旱地燕麦间作对土壤酶活性、微生物含量及产量的影响

本文通过研究内蒙古旱作区禾本科、豆科及茄科间作对土壤生物性状的影响,旨在揭示燕麦（Avena sativa Linn）与不同作物间作及其单作在土壤酶活性、微生物量及土地当量比（LER）等方面的优势机理。本试验设置燕麦、黑豆（Glycinemax（L.）merr）、苜蓿（Medicago sativa）、马铃薯（Solanum tuberosum L）单作和黑豆间作燕麦、苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦共7个处理,探讨各处理对上述各指标的影响。结果表明：燕麦间作黑豆土地当量比最高,2015年和2016年分别为1.62和1.65。燕麦间作黑豆土壤脲酶活性和蔗糖酶活性较苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦显著提高了5.00%~51.61%和5.73%~52.29%。2015年和2016年播种后75 d苜蓿间作燕麦土壤过氧化氢酶活性显著高于黑豆间作燕麦,分别提高了29.47%和40.56%。黑豆间作燕麦对比其他两间作处理土壤微生物的生物量碳、氮含量分别显著提高了2.70%~17.89%和11.36%~26.47%,土壤脲酶活性提高了1.51%~55.22%,蔗糖酶活性提高了5.73%~52.29%,是该地区最优的间作模式。     

异噁草酮对土壤微生物和土壤酶活性的影响

本试验检测了异噁草酮处理土壤后土壤中微生物群落数量和土壤酶活性变化,目的在于研究异噁草酮对土壤微生态产生的影响。结果表明:土壤中异噁草酮有效成分浓度为200、500μg/kg和700μg/kg时,促进土壤中细菌和真菌数量增长,该数量在处理7d之内就会明显变化,并且此影响随异噁草酮使用浓度的提高而增强,但异噁草酮对放线菌的数量无显著影响。施用异噁草酮后,土壤酶活性反应程度由高到低的顺序为:转化酶多酚氧化酶过氧化氢酶。本研究中异噁草酮施入土壤后,除对多酚氧化酶有明显抑制作用,且该抑制作用在短时间内可恢复外,对土壤微生物数量和土壤酶活性都有促进作用。     

四硫代碳酸钠对蔬菜根病的防治效果及对土壤生物学性状的影响

为明确四硫代碳酸钠(sodium tetrathiocarbonate,STTC)在蔬菜根病防治上的应用价值及制定应用技术,本研究通过室内瓶土熏蒸法,进行了STTC对病菌的室内毒力测定;用温室盆栽法,进行植前熏蒸处理,测定土壤中病菌数量的变化和对病害的防效,同时进行植后熏蒸处理,测定药剂处理点和根际处病菌数量的变化;通过土壤施药后随即移栽幼苗的方法,评价药剂对蔬菜幼苗的安全性;通过室内模拟田间熏蒸条件,测定药剂不同浓度和熏蒸时间对土壤中主要微生物类群数量和主要土壤酶活性的影响。结果显示STTC对辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici、黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporumf.sp.cucumerinum、茄子黄萎病菌Verticillium dahliae、番茄立枯病菌Rhizoctonia solani和蔬菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum均有较好的杀灭活性,LD50分别为3.956、4.241、5.222、5.457和6.197mg/kg;80g/m2 STTC移植前处理对辣椒疫霉病和黄瓜枯萎病的防效可分别达到91.01%和82.51%;浓度低于900μg/mL的STTC对当日熏蒸后移栽的3叶期辣椒、黄瓜、番茄、白菜和油菜幼苗均表现安全;在辣椒和黄瓜生长期穴施1 200μg/mL STTC能有效减少土壤中辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌的数量;土壤中微生物类群数量监测结果表明,在0.1~50.0μg/g浓度范围内,STTC对土壤真菌有强烈抑制作用,对土壤细菌和放线菌为先抑制后促进。对土壤酶活性测定结果表明,当STTC用量为0.1、1.0、5.0、10.0和50.0μg/g时,对土壤脲酶和蔗糖酶的活性表现为先抑制后促进,对蛋白酶的活性表现为在STTC低浓度时活性增加,高浓度时为先抑制后增加。综合结果表明,STTC用于经济作物生产中的土壤熏蒸具有安全、有效和施用简便的特点,或可广泛使用。     

禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。     

茉莉酸处理菜豆对美洲斑潜蝇抗性的影响

为明确外源茉莉酸(JA)处理菜豆对美洲斑潜蝇抗性的诱导作用,采用生物测定和生化分析方法,研究了4种浓度JA喷施菜豆幼苗后,菜豆对美洲斑潜蝇的抗性及菜豆叶片过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和脂氧合酶(LOX)活性的变化.结果表明,JA处理可以提高菜豆对美洲斑潜蝇的抗性及菜豆叶片3种防御酶的活性,且其抗性和防御酶活性提高程度均与JA浓度有关.0.1、1 mmol/L JA可显著降低美洲斑潜蝇成虫对菜豆的取食和产卵选择性,使卵或幼虫发育历期延长、幼虫取食量降低、蛹重减轻,而0.001和0.01 mmol/L JA仅对幼虫发育历期有显著影响.0.1 mmol/L JA处理后,菜豆叶片POD、PPO和LOX活性均显著升高,分别较对照增加33％、39％和80％,而0.001 mmol/L JA对菜豆叶片防御酶诱导作用不明显.     

氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对棉铃虫生长发育和解毒酶活性的影响

在室内采用培养基混药法测定氯虫苯甲酰胺亚致死剂量(LC10、LC25和LC50)对棉铃虫生长发育和体内3种解毒酶系的影响。结果表明:各剂量处理3龄幼虫48h后饲养,各处理组当代(F0)3～6龄幼虫历期均比对照组延长0.2～3.8d,但成虫平均历期比对照组缩短0.8～2.5d,子代(F1)1～6龄幼虫历期均比对照组延长0.2～2.6d,成虫平均历期比对照组缩短0.1～0.5d;各剂量处理后,各处理组F0代3～6龄幼虫和蛹的体重、F1代4～6龄幼虫和蛹的体重均比对照组减轻,且剂量越大,体重减轻越显著;各处理组F0代种群趋势指数分别比对照组下降了16.27%、58.51%和71.17%,F1代分别下降了13.66%、52.61%和66.63%;各处理组F0代3～6龄幼虫体内的羧酸酯酶(CarE)和细胞色素P450O-脱乙基酶(P450-ECOD)比活力均高于对照组,其中6龄幼虫这两种酶比活力分别比对照组提高了5%～16%和23%～66%,但各处理组谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)比活力均低于对照组,其中6龄幼虫GSTs比活力分别比对照组降低了16.23%、58.51%和71.17%。表明在LC10～LC50剂量范围内,氯虫苯甲酰胺处理棉铃虫3龄幼虫的亚致死剂量越高,其生长发育受抑制越显著,P450-ECOD和CarE比活力上升越高,GSTs比活力下降也越大。     

串珠镰刀菌引起玉米穗粒腐病防御酶变化及其电镜观察

 对串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)侵染引起玉米穗粒腐病的防御酶活性变化和病原菌侵染过程进行研究。采用人工接菌的方法,分别对抗(Bt鄄1)、感(掖478)玉米材料进行接种,取抗、感材料间隔24 h 的6 个时间段接菌部位的苞叶组织,分析玉米植株感病后部分防御酶、同工酶谱的动态变化,并用扫描电镜对病原菌入侵植株过程进行组织病理学观察。扫描电镜观察发现,菌丝首先要经过1 ~ 3 d 生长后,大约在72 h 左右开始侵入气孔,并且随着时间的推移,侵入气孔的菌丝量逐渐增多。这说明病原菌是直接通过气孔侵入寄主苞叶组织。同时,玉米受串珠镰刀菌侵染后,苯丙氨酸解氨酶 (PAL)和过氧化物酶(POD)的活性都是先上升后下降,在感病材料Ye478 中PAL 的活性要比抗病材料Bt鄄1 中增加的更快、更高;同样对于POD 来说,在感病材料Ye478 中的活性要比抗病材料Bt鄄1 中的高,但变化趋势在2 个材料中相似;而丙二醛(MDA)的含量则相反,在感病材料Ye478 中的活性要比抗病材料Bt鄄1 中的低;对POD 同工酶酶谱分析,2 个材料都增加了3 ~ 4 个条带,没有明显的区别,这说明玉米感病后会通过增加POD 的活性来抵御外源病菌的侵入。总体而言PAL和POD 活性水平与材料抗性呈负相关;MDA 与材料抗性呈正相关关系。对玉米植株感病后防御酶活性变化的分析和病原菌入侵寄主的电镜观察结果,可为深入研究玉米穗粒腐病抗病机制和抗病育种提供参考。     

长期咸水灌溉对土壤酶活性及反应动力学的影响

为了探讨咸水灌溉导致土壤质量下降的原因,研究了5个含盐量水平(1.25(对照)、2.50、5.00、7.50d S·m~(-1)和10.00 d S·m~(-1))的咸水长期田间污染对0~20 cm和20~40 cm土壤水解酶活性及酶促反应动力学性质的影响。结果表明:咸水灌溉导致土壤脲酶、β-葡糖苷酶和碱性磷酸酶活性呈现不同程度的降低,与对照相比,10d S·m~(-1)咸水灌溉下0~20 cm土壤层三种酶活性分别下降45.5%、50.8%和24.9%,20~40 cm土壤层三种酶活性分别下降37.44%、32.1%和21.8%;咸水灌溉改变了土壤酶的催化动力学特性,与对照相比,10 d S·m~(-1)咸水灌溉下脲酶、β-葡糖苷酶和碱性磷酸酶的最大反应速度V_(max)分别下降47.77%、44.62%和15.01%,Km分别下降57.12%、保持不变和下降14.64%,β-葡糖苷酶V_(max)/K_m下降39.63%,脲酶和碱性磷酸酶的V_(max)/K_m没有显著变化。数据表明咸水灌溉对不同的酶抑制机制不尽相同。     

代谢酶抑制剂PX对除草剂防除稗草的增效作用

为解决除草剂防除困难的问题,采用室内盆栽试验测定了PX、PM和Mn²⁺三种代谢酶抑制剂对精喹禾灵、莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和烯禾啶防除稗草Echinochloa crus-galli的增效作用,测定不同用量代谢酶抑制剂PX对这5种除草剂的增效作用及其与莠去津混用后稗草体内谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）和细胞色素 P450（cytochrome P450,CYP450）活性的变化。结果显示,在3种代谢酶抑制剂中,代谢酶抑制剂PX对精喹禾灵、莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和烯禾啶5种除草剂的增效作用最显著。不同用量代谢酶抑制剂PX对不同除草剂的增效作用不同,其中75 g (a.i.)/hm²代谢酶抑制剂PX对莠去津的增效最佳,株防除效果和鲜重防除效果分别增加了35.33个百分点和37.33个百分点。莠去津与代谢酶抑制剂PX混用后,稗草体内GST和CYP450活性均较对照显著降低。表明除草剂与代谢酶抑制剂PX混用能增加除草剂对稗草的防除效果,可以达到减施除草剂的目的。     

转YHem1 番茄植株耐盐性的研究

 YHem1是一个由拟南芥HemA1启动子（一种光响应型启动子）控制的酿酒酵母菌5–氨基乙酰丙酸（ALA）合酶基因（Hem1）。将该基因转化番茄植株,可以提高叶片内源ALA含量及其代谢能力,增加叶绿素含量和抗氧化酶活性,并降低产生速率和丙二醛（MDA）含量。200 mmol ·L^-1 NaCl处理,降低了野生型番茄叶片ALA合成与代谢能力和叶绿素含量,同时诱导叶片产生速率、H₂O₂和丙二醛（MDA）含量上升,而超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等抗氧化酶活性则逐渐降低。盐胁迫也导致转YHem1番茄ALA合成与代谢能力、叶绿素含量和抗氧化酶活性下降,但其降幅明显低于野生型。盐处理10 d后,转基因番茄植株保持着较高的生物学积累量和较低的盐胁迫抑制程度,说明转入YHem1基因可以提高番茄耐盐性。此外,转基因番茄叶片H₂O₂含量始终保持较高水平,暗示其可能作为一种信号分子参与细胞生理调节。