燕麦AsKUP1的克隆与功能分析

植物钾离子转运蛋白中的Na~+不敏感性KUP/HAK/KT转运蛋白对植物耐盐胁迫起着重要作用。为了阐明钾离子转运蛋白基因AsKUP1在燕麦中响应盐胁迫的表达模式和鉴定其生物学功能,从燕麦中克隆了AsKUP1,利用RACE方法获得AsKUP1全长序列,并对其进行生物信息学分析;构建了pCAMBIA1301-AsKUP1植物过表达载体,转化拟南芥,并运用实时荧光定量PCR方法分析AsKUP1在拟南芥中的表达情况。结果表明,AsKUP1全长2 951bp,包含2 334bp的ORF序列,预测编码777个氨基酸,等电点为8.55,分子量为87.0k D。序列分析表明,AsKUP1与山羊草和小麦KUP/HAK/KT家族亲缘关系较近,预测该蛋白有14个疏水跨膜结构域,位于细胞质膜的概率较大。此外,盐胁迫下,T2转基因种子萌发率为57%,野生型为43%;经潮霉素筛选分离比为3∶1的2个转基因株系后代T3转基因株系根长分别是野生型的1.46倍和1.34倍,T3转基因植株鲜重、干重分别是野生型的1.56倍和1.44倍,Na~+含量无显著差异,而K~+含量为野生型的1.25倍,说明AsKUP1的表达提高了拟南芥植株的耐盐性。本研究结果为揭示钾离子转运蛋白家族基因AsKUP1在植物中的耐盐机制和通过转基因技术提高植物耐盐能力奠定了基础。     

用嫁接法改造小老树

右玉县现有林114万亩,其中小老树面积占50％左右。为加速小老树改造,并避免大面积改造引起生态环境恶化,县林业局和油坊国营林场于1984年从河北省万泉县引进改造小老树嫁接技术,进行不同品种(小黑扬、北京杨、群众杨、青杨)、不同嫁接方法(皮下接、劈接)、不同砧木年龄(5—28年)的推广试验,试验总面积385亩,三年来取得了投资少、见效快的良好效果。杨树嫁接法,就是将优种杨的种条嫁接到小叶杨截于后的树桩上。利用优种杨的生长优势与原有树木庞大的根系,使嫁接苗迅速生长,能够在较短时间内使林分得到恢复。嫁接一般在春季树木开始萌动前进行,右玉地区一般在4月中下旬至5月上旬。先将     

秸秆配施微生物菌肥对盐碱地土壤理化 性质及作物产量和品质的影响

在内蒙古达拉特旗盐碱地分别设置秸秆配施微生物菌肥(GF)、微生物菌肥单施(F)、秸秆单施(G)、不施秸秆不施微生物菌肥(CK)4 个处理,同时种植燕麦、高丹草、黍子、油葵4 种作物,明确其对盐碱地土壤理化性质和作物产量、品质的影响。结果表明,秸秆配施微生物菌肥种植油葵的土壤容重、pH、电导率降低效果显著,分别较CK 降低24.14%、4.94%、32.40%;土壤孔隙度显著提高20.26%;有机质、速效钾含量在GF处理下种植油葵的土壤中最高,分别较CK 增加27.84%、8.33%;碱解氮在配施处理下种植高丹草的土壤中最高,较CK 显著提高12.53%,有效磷在微生物菌肥单施处理下种植油葵的土壤中最高,较CK 提高了37%。与CK 相比,GF 处理下燕麦、高丹草饲草产量分别显著增加88.55%、60.00%,黍子、油葵籽粒产量分别显著提高62.84%、53.75%;与CK 相比,GF 处理显著提高了燕麦、高丹草饲草和黍子的粗蛋白、粗脂肪含量,并降低了中性、酸性洗涤纤维含量。GF 处理下油葵籽粒中粗脂肪、油酸、亚油酸含量显著提高,棕榈酸、硬脂酸含量显著降低。综上所述,秸秆配施微生物菌肥有助于改善盐碱地土壤理化性状,增加土壤养分含量并提高作物的产量和品质。     

化肥减量配施有机肥对盐碱地土壤性状及镉形态的影响

盐碱地盐分含量高,会对植物生长起抑制作用或直接造成危害,盐碱地的安全利用对保障粮食安全具有重大意义。为探讨化肥减量配施不同有机肥对盐碱地土壤性状及镉形态的影响变化特征,试验在化肥施用减量20%的基础上,设厩肥30000 kg/hm²(AM)、生物有机肥600 kg/hm²(BF)、厩肥30000 kg/hm²+生物有机肥600 kg/hm²(AM+BF)及化肥正常施用量(CK)4种施肥处理,研究不同有机肥配施对土壤性状、镉含量及形态的影响。结果表明:2020年,处理BF较CK土壤镉含量显著降低了16.99%;2021年,处理BF和AM与CK相比,土壤镉含量分别降低了14.06%和10.16%,且差异显著。2020年,与CK相比,处理BF、AM和AM+BF土壤有效态镉含量分别显著降低了67.44%、34.88%和60.47%;2021年,处理BF、AM和AM+BF与CK相比,有效态镉含量分别降低了66.67%、27.27%和51.52%,且差异显著。与CK相比,有机肥配施对土壤中镉形态的分配比例有明显影响,交换态镉降低19.34%～75.69%、有机结合态镉提高45.78%～135.22%、土壤pH提高1.06%～5.81%;阳离子交换量提高5.29%～29.11%、有机质含量提高4.35%～30.14%、土壤容重降低0.76%～9.09%、过氧化氢酶活性提高7.84%～56.02%、脲酶活性提高14.67%～29.07%、碱性磷酸酶活性提高16.54%～40.09%、微生物量碳提高8.02%～25.09%、微生物量氮提高12.28%～33.12%。综上,在盐碱土壤条件下,配施有机肥可改善土壤理化性状、生物学特性,促进土壤交换态镉向有机结合态镉的转化,达到降低土壤有效态镉的目的。     

干旱胁迫对燕麦叶片气孔和叶肉细胞超微结构的影响

为了解干旱后燕麦解剖结构的变化,以燕麦品种白燕2号为材料,通过盆栽控水试验,设置正常供水、轻度干旱和重度干旱三个不同水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%、60%和45%),研究了干旱胁迫对燕麦叶片渗透调节物质含量、气孔和叶肉细胞超微结构的影响。结果表明,正常水分条件(对照)下,燕麦叶片脯氨酸和可溶性糖含量较低,表皮细胞皱褶,气孔关闭或微张,叶肉细胞内细胞器形状规则,结构清晰。与对照相比,轻度干旱胁迫下,燕麦叶片脯氨酸和可溶性糖含量增加,叶片表皮细胞饱满,气孔开启度较大,叶绿体形状变圆,近球状,线粒体外被膜膨胀,但结构未见明显损伤;重度干旱胁迫下,叶片脯氨酸和可溶性糖含量极显著增加,表皮细胞干瘪,气孔保卫细胞膨胀,气孔关闭,气孔器下陷。重度干旱胁迫下,燕麦叶绿体和线粒体受到的损伤较大,叶绿体内基粒、基质类囊体降解,出现较大的空腔;线粒体外被膜断裂,内含物流失;细胞核染色质凝聚,叶绿体之间出现嵌合现象。因此,干旱胁迫能诱导燕麦叶片渗透调节物质的积累和细胞超微结构的改变,渗透调节物质增幅和细胞超微结构的破坏程度随着土壤有效水分含量的降低而上升,但在细胞超微结构上也出现抗性反应,表明燕麦具有较强的抗旱性。     

不同裸燕麦品种抗倒能力及产量差异分析

为筛选抗倒伏能力强的高产裸燕麦品种,对16个裸燕麦品种的抗倒伏能力和产量进行比较,利用主成分分析和通径分析对与抗倒伏相关的7个性状进行分析。结果表明,裸燕麦品种间地上部生物量构成、主要农艺性状、茎秆基部第二节间形态及倒伏指数、产量及其构成因素均存在差异。通过主成分分析和通径分析,株高和穗位高是评价裸燕麦抗倒伏能力的关键。产量较高的白燕2号、白燕18号、花早2号的株高、穗位高较低,倒伏指数较小且田间未发现倒伏;坝莜14号、晋燕17号虽具有较高产量,但其株高、穗位高较高,倒伏指数较大,且田间分别表现为7级易倒伏和5级中抗倒伏。白燕2号、白燕18号、花早2号抗倒伏综合表现良好,产量高,适宜在内蒙古乌兰察布地区及类似地区推广种植。     

保水剂与微生物菌肥配施对黄土高原旱作燕麦生长及水分利用的影响

[目的]分析保水剂与微生物菌肥配施后旱作燕麦生长及水分利用情况,为黄土高原旱作区农田生产提供一种有效的保水培肥措施,指导该区域旱作农业生产。[方法]通过在黄土高原旱作区设不施保水剂和微生物菌肥(CK)、单施保水剂(A)、单施微生物菌肥(M)、保水剂和生物菌肥配施(AM)4个处理,分析燕麦全生育时期土壤水分变化、关键生育时期生长发育变化、全生育时期耗水量特征、产量构成及水分利用情况。[结果]①AM处理可促进燕麦生长发育。以灌浆期为例,AM处理可提高株高3.27%～25.96%,单株叶面积7.94%～23.06%,地上部干物质积累量11.48%～21.88%。②AM处理可提高0—20 cm土层土壤含水量(5.89%～11.50%),显著降低燕麦土壤贮水消耗(7.70%～18.76%),使总耗水量降低0.46%～1.26%。③AM处理可促进燕麦籽粒和生物产量形成,进而促进水分利用,使籽粒产量提高8.40%～20.12%,生物产量提高10.80%～25.09%,水分利用效率提高12.19%～26.80%。[结论]保水剂和微生物菌肥配施能够显著促进旱作燕麦生长,改善农田土壤水分状况,具有蓄水保墒作用,实现燕麦产量增加,提高水分利用效率。     

宽幅条播和种植密度对燕麦光合特性及干物质积累量的影响

为明确宽幅条播和种植密度对燕麦光合特性及干物质积累的调节作用,于2019-2020年在内蒙古乌兰察布市农牧业科学研究院试验基地,以蒙农大燕1号为试验材料,设宽幅条播(K)和常规条播(C)两种播种方式以及300万株·hm^-2(D1)、450万株·hm^-2(D2)、600万株·hm^-2(D3)三个种植密度,比较分析了不同播种方式和密度下燕麦光合能力、干物质积累量和产量的差异。结果表明,随着密度的增加,燕麦叶片光合参数和SPAD值及单株干物质积累量均呈下降趋势。各密度下宽幅条播燕麦的叶片光合参数及干物质积累量均高于常规条播。其中,宽幅条播燕麦的净光合速率较常规条播增加了7.2%～24.8%,且在D3下增幅最大;蒸腾速率、胞间CO₂浓度和SPAD值分别增加1.8%～24.1%、1.7%～25.5%和2.2%～11.5%;单株干物质积累量增加4.9%～56.2%。宽幅条播显著提高了燕麦穗数、穗粒数、千粒重和产量,其中在D1、D2和D3下分别增产8.6%、9.3%和14.5%,差异均达到0.05显著水平。由此可...     

干旱胁迫下燕麦叶片抗氧化酶活性等生理 特性变化及抗旱性比较

为选育抗旱型燕麦品种,以内蒙古主产区种植的21个燕麦品种为试验材料,采用盆栽方式在拔节期进行干旱处理(田间持水量25％,即土壤质量含水量为5％),测定叶片生理指标,综合比较其抗旱性,运用隶属函数法和聚类分析法进行分析,鉴定各品种的抗旱性.结果表明:坝莜8号、莜麦4400和燕2006的SOD活性分别升高了113.6％、150.36％和140.15％,坝莜8号的POD活性升高了99.1％;坝莜8号的脯氨酸含量升高了230.66％,而其可溶性蛋白含量仅下降9.6％,莜麦4400的丙二醛和相对电导率升高幅度较小,分别升高了13.4％和46.27％,其抗旱系数较大.隶属函数与聚类分析分类的相同程度为71.43％,综合分析21个品种的抗旱性可分为强抗旱型、抗旱型、中抗旱型、弱抗旱型4类.其中强抗旱型有两个品种,分别为坝莜8号和莜麦4400,抗旱型品种为燕2006和燕2004两个品种,中抗旱型的品种为白燕4号、青永久440和新源燕麦3个品种,其余品种为弱抗品种.     

膨润土与秸秆配施对根区土壤有机碳化学结构和酶活性的影响

为揭示膨润土与秸秆配施后土壤有机碳及其化学结构特征,选取黄土高原旱作区3年田间定位试验中的秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究膨润土与秸秆配施对根际土壤有机碳含量、有机碳化学结构和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土和秸秆均能不同程度提高土壤有机碳含量,其中H处理较CK显著提高了19.65%。与CK相比,仅有H处理显著增加了烷基碳和烷氧碳的相对含量和脂族碳/芳香碳值,分别提高了25.53%、18.00%和50.98%;仅有H处理芳香性显著降低了30.93%;与CK相比,各处理增加了烷基碳/烷氧碳值,增幅为5.26%～17.54%,差异不显著;各处理降低了羧基碳和芳香碳相对含量,降幅分别为24.50%～38.19%和1.29%～21.97%,差异不显著。与CK相比,S、B和H处理蔗糖酶活性显著提高12.63%～33.16%;β-葡萄糖苷酶活性显著提高10.72%～45.56%;锰过氧化物酶活性显著提高25.10%～70.98%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性均与有机碳含量、烷基碳含量和烷基碳/烷氧碳值呈正相关,与羧基碳和芳香性呈负相关。综上所述,膨润土与秸秆配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤酶活性,增加活性有机碳含量,使土壤有机碳分子活化,有利于改善黄土高原旱作区土壤状况。