钙对高温下巨峰葡萄叶片光合作用和叶绿素荧光的影响

 【目的】分析钙对高温胁迫下葡萄叶片光合、荧光参数的影响,以探明钙在高温胁迫下对叶片光合机构的保护作用。【方法】选取高温时期,以田间生长的巨峰葡萄为试材,研究CaCl2、CaCl2+Ca2+螯合剂EGTA、CaCl2+钙调素抑制剂氯丙嗪（CPZ）预处理对高温胁迫下葡萄叶片的光合、荧光参数及丙二醛（MDA）含量的影响。【结果】喷施CaCl2显著提高了高温胁迫下葡萄叶片的净光合速率（Pn）,使光系统Ⅱ（PSⅡ）维持较高的活性,光化学猝灭系数（qP）、PSⅡ的天线转换效率（Fv’/Fm’）、光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）均极显著高于对照,初始荧光（Fo）极显著小于对照,膜脂过氧化产物MDA含量稍低于对照;添加抑制剂EGTA、CPZ明显抑制了光合作用,2个处理的Pn分别比钙处理的低29.4%、26.5%;其PSⅡ功能和活性也受到了显著抑制,导致叶片中MDA含量分别比钙处理高33.7%和40.2%。【结论】喷施CaCl2有效缓解了高温对葡萄叶片光合作用的抑制以及对PSⅡ系统的损害。     

GA含量与其合成酶基因在‘长富2号’苹果及其短枝型芽变品种之间的比较分析

【目的】研究苹果枝条节间长度与内源激素赤霉素（GA）水平及GA合成关键酶基因序列和表达之间的关系,为进一步探索苹果短枝型芽变形成机理及选育新的短枝型苹果品种奠定基础。【方法】以‘长富2号’苹果及其短枝型芽变‘龙富短枝’的枝条和叶片为试材,通过对花后4个时期GA含量的测定及GA合成途径中关键基因的克隆及表达,研究枝条生长过程中GA与枝条节间长度的关系。【结果】在花后80 d,GA含量在非短枝型苹果及其短枝型芽变中差异显著,短枝型芽变品种中GA含量低于非短枝型品种。序列分析表明,GA合成关键酶基因GA20-氧化酶（GA20ox）和贝壳杉烯氧化酶（KO）的cDNA序列在‘龙富短枝’和‘长富2号’中完全一致,无碱基的突变、插入或缺失现象发生。实时荧光定量PCR分析表明,在花后20 d和80 d,GA20ox和 KO的相对表达量在‘龙富短枝’和‘长富2号’之间差异显著,短枝型芽变品种中的相对表达量显著低于非短枝型苹果。【结论】GA含量差异和GA合成关键酶基因差异表达与短枝型苹果枝条节间长度相关联,低GA含量和GA合成关键酶基因的下调表达抑制了苹果枝条的伸长。     

小麦产量性状与粒重性状的遗传分析

以小麦6044×01-35杂交后获得的重组自交系群体为试材,对其产量性状与粒重性状予以遗传分析。结果表明,重组自交系群体产量性状均呈正态分布,有不同程度的变异;单穗粒重与穗长和千粒重呈极显著正相关,与单株穗数、行总粒重呈极显著负相关,与株高呈显著负相关;广义遗传力较高的为株高、穗下节间长、穗长、单株粒重和单穗粒重;由主成分分析可知,对穗粒重贡献最大的是单株粒重、穗下节间长、穗长、单株穗数;通过逐步回归分析和通径分析,单株粒重对单穗粒重有促进作用,直接通径系数最大,单株穗数对单穗粒重的负效应最高。     

不同种质萝卜肉质根硫苷组分及含量分析

[目的]本文旨在检测萝卜肉质根中硫苷组分与含量,分析硫苷总量与单个硫苷组分含量的相关性,为萝卜种质品质性状评价与优良新品种培育提供理论基础。[方法]通过液质联用(LC-MS)技术和高效液相色谱法(HPLC)对44份萝卜种质肉质根中硫苷组分与含量进行检测,并通过主成分分析研究了总硫苷与单个硫苷含量之间的相关性。[结果]在萝卜肉质根中共检测到12种硫苷,包括8种脂肪族硫苷和4种吲哚族硫苷,其中4-甲硫基-3-丁烯基硫苷(GRH)作为重要的硫苷组分在所有材料中含量最高。44个萝卜种质干样总硫苷平均含量10.73μmol·g~(-1),变化区间1.61～23.23μmol·g~(-1);硫苷含量占干质量的平均比例为0.4%,变化区间为0.14%～0.97%。筛选到4份4-甲基亚磺酰丁基硫苷(RAA)含量较高的种质,4份GRH含量较低的种质。分析单一硫苷相关系数矩阵显示,总硫苷含量与4-甲基亚磺酰基-3-丁烯基硫苷(GRE)、4-戊烯基硫苷(GBN)、4-甲硫基丁基硫苷(GER)的含量呈极显著正相关,且同族硫苷间相关性较强。[结论]萝卜不同种质肉质根中硫苷组分与含量存在较大差异,其中GRH是影响脂肪族硫苷及总硫苷含量差异的关键硫苷,筛选到的高含量RAA与低含量GRH种质可为萝卜品质性状遗传改良提供重要材料。     

小麦NBS-LRR类抗病基因类似片段分离和定位

【目的】利用同源序列法分离小麦NBS-LRR类抗病基因类似片段,并验证其与小麦抗条锈病基因Yr26之间的关系。【方法】根据已克隆R（抗病）基因的保守结构域（NBS-LRR）设计简并引物,采用巢式PCR（Nested PCR）技术对小麦Yr26近等基因系材料Nan137的基因组DNA进行扩增;同时利用中国春缺失系对获得的抗病基因类似片段进行染色体定位分析,利用Yr26载体品种92R137和感病品种Avcoet S（AvS）创制的F2:3后代群体验证获得的片段与小麦抗条锈病基因Yr26的关系。【结果】通过巢式PCR方法,获得了4个通读的小麦抗病基因NBS-LRR 类抗病基因同源片段R105、R181、R326和R405,长度分别为369、589、528、618 bp;这4个片段均具有典型的NBS-LRR类的保守结构域,其核苷酸相似性为24.35%—38.36%。中国春缺失系定位结果显示片段R405被定位于Yr26所在的小麦缺失系C-1BL-6-0.32区段内,同时通过含196个单株的小群体检测结果表明该片段与Yr26共分离。【结论】从小麦近等基因系材料Nan137中获得了4个RGAs片段,其中片段R405可能是小麦抗条锈病基因Yr26的候选片段,但需进一步验证该候选片段的真实性。     

高产高效夏玉米的冠层结构及其光合特性

【目的】研究高产高效夏玉米的冠层结构特性,探讨高产高效形成的生理机制,为夏玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】通过对播种方式、播种时间、种植密度、施肥时期及用量和收获时间等综合农艺管理措施的合理优化,设置综合生产管理（MT）和施氮量试验（NT）,研究探讨高产高效夏玉米的冠层结构特征和光合特性。【结果】施氮量试验中,施氮184.5 kg•hm-2（N2）时,产量、穗位及底层透光率达到最高,超过这一水平,产量、透光率和净光合速率均有所降低。综合生产管理中,再高产高效处理的叶面积指数从大喇叭口期（V12）到抽雄后6周（6WAT）始终维持在4.4以上,生育后期下降缓慢;穗位及底层透光率以及茎粗、穗位茎节长、株高和穗位高等植株性状整齐度相对较高,获得了10.91 t•hm-2的产量和54.97 kg•kg-1的氮素利用效率。【结论】单一增施氮肥,产量没有持续增加,冠层透光率有所下降;将栽培方式与肥料运筹结合,再高产高效处理的叶面积指数高值持续时间较长,穗位叶层透光率、植株性状整齐度和净光合速率较高,实现了产量与氮素利用效率的协同提高。     

菇渣水苔复合基质对草莓生长、产量及品质的影响

以草莓品种丰香为试材,以菇渣为对照,将菇渣与水苔按不同质量比混配成栽培基质,研究不同配比的新型基质对草莓生长、产量及品质的影响。结果表明,不同配比的新型基质理化性状(EC值、p H值、容重、比重、孔隙度)均适合草莓生长,混配基质栽培的草莓茎粗、叶面积、还原糖、维生素C、可溶性蛋白及果实产量均优于对照,以菇渣∶水苔=15∶1的处理更能显著提高草莓生长量,提高果实产量及品质。     

苹果根系生理和叶片光合对地面不同覆盖物的差异反应

【目的】揭示苹果根系和叶片对地面覆盖稻草苫等材料的差异性反应,为果园地面合理覆盖提供依据。【方法】于春季将稻草苫、农用地毯、园艺地布和透明塑料膜覆盖在3年生‘红星’苹果树地面,以清耕为对照,于翌年仲春、夏末、中秋和初冬调查根系活力、根系一氧化氮（NO）生成速率、根系硝酸还原酶（NR）和一氧化氮合酶（NOS）活性以及叶片净光合速率（Pn）等生理参数的变化,在秋冬季分析植株生长量及根系构型等。【结果】苹果根系活力、根系NO生成速率和叶片Pn等生理变化对4种覆盖物的反应存在明显的季节差异。春季,4种覆盖物均提高了根系活力、根系NR和NOS活性及NO生成速率,其中透明塑料膜和农用地毯的效果更显著;夏季,稻草苫和农用地毯覆盖显著提高上述所测根系生理参数值,而透明塑料膜使这些参数值显著降低;秋季,4种覆盖均显著提高根系NR和NOS活性;初冬,稻草苫、农用地毯和园艺地布覆盖均显著提高所测根系生理参数值。除了春季,4种覆盖物对根系生理参数的提高,均以稻草苫的效果最显著。4种覆盖物均降低根系生理参数的变异性,其中,农用地毯覆盖下各参数变异最小,透明塑料膜覆盖下变异最大。4种覆盖物均显著提高夏末、中秋和初冬的叶片Pn及秋季叶片水分利用效率（WUE）,增大初冬根系表面积、直径、总长度、体积和根系分形维数,促进新梢生长和干径增粗,稻草苫和农用地毯的效果更显著。稻草苫改善根系生理特性和根系形态构型,提高夏秋季叶片Pn及促进植株生长的效果最突出;农用地毯对根系分形维数的提高与稻草苫相近且高于园艺地布和透明塑料膜,对根系生理变化的稳定作用最突出;园艺地布对夏秋季叶片Pn的提高作用仅次于稻草苫,对根系生理参数的稳定效果不及农用地毯;透明塑料膜在夏末和中秋季节降低根系活力,对秋季叶片WUE的提高及对植株生长的促进作用最小,对根系生理变化的稳定作用也最小。【结论】从改善苹果根系活力和根系构型、提高叶片光合作用和水分利用效率、促进植株生长及稳定根系生理变化的综合效果看,稻草苫的覆盖效果最好。     

苹果生长素响应因子MdARF5的克隆与功能鉴定

【目的】分离苹果生长素响应因子MdARF5（Auxin Response Factor 5）,分析其对生长素的响应,鉴定其在调节花青苷合成过程中的作用,揭示MdARF5的生物学功能,为进一步研究生长素对花青苷的调节提供理论依据。【方法】以‘嘎拉’苹果（Malus×domestica ‘Royal Gala’）为材料,利用同源克隆技术,克隆得到一个ARF（Auxin Response Factor）转录因子,并将其命名为MdARF5。利用MEGA5.0软件构建多物种间系统进化树。通过农杆菌介导的遗传转化获得转基因苹果愈伤组织。比较野生型和转基因苹果愈伤组织花青苷积累的差异。利用烟草叶片瞬时转化试验,分析MdARF5对MdMYB1的转录调控。【结果】克隆获得苹果生长素响应因子MdARF5（序列号：MDP0000143749）,该基因CDS为2 691 bp,编码含有896个氨基酸的蛋白。系统进化树分析表明,苹果MdARF5与梨PbARF5同源性最高。基因表达分析显示,该基因响应生长素处理,并且与花青苷合成相关基因表现出相反的表达模式。在苹果愈伤组织中超表达MdARF5,其花青苷积累较野生型显著降低,表明MdARF5在调控花青苷积累过程中发挥重要作用。对苹果MdMYB1启动子序列进行分析,发现其序列包含一个MdARF5的结合位点。烟草瞬时表达试验显示,MdARF5能够抑制MdMYB1的表达。【结论】推测苹果MdARF5可能通过直接抑制MdMYB1的表达负调节花青苷的积累。     

磷素水平对夏玉米生长发育和产量的影响

试验材料选用郑单958(ZD958)和登海618(DH618)两种夏玉米品种,设置0(P0)、45(P3)、90(P6)、135 kg/hm~2(P9)4个不同的施磷(P_2O_5)水平,研究磷肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、干物质积累与分配、叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率等的影响。结果表明:施磷有利于提高夏玉米的产量,在0~90 kg/hm~2范围内,夏玉米产量随施磷量的增加而增加,而当施磷量超过90 kg/hm~2时产量随之降低。ZD958和DH618的P6处理产量较P0处理分别提高13%和14%;施磷有利于夏玉米叶面积指数和叶片SPAD值的提高,进而改善叶片光合性能,提高净光合速率,光合干物质积累量显著提高;成熟期干物质重随施磷量的增加,先增加后降低,ZD958的P6处理成熟期干物重较P0和P3处理分别增加26%和9%,DH618分别增加12%和9%,施磷后光合性能的改善与干物质重的提高有助于夏玉米产量的提高。