雷蒙德氏棉(G.raimondiiL.)cDNA同源性高达96%。三者编码蛋白的氨基酸同源性达100%,且完全符合CPI的特征;所克隆基因片段的氨基酸序列与NBCI蛋白质数据库中登录的豇豆、向日葵、玉米、水稻中CPI均有高度同源性,表明该片段包含编码陆地棉CPI的完整序列。     

转Bt抗虫棉各器官毒蛋白的含量及表达

以转Bt毒蛋白基因抗虫棉（Gossypium hirsutum L.)中棉所30为实验材料，用ELISA（酶联免疫吸附测定法）测定植株Bt毒蛋白含量，研究在大田栽培条件下中棉所30不同器官中Bt毒蛋白含量及时空变化。结果表明：转Bt基因棉不同器官中的Bt毒蛋白含量存在着明显差异，叶片中的Bt毒蛋白含量远远高于蕾，花，铃，而蕾，花，铃中的含量差异不大。主茎叶片中（07－19标记）Bt毒蛋白含量在叶片展开后0－28d随叶增大而升高，28－48d含量比较稳定。果树叶中Bt毒蛋白含量的变化规律与主茎叶基本相同，种子和铃壳在花后20d时Bt毒蛋白含量最低，前期和后期差别较小。在不同生育阶段，相同发育期的叶，蕾，花，铃毒蛋白的表达并未出现明显的前期高，后期低或者峰谷现象。     

缩节胺浸种提高棉花幼苗根系活力中的活性氧代谢

以国欣棉3号为材料,研究200 mg L^–1缩节胺(DPC)浸种12 h对棉花子叶苗根系活力的影响,并从活性氧(ROS)代谢的角度揭示相关的生理机制。结果表明,DPC浸种显著增强了棉花幼苗的根系活力,根尖部位氯化三苯基四氮唑(TTC)染色光密度为清水对照的1.3倍,TTC法测定的根系活力和呼吸速率分别较对照增加167%和90%,非损伤微测技术(NMT)测定的K⁺净内流速率 (距根尖300 μm处)较对照提高36%。吖啶橙染色结果显示,DPC处理根尖伸长区的凋亡细胞数目较对照减少。此外,DPC处理使根系的过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力显著高于对照,超氧化物歧化酶(SOD)活力则降低;H₂O₂含量和超氧阴离子(O₂⁻)产生速率较对照分别降低56%和65%,H₂O₂原位染色结果也显示其根尖部分的褐色较对照明显减弱。根系组织的ROS代谢得到改善可能是DPC浸种提高棉花幼苗根系活力的机制之一。     

UV-B辐射对黄瓜幼苗生长和光合作用的影响

以黄瓜(Cucumis sativusL.)幼苗为材料,研究UV_B辐射对黄瓜幼苗生长和光合作用的影响。结果表明:UV_B辐射对黄瓜幼苗株高的抑制作用非常明显。低剂量UV_B辐射明显促进黄瓜幼苗根的生长,促进黄瓜幼苗根系活力,有利于黄瓜叶绿素的形成。但是高剂量的UV_B辐射抑制黄瓜幼苗根系活力,对黄瓜叶绿素的破坏严重并导致黄瓜幼苗光合速率下降。低剂量UV_B处理黄瓜幼苗的SOD和POD含量均显著高于对照,而高剂量UV_B处理黄瓜幼苗的SOD含量均明显低于对照,但其POD含量却显著高于对照。说明适当增加少量UV_B辐射对培育黄瓜壮苗有利。     

棉花钾吸收动力学的初步研究和应用

研究了影响棉花钾吸收动力学参数的因素,初步确定了钾吸收动力学方法在棉花上应用的条件,比较了转基因抗虫棉新棉99B和常规棉中棉所35苗期的钾吸收特性。结果表明,棉花钾吸收动力学参数受到苗龄、耗竭液中起始钾浓度及培养液中钾浓度的显著影响,在苗龄较小(3～4叶苗与4～5叶苗相比)、耗竭液中起始钾浓度较高(0.35与0.2mmol·L1相比)、培养液中钾浓度较高(2.0与0.5mmol·L1相比)的情况下,Km、Cmin均比较高,而Imax在前两种条件下较高、在后一种条件下较低。在5～6叶期,新棉99B的Imax显著降低于中棉所35,而Km、Cmin显著高于后者(培养液中K 为0.5mmol·L1),耗竭液中起始K 为0.2mmol·L1),说明新棉99B吸收有限钾的能力低于中棉所35。     

灌水量对北疆棉花增效缩节胺化学封顶效应的影响

【目的】在不同灌水量条件下研究增效缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,缓释型水乳剂,简称DPC+)对棉花化学封顶的效应,为完善新疆棉花化学封顶技术提供依据。【方法】以早熟陆地棉品种新陆早53号为材料,设置不同的灌水量(3000,4800,6600 m3·hm~(-2))和DPC+剂量(450,750,1050 m L·hm~(-2)),测定棉花农艺性状、生理特性及产量和品质等指标。【结果】棉花株高和单株果枝数随DPC+剂量的增加而下降,低(450m L·hm~(-2))、中(750 m L·hm~(-2))、高剂量(1050 m L·hm~(-2))DPC+处理的株高和单株果枝分别比人工打顶增加9.4cm和4.8个,6.2 cm和3.9个,2.2 cm和2.6个。中等灌水量(4800 m3·hm~(-2))下棉花产量最高,比低灌水量(3000m3·hm~(-2))处理增产20%左右,比高灌水量(6600 m3·hm~(-2))处理增产5%左右。低、中、高灌水量下,分别以低、中、高剂量DPC+的产量最高,一般较人工打顶提高5%~10%。低灌水量下低剂量DPC+处理主要依靠较大的群体生物量获得相对较高的产量,高灌水量下高剂量DPC+处理主要依靠较高的产量器官干物质分配率获得相对较高的产量,而中等灌水量下中等剂量DPC+处理的产量在所有处理中最高,得益于比较适宜的冠层生产能力和合理的干物质分配能力。【结论】灌水量需要与DPC+剂量互相配合,在增加群体物质生产能力的同时保障营养生长和生殖生长协调,这是提高棉花DPC+化学封顶技术成功率的关键途径之一。