盐胁迫下苗期栽培大豆生理响应及Na~+动态平衡关键基因的表达

【目的】研究耐盐栽培大豆和盐敏感栽培大豆对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对大豆幼苗光合特性、离子含量及Na~+动态平衡相关基因表达的影响,通过比较盐胁迫下不同大豆品种的响应差异,揭示不同基因型大豆耐盐机制,为大豆栽培管理、耐盐品种的选育及人工调控提供理论参考。【方法】以耐盐栽培大豆(Y8D6008、Y8D6013)和盐敏感栽培大豆(Y8D6132、Y8D6136)为材料,选取长势一致的大豆幼苗于1/2×Hoagland营养液中培养,待第一片复叶完全展开时,营养液中加入Na Cl,每天递增50 mmol·L~(-1)到达处理浓度150 mmol·L~(-1),处理持续7 d。以不加Na Cl的1/2×Hoagland营养液作为对照,研究盐胁迫下大豆幼苗的光合特性、离子含量及Na~+动态平衡相关基因表达变化。【结果】150 mmol·L~(-1) Na Cl不同程度地抑制了4种大豆幼苗生长,同时显著降低SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但是Na Cl胁迫对盐敏感大豆影响程度显著高于耐盐品种;盐胁迫显著降低耐盐大豆的胞间CO2浓度,而盐敏感大豆与之相反,说明150 mmol·L~(-1) Na Cl处理下气孔限制是引起耐盐品种光合速率下降主要因素,而盐敏感品种光合速率下降主要因素是非气孔限制。对大豆植株的不同离子含量进行测定,发现盐胁迫下4种大豆叶片中Na~+积累均显著升高,盐敏感品种上升幅度显著高于耐盐品种,而K~+含量与Na~+含量的变化规律相反。盐敏感大豆叶片中磷含量(P)均受盐胁迫显著下降,而耐盐大豆叶片P在胁迫后略有增加。相关分析表明净光合速率变化幅度与叶片中Na~+、K~+和P含量变化幅度存在显著的相关性。对6个参与大豆植株体内Na~+动态平衡相关基因Gm SOS1、Gm Ncl1、Gm SALT3、Gm NHX1(离子通道基因)、Gm CIPK1(信号转导基因)和Gm AVP1(能量运输相关基因)相对表达量进行分析,发现盐胁迫后4种大豆的Gm Ncl1表达量均显著上调,盐敏感品种上调倍数高于耐盐大豆品种,这种表达变化与大豆的耐盐性具有一定的关联性,而其他5个基因表达量与大豆的耐盐性没有明显的关联性。【结论】与盐敏感大豆相比,耐盐大豆在盐胁迫环境条件下减少Na~+在叶片中的积累,保持相对较高的K~+和P含量,并维持相对较高的光合速率,这是耐盐大豆比盐敏感大豆具有较强耐盐特性的因素之一,另外Na~+动态平衡相关基因GmNcl1可能与大豆耐盐特性有一定关联性。     

离子束诱变桑品种与亲本的同工酶和RAPD比较分析

本试验应用过氧化物酶同工酶和RAPD技术对一离子束诱变品种及其亲本的过氧化物酶同工酶及RAPD指纹进行了比较分析,发现两者间在同工酶酶谱及RAPD指纹上均存在差异,从分子水平上初步证实了育成的鸡变品种确为不同的变异类型,结合形态性状的调查结果推断此变异品种为一颇具潜力的育种材料.     

水稻无融合生殖材料PDER选育的初步研究

通过离子注入Ｆ１代杂交种子，从后代中选育出２个早发生胚水稻品系，开花前１～２ｄ，未经授粉受精，卵细胞能自行分裂成多细胞原胚，发生频率高达２６．８％，用显性紫色稻作父本测交，Ｆ１代出现一定比例母本类型植株。经细胞胚胎学观察，已证实该材料存在二倍体孢子生殖（Ｄｉｐｌｏｓｐｏｒｙ）和无孢子生殖（Ａｐｏｓｐｏｒｙ），同时还存在未受精极核分裂成初生胚乳核的现象。     

氮离子注入水稻机理与效应研究

本文回顾了氮离子注入水稻机理与效应的６个方面研究结果：１．氮离子注入水稻种胚,引起了种胚表层细胞和内部结构的变化。２．与不同剂量的叠氨化钠和γ射线处理相比,氮离子注入Ｍ１代生理损伤轻,Ｍ２代株高、抽穗期诱变效率高,但叶绿素缺失突变诱变效率低。３．不同基因型水稻氮离子注入,产生的生物学效应存在着基因型间的差异。４．氮离子和叠氮化钠处理虽加剧了生理损伤,但提高了突变频率。５．成熟胚培养时,氮离子注入后出愈率虽略有下降,但改善了愈伤组织的质量,促进了愈伤组织生长,从而提高了分化率和得苗率。６．利用优质早籼９０３为亲本,氮离子注入后筛选到个别性状和综合性状改变的突变体,个别品系群体已稳定,不久就可用于生产。     

用粘土薄膜电极测定单独离子活度的研究

根据动力学观点讨论了应用薄膜电位测定单独离子的活度问题，并用钾粘土薄膜电极在一定浓度范围内测定了单纯ＫＣｌ溶液和混合溶液中钾离子活度；测定结果与Ｄｅｂｙｅ－Ｈｉｉｃｋｅｌ极限公式计算值符合，证明了钾粘土薄膜电位确能反映单独离子的活度。     

对传播学在农业科技推广中应用的研究

农业新技术的传播扩散是现代农业持续发展的重要动力。长期以来,国外在这一领域从多学科角度进行了大量深入的理论研究,而国内研究却极为缺乏。本文对国外在该领域进行的传播学、科技传播学等相关研究的背景、主要成果进行了梳理,并对国内加强农业科技传播研究提出了思考。     

等离子体浸没离子注入豌豆种子的表面形态研究

用等离子体浸没离子注入设备对食荚青豌种子进行了氩离子注入。卢瑟福背散射方法证实了经这种离子注入后,的确有一定数量的氩离子进入了食荚青豌种子,并发现注入种子的氩离子的相对浓度与注入的时间有关。用扫描电子显微镜对经过注入和未经注入离子的食荚青豌种子的表面形态进行了研究,发现等离子体浸没氩离子注入对种子有刻蚀作用。本文还探讨了这种注入方式引起种子细胞损伤的机制。     

淹水条件下的氨挥发研究

在日本“国际农林水产研究中心”实验室用密闭室法测定了淹水条件下不同通气速率、不同温度和尿素施用方法的氨挥发。结果表明,在一定范围内,随着温度和通气速率的提高,氨挥发速率加快,氨挥发量增加;氨挥发高峰一般在施肥后5~8d,施肥18d后基本上检测不出挥发氨;尿素深施混匀有利于降低氨挥发损失,与CaCO3混施因使土壤pH升高而显著增加氨挥发损失,不同施肥处理氨挥发损失积累量占施氮量的26.4%~57.3%,氨挥发是淹水条件下尿素氮损失的主要途径。     

Nutrient dynamics from surface-applied organic matter amendments on no-till orchard soil

Advancing conservation agriculture depends on understanding nutrient dynamics of organic matter amendments (OMA) on no-till soil. This field incubation study compared surface-applied composted dairy manure (CM), green waste compost (GWC) and an unamended control from March to September in 2015 and 2016 using a RCBD in a California almond (Prunus dulcis) orchard. Measurements included OMA nutrient release rates, changes in soil organic carbon (SOC), total N (TN) and inorganic N, P and K availability using in-season soil sampling and collection of ion exchange resin (IER) membranes from 0 to 10 cm depth, and cumulative N and P availability using soil IER cores from 0 to 50 cm depth. We hypothesized OMA sources with a lower initial C:N increase soil N availability, greater soluble phosphorus (P) and potassium (K) concentrations increase P and K availability, and all OMA sources increase SOC with the greatest N recovery in the TN pool. No differences were observed in C, N and P release rates, while the K release rate was the greatest. In-season N availability showed no effect but P and K availability differed as evidenced by greater IER adsorption and soil extractable P and K. Both OMA sources significantly increased in SOC and TN. Net N mineralization from OMA sources ranged from 0.7% to 8.0% of applied N and total N recovery in TN and inorganic N pools increased based on the initial C:N. These results advance our understanding of nutrient dynamics while conserving the soil due to the no-till practice of surface-applied OMA.