小麦骨干亲本‘鲁麦14’的育种价值分析

为更加科学地开展小麦理论研究和提高育种成效,对‘鲁麦14’的构思设计与创制思路、突出特点和以‘鲁麦14’为亲本选育出的品种进行了系统分析。从2001年到2018年,中国科学院、中国农科院、中国农业大学和山东、江苏、河北、安徽、河南、山西、陕西、新疆、贵州、天津9省1市的89家科研单位和育种企业,以‘鲁麦14’为亲本直接育成品种39个、间接育成品种92个,这些品种通过9省2市166次审（认）定和36次国家审定。‘鲁麦14’作为新一代骨干亲本,为全国的小麦生产和育种工作做出了突出贡献。     

根腐病菌侵染对黄芪苯丙烷途径关键酶活性的影响

以蒙古黄芪-根腐病菌（Fusarium solani和F. acuminatum）为互作体系,测定苯丙烷途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)及4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)活性的变化,以期获得黄芪抗根腐病菌侵染机制的信息,为抗病育种工作提供参考。试验采用幼苗浸根法接种病菌,分光光度法测定3种酶的动态变化。结果表明,F. solani侵染黄芪后,PAL和C4H活性与对照相比明显升高,并在7、21天出现2个酶活高峰;4CL活性则随着时间的延长持续上升,7、21天时也显著高于对照。F. acuminatum侵染黄芪后,PAL、C4H和4CL的活性均在21天显著高于对照。可见2种病原菌在侵染黄芪过程中,苯丙烷途径的关键酶被不同程度地激活,但2种病菌激活各酶的时间和规律有所差异,表明黄芪对这2种病菌的抗性机制明显不同。     

氟节胺抑制枇杷嫁接成苗砧木萌蘖相关机理初探

为寻找更长效、无害的化学控蘖剂以减轻田间管理劳动强度,以枇杷(Eriobotrya japonica)嫁接成苗为材料,喷施有效成分浓度为0.050%,0.071%和0.125%的氟节胺,于不同时期取样观察控蘖效果,并尝试探究相关机理。结果表明,氟节胺减少了叶片单位面积光能的吸收量、抑制了光化学转换,但叶片的热耗散量并无明显变化。进一步测定植株氧化还原状态发现,氟节胺能够快速促进细胞内超氧阴离子(O₂^.-)积累并延缓或抑制H₂O₂的转化,从而诱发氧化胁迫。由此可见,氟节胺可能通过抑制叶片光化学转换和热耗散来破坏新生萌蘖的光合性能,进而抑制其萌发生长,而成熟叶片则通过提升自身抗氧化系统活性耐受氟节胺造成的轻度胁迫。在本试验中,各浓度的氟节胺对控制砧木萌蘖有不同程度的效果,其中浓度为0.125%的氟节胺控蘖效果相对最佳,且基本不会对砧木和嫁接成苗造成持续伤害,其作为化学控蘖剂有一定的应用潜力。     

水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物含量的影响

为探讨不同生育时期水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物(NSC)“库—源—流”间的变化动态,以‘花育20号’和‘花育27号’花生品种为试材,采用控制条件下的防雨棚池栽方法,研究了花生生长发育过程中不同生育时期水分胁迫下,非结构性碳水化合物(NSC)在花生叶片、茎、根和荚果等器官中的动态变化。结果表明,全生育期干旱胁迫使花生叶片、茎和根中可溶性总糖含量和淀粉均明显升高,但荚果中可溶性糖含量却明显降低。无论何生育时期受到干旱胁迫均使得叶片中可溶性糖含量峰值提前15天左右出现,“源”物质输出提前但输出量降低,叶片提前衰老。生育前期干旱胁迫使滞留在荚果中的NSC含量增加,结荚期后干旱胁迫反而利于荚果中NSC的转化。全生育期水分适宜处理叶片中NSC含量相对较低且变化较小。由此表明,干旱胁迫降低了NSC由源至库的运输和转化,使荚果“库”容量降低。     

紫斑牡丹种子浸提液对植物种子萌发和幼苗生长的影响

以紫斑牡丹种子为研究对象,研究不同质量浓度(0、0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL-1)的种皮和胚乳水浸提液对白菜、小麦和绿豆种子萌发、幼苗生长和幼苗的抗氧化酶活性的影响,探究紫斑牡丹种子内源抑制物质的活性,为进一步研究紫斑牡丹种子休眠机理提供理论依据。结果表明:紫斑牡丹种皮和胚乳中均含有抑制受体植物种子萌发和幼苗生长的物质,且同一质量浓度下,胚乳浸提液的抑制作用强于种皮浸提液;种皮和胚乳浸提液对白菜幼苗生长的抑制作用高于小麦和绿豆;种皮和胚乳浸提液对3种受体植物幼苗根长的抑制作用大于苗高和鲜质量;种皮和胚乳浸提液对3种受体植物幼苗的SOD、CAT和POD活性均产生了一定的影响。其中,随着种皮浸提液质量浓度的提高,受体植物幼苗SOD、POD活性先上升后下降,而CAT活性持续下降;加入胚乳浸提液后,受体植物幼苗的CAT、POD活性与对照相比显著下降,SOD活性则依然随着胚乳浸提液质量浓度的升高而表现出先上升后下降的趋势。由结果可知,紫斑牡丹种皮和胚乳浸提液中均含有能抑制受体植物种子萌发和幼苗生长的物质,并且能够影响受体幼苗的抗氧化酶活性,但是紫斑牡丹种皮和胚乳内源抑制物质的活性存在一定的差异。     

基于叶片质外体相关成分和酶活性响应的龙葵耐Cd机理研究

为探讨龙葵(Solanum nigrum L.)耐镉(Cd)机理,采用基质培养法,研究了50 μmol·L^-1 Cd(CdCl₂·2.5H₂O)处理120 d对其生长和叶片细胞壁果胶、木质素含量、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、NADH-过氧化物酶(NADH-POD)、愈创木酚过氧化物酶(GPOD)和松柏醇过氧化物酶(CAPX)活性以及质外体汁液中过氧化氢(H₂O₂)含量和GPOD、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,与对照相比,Cd处理显著抑制了龙葵地上和地下部的伸长生长、降低了根的干物质积累(P<0.05),但茎的分枝增多,叶面积、叶绿素含量、净光合速率和胞间CO₂浓度无显著变化(P>0.05);细胞壁结合酶NADH-POD、GPOD和CAPX活性以及果胶含量显著增高(P<0.05),而PG活性显著下降(P<0.05),Cx活性和木质素含量无显著变化(P>0.05);质外体汁液中H₂O₂含量显著增加(P<0.05),GPOD和SOD同工酶谱及活性无显著变化(P>0.05);CAT同工酶谱带增宽,APX同工酶谱带数增加,二者活性均显著升高(P<0.05)。说明50 μmol·L^-1 Cd较长时间处理龙葵植株,其地上部分生长仍处于良好状态,表现出对Cd毒害的耐性,这与Cd处理后叶片细胞壁果胶含量和结合酶GPOD以及质外体汁液中APX、CAT活性升高有关,推测这是龙葵耐Cd的一种机理。     

黄瓜叶酸合成关键基因克隆与分析

【目的】分析黄瓜基因组中与叶酸合成代谢相关的基因数量、定位以及表达特征,对关键酶基因进行生物信息学分析与克隆,旨在为黄瓜叶酸合成调控研究奠定基础。【方法】根据已报道的拟南芥叶酸合成相关基因,利用黄瓜基因组数据库中9930_V3版本进行BLAST比对。利用MapChart绘制黄瓜染色体物理图谱并对基因定位。利用qRT-PCR分析这些基因在黄瓜果实发育不同时期和不同材料中的表达量。通过MEGA、WebLOGO、ExPASy等工具对关键酶基因进行生物信息学分析。通过PCR扩增对关键酶基因进行克隆,并测序分析基因的序列差异。【结果】同源比对获得19个黄瓜叶酸代谢相关基因,这些基因不均匀分布在黄瓜7条染色体上,且以Chr.4和Chr.5上分布最多。通过对其中11个调控叶酸合成的基因在测序黄瓜9930果实发育不同时期以及果实叶酸含量高低差异显著的2份材料的表达量分析,发现CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS和CsDHNA 3个基因与果实叶酸含量变化趋势完全一致;CsADCS、CsADCL、CsDHNA、CsHPPK/CsDHFS、CsFPGS、CsDHFS等基因的表达量在2份材料中具有显著差异。通过对2个调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因CsGCHI和CsADCS的蛋白序列及蛋白结构域分析,发现各物种中CsGCHI的同源基因均具有2个GTP_cyclohydroI结构域;CsADCS的同源基因均具有2个GATase结构域、1个Anth_synt_I_N结构域和1个Chorismate_bind结构域。它们在不同物种中高度保守,进化树分析亲缘关系近的物种聚类到一起。分别扩增黄瓜果实低叶酸含量自交系65G和高叶酸含量自交系02245中CsGCHI和CsADCS的同源基因,序列分析表明CsaV3_1G041250全长为3 012 bp,CDS序列长度为1 413 bp,3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的变异;CsaV3_7G026240全长为3 047 bp,CDS长度1 407 bp,序列无变异;CsaV3_5G036360全长7 941 bp,CDS序列长度为2 706 bp,序列无变异。【结论】鉴定出19个不均匀分布在7条染色体上的黄瓜叶酸代谢相关基因,基因CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS 、CsDHNA和CsADCS是影响黄瓜果实叶酸含量变化、导致叶酸含量高低显著差异的关键基因,调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因GCHI及ADCS功能相对保守,CsGCHI在65G、02245中有3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的差异。     

中国不同地区‘富士’苹果品质评价

【目的】确定‘富士’苹果核心品质指标,建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【方法】从河北、河南、辽宁、宁夏、山东、山西、陕西、新疆等8个苹果主产省（区）68个市（县）的代表性果园采集176份‘富士’苹果样品进行品质测定,共测定单果重、带皮硬度、去皮硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、山梨醇含量、葡萄糖含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度、固酸比、糖酸比、甜酸比等15项指标。通过主成分分析和聚类分析法确定‘富士’苹果核心品质指标,运用层次分析法确定指标权重,采用灰色关联度法建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【结果】不同产区间‘富士’苹果品质指标存在差异性,新疆‘富士’苹果硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、山梨醇含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度值等8项品质指标均高于其他省（区）‘富士’苹果。维生素C含量、山梨醇含量、蔗糖含量和甜酸比的变异系数均大于30%,可溶性糖含量的变异系数最小（仅为9.8%）。‘富士’苹果某些品质指标间存在极显著的相关性,可滴定酸含量与固酸比、糖酸比之间相关系数分别为-0.844、-0.854,果糖和甜度值之间相关系数达0.963,固酸比与糖酸比之间相关系数为0.941。通过主成分分析和聚类分析,确定单果重（X₁）、去皮硬度（X₂）、可滴定酸含量（X₃）、固酸比（X₄）和果糖含量（X₅）为‘富士’苹果核心品质指标。通过灰色关联度法建立了‘富士’苹果品质综合评价模型Y=0.2601X₁+0.1378X₂+0.0819X₃+0.2601X₄+0.2601X₅。【结论】单果重、去皮硬度、可滴定酸含量、固酸比和果糖含量为‘富士’苹果核心品质指标,以其建立的评价模型可用于‘富士’苹果品质的综合评价。     

广东葡萄一年两收设施避雨栽培模式主要病虫害与防治关键期

【目的】全面了解广东葡萄一年两收设施避雨生产模式主要病虫害的发生情况,明确其防治关键物候期。【方法】在 2016—2019 年进行走访式和常规式调查按治早治小的原则,根据主要病虫害发生动态、相对应的葡萄物候期和防治实践确定防治关键期。【结果】在设施避雨模式下,广东一年两收葡萄病害发生最严重的是白粉病,其次是溃疡病、霜霉病、穗轴褐枯病、灰霉病、日灼病、气灼病、毛毡病等;虫害发生最严重的是蓟马,主要物种是茶黄蓟马、烟蓟马、棕榈蓟马,其次是二斑叶螨、斜纹夜蛾、中喙丽金龟、缺节瘿螨等。与露地栽培的主要病虫害有较大差异。防治关键期重点在休眠期（修剪清园期）、开花前期、幼果期、果实膨大期、果实转色期、果实成熟期。【结论】广东葡萄一年两收设施避雨模式主要病虫害种类不同于露地栽培,具有易重叠发生、危害期较长、多种病虫害出现两个甚至多个发生高峰期、同一病虫害更易爆发等特点。应对广东一年两收设施葡萄病虫害应当有针对性抓关键期防治,重点做好休眠期清园,消灭病虫源,结合花期果期等防治关键期开展有针对性的病虫害防治。     

通草提取物对奶牛乳腺上皮细胞乳糖合成及相关基因表达的影响

为探讨通草对奶牛乳腺上皮细胞乳糖合成及相关基因表达的影响,采用不同剂量通草提取物处理奶牛乳腺上皮细胞,利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测乳腺上皮细胞增殖能力,乳糖/半乳糖检测试剂盒(Lactose/D-Galactose (Rapid) Assay Kit)检测乳腺上皮细胞培养液中乳糖含量,实时荧光定量PCR技术检测乳腺上皮细胞乳糖合成相关基因葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)、葡萄糖转运蛋白8(GLUT8)、葡萄糖转运蛋白12(GLUT12)、己糖激酶Ⅰ(HKⅠ)、己糖激酶Ⅱ(HKⅡ)、β-1,4-半乳糖基转移酶-1(β-4GALT1)和α-乳清白蛋白(α-LA)基因mRNA表达水平。结果表明,200、400、600μg(生药)·mL-1通草提取物提高奶牛乳腺上皮细胞增殖能力(P<0.05),促进奶牛乳腺上皮细胞合成分泌乳糖(P<0.05),并显著上调细胞GLUT1、GLUT8、HKⅡ、β-4GALT1及α-LA mRNA表达水平(P<0.05),但对GLUT4、GLUT12和HKⅠmRNA表达水平无显著影响(P>0.05)。研究表明,适当浓度通草提取物可提高奶牛乳腺上皮细胞增殖能力,并通过上调乳腺上皮细胞GLUT1、GLUT8、HKⅡ、β-4GALT1和α-LA的mRNA表达,促进乳腺上皮细胞合成乳糖。