马铃薯块茎颗粒结合型淀粉合酶基因的克隆及其RNAi载体的构建

GBSSI是马铃薯块茎中控制直链淀粉合成的关键酶, 为培育高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料, 根据GenBank登录号X58453设计特异引物, 采用RT-PCR技术获得马铃薯块茎GBSSI相似基因, 利用生物信息学相关软件分析, 预测GBSSI相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能。结果表明, 克隆的GBSSI相似基因与报道的GBSSI基因序列相似性达到99.78%, 其开放阅读框长1 824 bp, 编码607个氨基酸, 具有许多重要功能位点;三级结构预测结果表明该蛋白具有淀粉合成功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为EU403426。以此基因CDS内542 bp的靶标序列作为干扰区段, 扩增GBSSI的正反向基因片段, 并引入237 bp的内含子序列, 构建由Patatin启动子驱动的具有“正义基因片段gbss A-内含子VP1-ABI3-like protein-反义基因片段gbss B”的植物干扰表达载体pBI121g-PgABI, 将为淀粉合成的进一步研究和高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的马铃薯品种的培育奠定基础。     

盐胁迫对枸杞属两种植物幼苗离子吸收和分配的影响

以枸杞属2种植物(黑果枸杞和宁夏枸杞)幼苗为试验材料,采用不同浓度的NaCl溶液进行胁迫,对其不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺、Cl^-6种离子的吸收与分配情况进行研究。结果表明,在盐胁迫下,黑果枸杞和宁夏枸杞各器官中的Na⁺和Cl^-相对含量均显著高于对照,且随着盐浓度的增加,其含量也逐渐增加,尤以叶片中积累最多;K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺在盐处理组各器官中的相对含量比对照降低或无差异。同时,各器官中的K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺及Si⁴⁺/Na⁺均随盐浓度增加而呈逐渐下降的趋势。盐处理组中,黑果枸杞各器官中K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺和Si⁴⁺/Na⁺离子比值均显著高于同浓度胁迫下的宁夏枸杞,且高盐胁迫下黑果枸杞各离子比值相对于对照下降的幅度远小于宁夏枸杞,说明黑果枸杞比宁夏枸杞有较强的耐盐能力。     

氮肥后移满足绿洲灌区全膜覆盖玉米的氮素需求

【目的】 在水热资源有限区,地膜覆盖使得玉米对氮素的需求前移,容易造成后期脱肥。本研究在河西绿洲灌区通过田间试验,探讨氮肥后移对全膜覆盖玉米产量、氮素积累特征和氮肥利用率的影响,以期为优化地膜覆盖栽培玉米的施氮制度提供理论依据。 【方法】 试验为单因素试验,在施氮量450 kg/hm2水平下,基肥和大喇叭口期追肥分别占总施氮量的20%和40%,其余40%的氮追施时期和比例分为3个处理:N1 (拔节肥10% + 花粒肥30%),N2(拔节肥20% + 花粒肥20%),N3 (传统方式,拔节肥30% + 花粒肥10%),此外,还设定了不施氮肥空白对照。调查了玉米氮素积累动态及氮素利用状况。 【结果】 氮肥后移对玉米生育前期植株氮素的积累影响不显著,但能显著提高生育后期的氮素积累量。与N3相比,N1处理玉米植株氮素积累量在成熟期提高10.0%,籽粒吸氮量提高44.6%;氮肥后移对玉米籽粒产量和收获指数均有显著影响,N1处理籽粒产量较N3提高15.8%,收获指数提高12.2%,N2处理的籽粒产量与收获指数与N3处理差异不显著。N1处理的玉米氮素收获指数较N3处理提高31.0%,氮肥利用率 (NUE)、氮肥农学效率 (NAE) 和氮肥生理利用率 (NPE) 分别提高15.1%、79.4%和55.7%,N2处理与N3处理间则无显著差异。 【结论】 在总施氮量为450 kg/hm2的水平下,玉米拔节期追施45 kg/hm2、大喇叭口期追施180 kg/hm2、花后10 d追施135 kg/hm2氮肥,可有效提高地膜覆盖玉米的氮素供需吻合度,增加玉米生育后期氮素积累量,提高产量、氮素收获指数和氮肥利用率,是河西绿洲灌区实现玉米增产和提高氮肥利用率的一项有效措施。      

耕作措施对旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响

为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明:土壤总有机碳含量随土层加深而降低,游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量和占土壤总有机碳比例则随土层加深而增加。在0~40 cm各土层,各处理土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例(54.02%~76.78%)均高于矿质结合态有机碳占总有机碳的比例(31.78%~46.11%)。较之T处理,TS和NTS处理均不同程度提升土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例,其中NTS处理的提升效果最显著,TS处理次之。虽然NT、TS、NTS处理可提升土壤矿质结合态有机碳含量,但T处理下的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例高于NT、TS和NTS处理。耕作模式和秸秆添加模式均对土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的提升具有显著效应,但秸秆添加模式的效应高于耕作模式。同时,免耕模式仅对0~10 cm各土层土壤总有机碳的提升效应达到显著水平,对0~20 cm各土层土壤碳组分的提升效应均达显著水平,而添加秸秆对0~40 cm各土层土壤总有机碳和各组分均发挥着显著提升效应。综合来看,免耕配合秸秆还田可以提升土壤活力,促进土壤固碳,有利于该区构建环境友好型和可持续发展型农业生产模式。     

玉米农田土壤碳排放及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应

【目的】分析干旱绿洲灌区玉米农田土壤碳排放特征及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应,为评价区域典型农作制模式及其关键栽培技术的生态效益提供参考依据。【方法】田间试验于2013—2014年在甘肃河西绿洲灌区进行,共设4个处理:全膜覆盖等行距(50 cm)、全膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)、半膜覆盖等行距(50 cm)和半膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)。分析土壤呼吸速率季节变化特征及土壤碳排放量。计算土壤碳排放效率(CEE),并采用净生态系统生产力(NEP)评估农田碳平衡及其强度。【结果】土壤呼吸速率随玉米生育进程呈典型的单峰曲线。全膜覆盖均显著提高了玉米全生育期农田土壤碳排量,且玉米根呼吸碳排放量的贡献率在18.8%—77.2%,平均为49.1%。半膜覆盖宽窄行碳排放效率最高,达到2.65 kg·kg~(-1),分别较全膜覆盖等行距和全膜覆盖宽窄行处理高37.3%和26.2%。4种玉米种植模式中,半膜宽窄行模式净生态系统生产力最高,达到7 446.2kg C·hm~(-2),显著高于其他3种植模式。【结论】4种种植模式均表现为大气CO2的汇,半膜覆盖宽窄行种植模式碳排放量最低的同时碳汇效应最强。     

大麦外源渗入系农艺性状和籽粒品质特征及相关性分析

【目的】了解大麦外源渗入系的性状特征及相关性,并为进一步利用提供依据.【方法】对55份大麦外源渗入系进行了农艺性状(株高、穗长、芒长、穗下节、有效分蘖数、穗粒数和千粒质量)、籽粒品质(蛋白质、水分、淀粉、籽粒筛选率(≤2.2mm)、籽粒筛选率(≧2.5mm))和麦芽品质(总氮、浸出率、可溶性氮、库尔巴哈值)的测定和相关性分析.【结果】农艺性状指标的变异系数较大,变化范围为6.55%~32.42%.品质性状指标的变异系数变化范围为1.20%~102.56%.相关性分析表明,库尔巴哈值与总氮、浸出率显著正相关.千粒质量与株高、穗长负相关,与穗粒数显著负相关.大麦籽粒蛋白质含量与麦芽总氮、可溶性氮含量极显著正相关,与浸出率、库尔巴哈值极显著负相关.籽粒可溶性氮含量与穗粒数显著负相关,与千粒质量极显著正相关.【结论】供试材料农艺性状与品质性状变异系数较大.各性状间均有显著的相关性,有31对性状达到极显著相关,12对性状达到显著相关.     

马铃薯冠气温差变化特性与耐旱性的关系

冠气温差能够反映植物在干旱胁迫下的生理适应性。本研究以耐旱型马铃薯品种冀张薯8号和陇薯10号; 干旱敏感型品种大西洋和夏波蒂, 以及从秘鲁国际马铃薯中心引进的10份具有不同耐旱性的种质资源为材料, 在半干旱和半湿润2种环境下对其植株表型性状(株高、叶面积、叶鲜重、植被覆盖指数)、光合生理指标(光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素)以及冠气温差进行测定和耐旱性评价。结果表明, 所测性状指标中, 冠气温差、蒸腾速率和气孔导度对干旱胁迫最敏感; 冠气温差在不同供试马铃薯材料之间及干湿两种环境之间均表现出极显著差异性; 冠气温差的耐旱系数与植株表型性状及光合生理指标的耐旱系数均呈极显著正相关; 利用红外热成像技术监测冠气温差, 是进行马铃薯耐旱性评价的有效手段, 可为马铃薯耐旱育种研究提供理论依据。     

绿洲灌区一膜覆两年玉米的节水潜力

西北绿洲灌区以传统覆膜方式为主的农业节水措施受水资源不足和白色地膜污染的挑战日益加剧, 地膜减量节水技术研究亟待开展。2014—2016年, 在河西绿洲灌区进行田间试验, 重点探讨不同灌水水平下, 一膜覆两年(RM)处理、少耕覆膜(RtM)和传统覆膜(CM)对玉米农田耗水特征和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明, RM和RtM相对于CM均能显著提高玉米播前土壤贮水量, 3年平均增加41.7 mm和31.6 mm (提高15.9%和12.1%)。玉米播种到拔节初期(全生育期前40 d), 灌水水平相同时, RM较RtM和CM降低了耗水量但增加了棵间蒸发量, 且棵间蒸发量/耗水量(E/ET)显著增大, 相反从玉米拔节初期到收获期, RM的E/ET较CM降低13.2%, 即RM有利于减少玉米生育后期的无效耗水量, RtM与CM则无显著差异。灌水水平相同时, RtM水分利用效率最优, RM与CM之间无显著差异。相同覆膜方式下, 中灌水水平玉米的WUE最高, RM与CM整个生育期内的耗水量、棵间蒸发量及E/ET均无显著差异, 表明一膜覆两年具有传统覆膜方式节水增效的优点。因此, 在河西绿洲溉区, 一膜覆两年具有与每年翻耕覆新膜同等的水分利用效果, 是试验区可推广的节水、地膜减量生产技术。     

水肥一体化技术对辣椒干物质积累及养分吸收规律的影响

[目的]针对目前设施蔬菜生产中存在的水肥利用率低等问题,研究水肥一体化技术对日光温室辣椒干物质积累及养分吸收规律的影响,为甘肃省设施辣椒的可持续发展生产提供科学依据。[方法]通过田间试验,以常规沟灌冲施肥为对照(T1),研究水肥一体化技术处理(T2)对日光温室辣椒"陇椒3号"干物质积累及养分吸收规律的影响。[结果](1)水肥一体化技术能显著促进了辣椒植株干物质的积累,T2处理干物质积累总量比T1提高了9.21%,果实和根干物质积累分别提高了22.47%和7.29%;提前30d到达干物重第一个平衡期,推迟41d到达第2个平衡期。(2)T2处理N,P2O5,K2O吸收积累总量比T1增加了18.23%,30.73%和19.76%;T2处理果实中N所占比例比T1处理提高了9.73%;P2O5提高了13.70%;K2O提高了13.00%。(3)T2处理比T1氮磷钾利用率分别提高了51.0%;43.3%和71.2%;节水48.9%;增产22.1%;增收3.55万元/hm2。[结论]水肥一体化技术能提高辣椒的干物质和养分积累量,提高果实中的分配比例。     

干旱和温度胁迫对大蒜生理生化特性及病毒LYSV和OYDV积累的影响

【目的】探明干旱和温度胁迫对大蒜病毒积累的影响.【方法】采用qRT-PCR等方法对干旱和温度胁迫下大蒜叶片生理生化特性以及LYSV和OYDV两种病毒的积累量进行测定.【结果】干旱和温度胁迫下,叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著低于对照(土壤含水量20%,温度22℃),对可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量以及SOD活性呈现不同程度的影响;干旱胁迫下,LYSV和OYDV的积累量均随着胁迫程度的增加显著增加,在10%土壤含水量下,LYSV和OYDV分别达到8.60×106和6.54×106;温度胁迫下,低温4℃显著阻止了LYSV和OYDV的积累,高温35℃也对LYSV的积累量(1.78×106)起阻碍作用,而对OYDV的积累量(5.00×106)起促进作用.【结论】干旱和温度对大蒜LYSV和OYDV积累的影响不尽相同,对于其影响机制还需进一步的研究.