水培条件下病毒诱导棉花基因沉默体系的建立及优化

以国欣棉3号为材料,以棉花GhCLA1为指示基因,探讨了生长温度、重悬液浓度、注射时间、品种等对水培棉花pTRV介导的VIGS沉默效率的影响。结果表明在24℃条件下,出苗后3~5 d内注射能得到较高沉默效率,重悬液浓度对沉默效率没有影响;同时以注射pTRV-GFP作为空白对照可以消除插入片段对植株生长的影响,减小对照误差;水培与土培方式相比能更快更早出现沉默表型,缩短试验周期,并能诱导不同品种棉花材料GhCLA1基因沉默;利用水培棉花TRV-VIGS体系,成功抑制了棉花GhCTR1基因的表达,与对照株相比,抑制后的棉花植株出现矮化表型,说明水培棉花TRV-VIGS体系建立在棉花研究中的广谱利用性。     

节水灌溉对冬小麦田土壤微生物特性、土壤酶活性和养分的调控研究

为了探讨节水灌溉下土壤微生物特性和土壤酶活性的变化特征及其与土壤养分之间的关系,在华北平原旋耕条件下,研究了不同灌溉处理(常规灌溉W1、节水灌溉W2和无灌溉W3,冬小麦全生育期总灌溉量分别为150,75,0 mm)对冬小麦田土壤微生物量氮、基础呼吸、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:减少灌溉量可显著降低土壤微生物量氮和土壤基础呼吸。随着灌溉量的减少,β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性随之降低;而W3可显著提高脲酶活性。土壤含水量随灌溉量的减少而降低。水分胁迫可显著提高土壤有机碳和硝态氮含量,但有降低铵态氮含量的趋势。相关性分析可知,土壤微生物量氮与土壤铵态氮含量显著正相关。β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性均与土壤含水量和铵态氮含量显著正相关,β-葡萄糖苷酶活性与有机碳含量显著负相关;脲酶活性与有机碳和硝态氮含量显著正相关,而与土壤含水量显著负相关。可见土壤微生物特性和土壤酶活性受灌溉处理调控,并且与土壤C、N养分的循环转化关系密切。     

氯嘧磺隆抗体制备的研究

以合成的半抗原与牛血清白蛋白(BSA)的联结物为免疫抗原,获得对氯嘧磺隆高亲合力的兔抗血清,建立了氯嘧磺隆的直接竞争酶联免疫检测方法。抗血清效价为6.4×104,IC50值为10.9 ng/mL,测定的线性范围是0.4 ~295.4 ng/mL。在河水中的添加回收率为87.9% ~115.7%。结构相似的常用磺酰脲类除草剂与氯嘧磺隆抗体的交叉反应率为0.1% ~4.8%。所建立的方法可用于河水中氯嘧磺隆的残留检测。     

转Bt基因抗虫棉源器官的建成及其功能

转Bt基因抗虫棉中棉所30的单株叶面积、叶面积系数和侧根数量较轮回亲本中棉所16大幅度降低,果枝叶输出的蔗糖、可溶性糖和氨基酸及输入棉铃的蔗糖、可溶性糖和全N较中棉所16大幅度下降。自初花期至结铃早期,中棉所30单位植株的伤流量、伤流液中的Pi、NO3-和氨基酸流量均显著或极显著低于中棉所16,反映其单株根系活力、根系吸收、合成和运输能力全面下降,但在盛花期之前,中棉所30的根系功能与地上部发育的协调性并不差(以单位地上部干重的伤流量及其组分来衡量),只是棉株开始大量结铃后,中棉所30根系与地上部的协调性迅速劣化,容易导致早衰。文中还讨论了Bt棉适宜的栽培措施,并对采用EDTA促泌法收集棉花韧皮部汁液的方法进行了评价。     

不同基因型玉米对乙烯利调控反应敏感性的差异

倒伏是玉米高产栽培中导致产量严重下降的关键性限制因素之一,应用植物生长调节剂乙烯利或复配剂改善玉米茎秆质量、提高抗倒能力,是解决玉米倒伏的有效途径。本研究以玉米杂交种农大108、鲁单981及其相应亲本许178、黄C、齐319和lx9801为材料,在拔节期叶面喷施200 mg L^-1乙烯利药液,研究了乙烯利对不同基因型玉米株型及其生理生化特征的影响。结果表明,乙烯利处理显著降低了农大108、鲁单981的株高和穗位高,特别是显著抑制了基部第1至6节间伸长;乙烯利处理显著提高了基部伸长节间中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性,降低了基部伸长节间中生长素(IAA)和赤霉素(GA₄)含量,增加了脱落酸(ABA)的积累。乙烯利处理显著降低了亲本许178、黄C、齐319和lx9801的株高和穗位高,显著缩短了基部节间长度;乙烯利处理后显著提高了基部伸长节间PAL和IAAO活性,显著降低了节间IAA和GA₄含量,提高了脱落酸含量,降低了GA₄/ABA比值。结合植株性状和生理生化特征分析,杂交种对乙烯利调控反应敏感性差异是由其双亲对乙烯利反应差异造成的,表现在乙烯利处理父母本间株高、穗位高、PAL和IAAO活性以及内源激素含量变化上存在显著差异。     

DCPTA和DTA-6对拟南芥种子萌发和根系生长发育的影响

植物根系是活跃的吸收器官和合成器官,它的主要生理功能是吸收和支持。国内外关于DCPTA和DTA-6对作物根系的促进作用均有相关报道。以拟南芥野生型（Columbia）作为实验材料,通过利用叔胺类活性物质DCPTA和DTA-6两种物质不同浓度的溶液,分别在MS培养基上对拟南芥萌发和根系生长相关指标进行研究,以明确DCPTA和DTA-6对拟南芥根系生长发育的影响。结果表明：（1）DCPTA和DTA-6对拟南芥生长致死浓度为1000mg/L;（2）同一浓度下,含有DTA-6培养基的萌发率和幼苗子叶发生率略高于DCPTA。其中含有1mg/L浓度的DCPTA和DTA-6培养基的拟南芥萌发率和幼苗子叶发生率为100%;（3）拟南芥幼苗的主根长、下胚轴长、侧根数在0.1mg/L,1mg/L和10mg/L浓度DCPTA和DTA-6的培养基下均高于对照。其中1mg/L浓度的值为最大,并显著高于对照（p〈0.05）。100mg/L,500mg/L浓度的显著低于对照（p〈0.05）。拟南芥平均根粗、根表面积、根系总体积以及叶片鲜重和根系鲜重表现相类似的规律;（4）拟南芥叶片叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b的含量在0.1mg/L,1mg/L和10mg/L浓度DCPTA和DTA-6的培养基下均高于对照。其中1mg/L浓度的值为最大,显著高于对照（p〈0.05）。1mg/LDCPTA和DTA-6培养基的拟南芥叶片叶绿素a/b比值最小,与对照差异显著（p〈0.05）。     

SHK-6对大豆根系生理活性和激素的调控效应

以鲁豆11号为试验材料,利用植物生长调节剂SHK-6拌种和分枝期叶面喷施,在大田条件下研究了大豆根系对物质吸收和合成能力的变化及SHK-6调控的效应.结果表明,SHK-6处理显著提高了根系还原能力和伤流量,显著促进了根系对硝态氮吸收和氨基酸合成与转化;SHK-6显著提高伤流液中各个生育期内IAA、GAs和CTKs含量,而ABA含量前期SHK-6处理是显著低于对照,生育后期显著促进了ABA的运输量;SHK-6显著提高了产量,改善了产量构成因素.     

增效缩节安化学封顶对棉花主茎生长的影响及其相关机制

缩节安(1,1-dimethyl piperidinium chloride, DPC)是棉花生产中广泛应用的植物生长延缓剂。增效DPC (DPC ⁺, 25%水剂)助剂中的成分能对植物幼嫩组织表面形成轻微伤害, 实践证明其可实现棉花化学封顶、起到替代人工打顶的作用。为探究DPC ⁺作用机制, 本试验于2015年在田间条件下研究了棉花盛花期后(7月24日)应用DPC ⁺ (1125 mL hm ^-2)对棉花主茎生长和顶芽解剖结构、氧化还原状态及相关基因表达的影响。结果表明, 与对照(同期喷施清水)相比, DPC ⁺处理后棉花株高降低, 白花以上节位(nodes above the last white flower, NAWF)更早降到5; 处理后3 d即可观察到主茎生长点较对照扁平, 生长点的纵横比显著低于对照; 处理后6 h棉花顶芽的O₂ ^-、H₂O₂和MDA含量高于对照, 而开花相关基因GhSPL3和GhV1及顶端分生组织相关基因GhREV3的表达量则低于对照。化学封顶剂DPC ⁺可引起棉株顶芽的短期氧化应激反应, 降低与主茎生长点发育和花芽分化相关基因的表达水平, 从而延缓棉株生长和花芽的产生, 实现化学封顶。     

钾肥对棉花产量的影响及最佳施用量研究

为了明确钾肥对黄淮海地区抗虫棉和常规棉的产量及其构成因素的影响以及该地区的最佳钾肥施用量,在山东省夏津县、河北省吴桥县进行了大田试验。结果表明,钾肥可以显著提高棉花产量,吴桥和夏津的增产幅度分别达到20.4%、6.4%;钾肥主要增加上部(≥10)果枝和外围节位(≥3节位)的成铃数和铃重;转基因抗虫棉品种和常规品种对钾肥的反应在本试验条件下没有显著差异。当土壤速效钾含量为100~130 mg.kg-1时,黄淮海地区棉田比较适宜的氯化钾施用量为150 kg.hm-2左右。     

叔胺类活物质对玉米叶片光合特性与叶绿素荧光特性的调控效应

以玉米农大108为试验材料,在温室和盆栽条件下,研究叶面喷施叔胺类活物质DCPTA和DTA-6对玉米苗期叶片光合特性、光合关键酶以及叶绿素荧光特性的调控机制。结果表明,DCPTA和DTA-6处理显著提高了玉米株高和生物量;显著提高了玉米叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量,降低了细胞间隙CO2浓度,但不改变叶绿素a/b值;显著提高了PEPC羧化酶和RuBP羧化酶活性;显著提高了玉米叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效电子产量(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP),降低了非光化学淬灭系数qN;DCPTA和DTA-6处理的适宜浓度分别为50和20 mg/L。