钙对镉胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响水

通过盆栽试验,选用高油品种豫花15和高蛋白品种XB023,研究了不同浓度钙对镉胁迫下不同类型花生品种营养生长、叶片叶绿素含量、光合速率、保护酶活性等生理特性及产量和品质的影响.结果表明:施钙可以缓解镉胁迫对花生植株主茎高和侧枝长的抑制作用,增加花生植株干物质量,提高叶片叶绿素含量和光合速率,提高叶片超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛(MDA)的积累量,减轻镉胁迫对花生叶片的伤害;施钙可以缓解镉胁迫对花生的减产作用,增加花生荚果和籽仁产量,其增产的主要原因是增加了单株结荚数和出仁率;施钙可以促使籽仁中可溶性糖向粗脂肪和蛋白质转化,增加籽仁中脂肪和蛋白质含量,改善镉胁迫下花生籽仁品质.施钙可以降低两花生品种籽仁中镉含量,对豫花15的降低效果好于XB023.     

施钙对干旱胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响

以花生品种606为试材,在旱棚池栽人工控水条件下,研究了钙肥不同用量对花针期和结荚期干旱胁迫下花生的营养生长、生理特性、产量及品质的影响.结果表明:干旱胁迫下施钙,可以促进花生的营养生长,提高叶片的叶绿素含量、净光合速率和根系活力,提高干旱后复水过程中花生的恢复能力,缓解干旱对花生的不利影响;增加了花生荚果和籽仁的产量,尤其是增加了单株结果数和出仁率.施钙提高了籽仁中的脂肪和蛋白质含量,改善了干旱胁迫下花生的籽仁品质.在本试验条件下,施钙量为300 kg·hm-2时效果最佳.     

Relationship of quality formation and ultrastructure of cotyledon cells in two quality types of peanut

在大田条件下研究了两种品质类型花生(Arachis hypogaea)品质形成的动态差异及其子叶细胞超微结构的差异。结果表明, 高蛋白品种‘XB023’的蛋白质含量在籽仁发育前期较高油品种‘鲁花9号’低, 后期显著高于‘鲁花9号’, 且成熟期籽仁8种必需氨基酸组分含量均高于‘鲁花9号’, 其中谷氨酸、赖氨酸和亮氨酸含量差异极显著; ‘XB023’脂肪含量在籽仁发育期一直低于‘鲁花9号’。‘XB023’各时期的籽仁可溶性糖含量和油酸/亚油酸(O/L)值均显著低于‘鲁花9号’。两品种在果针入土10天时子叶细胞即形成淀粉粒、脂体和蛋白体, 随后脂体、蛋白体的数量不断增加, 淀粉粒先增大后逐渐缩小解体。‘XB023’的脂体达到最大的时间早于‘鲁花9号’, 而‘鲁花9号’的脂体快速积累的时间比‘XB023’长。两品种蛋白体大小都在果针入土40天时达到最大值, ‘XB023’的蛋白体在籽仁发育后期数量增加较快。高蛋白品种较高的蛋白质含量由其子叶细胞中较大蛋白体的大小和较多的蛋白体数量决定, 而高油品种较高的脂肪含量是由其较多的脂体数量决定。     

花生对镉胁迫的生理响应及品种间差异

深入研究花生镉毒害机理对于筛选和利用抗镉污染花生种质资源具有重要的理论和实际意义.本文以14个花生品种为材料,以花期花生功能叶叶绿素含量、根系和叶片丙二醛含量、细胞膜透性和根系氧化活力等生理参数为指标,利用人工气候箱砂培试验,研究了6种Cd浓度胁迫下花生植株的生理毒害反应及其品种间遗传差异.结果表明: 在0～60 mg Cd ·L^-1范围内,随着营养液添加Cd浓度的增加,花生叶绿素含量和根氧化活力极显著降低,根、叶细胞膜透性和根、叶丙二醛含量极显著增加,且品种与Cd浓度间具有显著交互作用; 花生根、叶细胞膜透性是对镉胁迫响应最为敏感的生理参数,而叶绿素含量对镉胁迫响应相对不敏感; 各生理参数与营养液Cd浓度关系的线性回归方程的斜率(b)与截距(a)之比值的绝对值︱b/a︱能够较好地描述不同花生品种对镉胁迫的敏感性.对6个生理参数的︱b/a︱值进行综合赋值及敏感性五级聚类分析得知,在供试花生品种中,“中花4号”、“湘农55号”和“湘农3010-w”等3个品种对镉反应高度敏感(Ⅰ级);“莱农29”、“湘农小果w2-7”、“丰花2号”、“莱农13”、“豫花15号”和“丰花3号”等6个品种反应敏感(Ⅱ级);“湘农312”、“祁阳小籽”和“平度01”等3个品种反应一般(Ⅲ级);“花育23 ”和“花育20”等两个品种反应钝感(Ⅳ级).     

氮、磷、钾肥不同用量对花生生理特性及产量品质的影响

在田间条件下研究了氮、磷、钾肥不同用量对花生叶片生理特性及产量品质的影响.结果表明:与不施肥处理相比,花生分别单独施用氮、磷、钾肥可提高叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量和光合速率,增加SOD、POD和CAT活性,降低MDA积累量,以施N300～450kg.hm-2、施P5O2150～225kg.hm-2、施K2O300～450kg.hm-2的效果最显著;对叶片光合性能的改善,氮肥的作用主要在前期,磷在中后期,钾肥前后期比较一致.施肥可显著提高花生荚果产量,随施氮量的增加花生产量显著提高,施磷、钾肥以中等施肥量(P5O2150kg.hm-2、K2O300kg.hm-2)花生产量最高,钾肥的增产作用大于氮、磷肥.少量施用磷、钾肥(P2O575kg.hm-2、K2O150kg.hm-2)可显著增加花生籽仁蛋白质和脂肪含量,少量施用氮肥(N150kg.hm-2)可显著增加蛋白质含量,大量施用氮肥(N450kg.hm-2)才可显著增加脂肪含量;磷肥对提高籽仁蛋白质和脂肪含量效果明显,氮肥对增加蛋白质含量作用较大,钾肥主要提高了可溶性糖含量.施用氮、磷、钾肥可增加花生籽仁的赖氨酸、蛋氨酸和油酸、亚油酸含量,提高油酸/亚油酸比值,从而改善花生营养品质,延长花生制品的货价寿命.     

多效唑对不同品质类型花生产量、品质及相关酶活性的影响

选用高蛋白品种KB008（KB008）、高脂肪品种花17(H17)和高油酸/亚油酸（O/L）品种农大818（818）,在大田栽培条件下,研究了盛花后期叶面喷施多效唑(PBZ)对不同品质类型花生产量、品质及相关碳、氮代谢酶活性的影响.结果表明：喷施PBZ显著增加了3种品质类型花生荚果产量,原因是增加了单株结果数,降低了千克果数而提高了双仁果率.喷施PBZ不同程度地提高了3种类型花生籽仁脂肪和可溶性糖含量,降低了蛋白质含量,显著增加了高脂肪品种H17的O/L值.PBZ使高O/L值品种818的脂肪含量增加显著,同时其蛋白质含量显著降低,而对其他两品种的蛋白质和脂肪含量影响较小.喷施PBZ均降低了3种类型花生结荚期叶片硝酸还原酶（NR）活性及结荚期和饱果期叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶活性,818的3种酶活性降低幅度最大,KB008和H17的酶活性降幅较小;喷施PBZ均降低了3种类型花生结荚期和饱果期叶片谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性.说明氮代谢酶活性的降低是喷施PBZ降低3种类型花生籽仁蛋白质含量的主要原因.喷施PBZ均提高了3品种结荚期和饱果期叶片蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性,其中显著提高了818的2种酶活性,而对KB008和H17的活性提高不显著;喷施PBZ提高了3品种结荚期和饱果期的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性,其中对818在结荚期的活性提高最显著,对H17活性提高较小.碳代谢酶活性的增强是喷施PBZ提高花生籽仁脂肪含量的生理基础.     

ACC氧化酶基因AhACOs对花生耐盐性的影响

ACC氧化酶(ACC oxidase,ACO)是催化乙烯合成的关键酶之一,乙烯参与植物的盐胁迫反应过程,而盐胁迫严重影响花生产量。本研究通过对AhACOs基因的克隆及功能验证,探究AhACOs在花生盐胁迫响应中的生物学功能,为花生耐盐品种的选育提供基因资源。以花生耐盐突变体M29的cDNA为模板扩增得到基因AhACO1和AhACO2,与植物表达载体pCAMBIA super1300重组后,通过农杆菌介导的花粉管注射法将重组质粒转化到花育22号中。收获后切取籽仁远胚端部分子叶,利用PCR检测筛选阳性籽仁。利用qRT-PCR分析AhACOs基因表达量,通过毛细管柱气相色谱法检测植株的乙烯释放量。阳性籽仁和对照籽仁种植21 d后浇盐水,观察其表型变化。结果发现,盐胁迫后,转基因植株生长状况好于对照组花育22号,并且其叶绿素相对含量SPAD(soil and plant analyzer development)值和净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)均高于对照组花生。另外,AhACO1和AhACO_(2)转基因植株的乙烯释放量分别为对照组花生的2.79倍和1.87倍。这些结果表明AhACO1和AhACO2可显著提高花生的耐盐能力。     

外源施钙对盐胁迫下花生营养元素吸收与分配的影响

为解决盐碱地花生养分吸收不畅及分配受阻等问题,研究外源施钙对盐胁迫下花生氮、磷、钾、钙、镁吸收积累、分配特性和产量的影响,为盐碱地花生生产合理、高效施肥提供理论依据.以‘花育25号’为材料,在0.3%盐胁迫浓度下,设置4个Ca浓度梯度[T₁(0)、T₂(75)、T₃(150)和T₄(225) kg·hm^-2 CaO]进行盆栽试验.结果表明: 花生植株内养分含量依次为氮>钾>钙>磷>镁,苗期植株对氮和钙素的吸收中心均在叶片,磷、钾、镁的吸收中心为茎,苗期近一半的营养积累分配在各元素相应的生长中心.成熟期氮、磷、钾吸收中心转移到荚果中,尤以氮、磷在籽仁中的积累量居多,达72.3%～78.9%;钙、镁的吸收中心仍为叶片和茎,其分配比例分别为49.8%、32.6%.盐胁迫明显抑制花生植株各器官对氮、磷、钾、钙和镁各元素的吸收积累与分配,尤以对叶片和籽仁中氮素积累的抑制较为显著,但盐胁迫对荚果中镁的积累有促进作用.外源钙对盐胁迫下花生植株各器官氮、磷、钙和镁的吸收累积有明显的促进作用,尤其对籽仁中磷素积累的调节最为显著,其在籽仁中的积累量提高50%以上.适宜的钙施用量可显著促进盐胁迫下花生养分吸收积累量,提高花生成熟期荚果中氮、磷、钾的分配比,最终提高产量.综合各养分吸收、积累分配和产量结果,在0.3%盐胁迫条件下钙肥适宜施用量为150 kg·hm^-2 CaO.     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗叶片AsA-GSH循环的调控效应

以玉米（Zea mays L.）品种‘郑单958’为实验材料,分析外施壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗生物量、叶片镉含量、叶片超氧阴离子（O₂^·-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量,以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化酶的活性及抗氧化物含量的影响。结果显示,随着镉胁迫时间的延长,玉米幼苗发生氧化胁迫,叶片抗氧化酶（APX、GR、DHAR、MDHAR）活性和抗氧化物（AsA、GSH）的含量降低,镉积累过量会抑制玉米幼苗的生长。施加壳聚糖可以降低镉胁迫下玉米幼苗叶片O₂^·-的产生速率和H₂O₂含量,提高上述抗氧化酶活性和抗氧化物的含量,促进AsA和GSH的再生,维持细胞的氧化还原状态,促进玉米幼苗的生长。研究结果表明壳聚糖处理后玉米幼苗保持了较高的AsA-GSH循环运作效率,提高了抗氧化能力,可有效缓解镉胁迫对玉米幼苗生长的抑制。     

谷子对干旱胁迫的生理生态响应

干旱少雨严重限制了我国西北地区谷子的产量,为明确谷子响应干旱的生理特征,以干旱敏感谷子品种安04和不敏感品种豫谷1号以及xiaomi为材料,通过盆栽试验,研究了谷子不同生育期叶片光合参数、叶绿素含量、非结构性碳、β-淀粉酶基因表达对水分亏缺的响应。结果表明,正常水分条件下安04产量高于豫谷1号,干旱胁迫严重限制了两个谷子品种的产量形成,安04和豫谷1号分别减产71.2%和56.0%,豫谷1号产量显著高于安04。正常水分条件下,安04具有比豫谷1号更高的净光合速率（P<0.05）,干旱胁迫下,豫谷1号叶片净光合速率显著高于安04;叶片蒸腾速率结果同光合结果一致。干旱条件下,豫谷1号具有更高的叶片相对含水量。干旱胁迫显著降低了两个谷子品种花期的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量,且安04降低幅度均大于豫谷1号。干旱胁迫均显著增加了豫谷1号拔节期和开花期的叶片可溶性糖含量,而安04叶片可溶性糖含量并没有发生显著性变化,同时干旱胁迫显著增加了豫谷1号β-淀粉酶基因SiBAM1的表达水平。施用β-淀粉酶活性抑制剂α-环糊精,xiaomi叶片可溶性糖及脯氨酸含量显著降低,进一步加重了干旱对xiaomi的生长抑制。综上所述,干旱胁迫诱导谷子β-淀粉酶基因表达和β-淀粉酶活性升高从而水解淀粉形成可溶性糖,高可溶性糖含量对谷子提高抗旱性起重要作用。     

不同生育期花生叶片蛋白质含量及氮代谢相关酶活性分析

以5个珍珠豆型花生(Arachis hypogaea Linn.)品种(系)‘汕E’(‘Shan E’)、‘汕G’(‘Shan G’)、‘TH’、‘TJ’和‘泉花7号’(‘Quanhua No.7’)为研究对象,分析了花针期、结荚期和饱果期花生叶片中可溶性蛋白质含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,并比较了5个品种(系)荚果和秆产量的差异。结果表明:在3个生育期内,5个花生品种(系)叶片可溶性蛋白质含量和GDH活性的变化趋势基本一致,而NR和GS活性的变化趋势则有差异。其中,可溶性蛋白质含量均呈"低—高—低"的变化趋势,在结荚期最高;GDH活性均逐渐升高,至饱果期达最高;‘泉花7号’叶片NR活性呈"高—低—高"的变化趋势,而其他4个品种(系)叶片NR活性均逐渐降低;‘汕E’、‘TJ’和‘泉花7号’叶片GS活性呈逐渐降低趋势,而‘汕G’和‘TH’叶片GS活性呈"低—高—低"的变化趋势。总体上看,5个品种(系)中,‘汕G’和‘泉花7号’叶片的可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性、‘汕E’叶片的NR和GS活性以及‘TH’叶片的GDH活性均较高。5个品种(系)的2个产量指标(单株荚果鲜质量和单株秆鲜质量)均有明显差异,总体上看,‘汕G’、‘泉花7号’和‘TH’的2个产量指标均较高,而‘汕E’和‘TJ’的2个产量指标均较低。综合分析结果显示:‘汕G’和‘泉花7号’叶片可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性均相对较高,其荚果和秆产量也均较高,表明花生荚果和秆产量与不同生育期叶片氮代谢水平有一定关系。     

不同时期喷施多效唑对花生生理特性、产量和品质的影响

为确定高产条件下不同花生品种的最佳化控时期,以小花生品种‘花育20’(HY20)和大花生品种‘花育25’(HY25)为试验材料,研究了多效唑(PBZ)不同喷施时期对花生根系活力、叶绿素含量、叶片保护酶和碳、氮代谢酶活性,以及荚果产量和籽仁品质的影响.结果表明:不同时期喷施PBZ均提高了2个品种花生在结荚期的叶绿素含量、根系活力,以及叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性,降低了丙二醛(MDA)含量以及硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶活性,且PBZ喷施时间越早效果越明显.在饱果期,HY25的各指标以主茎高25cm时喷施PBZ的效果最好,但HY20在主茎高25 cm时喷施PBZ的保护酶活性降低,化控时间过早导致植株早衰,叶绿素含量、根系活力以及碳代谢酶活性也略低于CK,HY20的指标以主茎高30 cm时喷施PBZ效果最好.适宜时期PBZ处理提高了2个品种的荚果产量和经济系数,提高了脂肪含量和油酸相对含量以及O/L值.高产条件下,HY25和HY20的最适多效唑处理时期分别为花生主茎高25和30 cm左右.     

栽培方式对夏直播花生叶片光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花7号花生品种为材料,研究了不同栽培方式对麦后夏直播花生叶片光合特性及产量的影响.结果表明: 与传统栽培方式相比,采用夏直播高产保护性栽培方式可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高和胞间CO₂浓度较低,光合效率显著提高.夏直播高产保护性栽培方式下花生单株生产力较高,荚果产量显著增加,经济系数明显提高.地膜覆盖和秸秆还田均可改善夏直播花生叶片光合特性,提高花生产量.夏直播高产保护性栽培方式能够有效缓解夏直播花生生育期较短、单株生产力低等不利因素,是一项实用的夏直播花生高产栽培方法.
     

氮素水平对花生氮素代谢及相关酶活性的影响

 在大田高产条件下研究了氮素水平对花生(Arachis hypogaea)可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响, 结果表明, 适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量, 又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性, 使其达到同步增加; 氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量, 但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降; N素施肥水平不改变花生植株各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶活性的变化趋势, 但适量施N (A2和A3处理)使花生各营养器官中GS、GDH活性提高; 氮素水平对花生各叶片和籽仁中GS、GDH活性的高低影响较大, 但对茎和根中GDH活性大小的影响较小。     

Uptake and partitioning of cadmium by cultivars of peanut (Arachis hypogaea L.)

Cadmium has been found to accumulate in peanut (Arachis hypogaea) kernels to levels exceeding the current maximum permitted concentration in Australia of 0.1 mg kg^-1. Little is known of the mechanisms of Cd uptake into kernels by cultivars of peanut, so the aims of the experiments reported here were to determine if Cd is absorbed directly through the pod wall or via the main root system, and if differences exist between cultivars in this respect. Split-pot soil and sand/nutrient solution experiments were performed with two cultivars of peanut (cv. NC7 and Streeton) known to accumulate Cd to different levels in the kernel. The growth medium was separated into pod and root zones with Cd concentrations in each zone varied. In confirmation of previous field trial results, cv. NC7 had higher concentrations of Cd in kernels, given the same Cd levels in the external medium (solution or soil). Despite total Cd uptake by cv. NC7 being similar to cv. Streeton, cv. NC7 appeared to retain more Cd in the roots and translocate less Cd to shoots. Results from both soil and sand/solution culture indicated that the dominant path of Cd uptake by peanut was via the main root system, with direct pod uptake contributing less than 5% of the total Cd in the kernel. There was little difference between cultivars in this characteristic. This indicates that unlike Ca nutrition of peanuts, agronomic techniques to manage Cd uptake will require modification of soil to the full depth of root exploration, rather than just the surface strata where pods develop. Cadmium concentrations in testa were up to an order of magnitude higher than in the kernel, indicating that blanching of kernels would be effective in reducing Cd in the marketed product. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

小麦行距配置对套种花生生理特性和产量的影响

以大花生品种早熟型‘山花108’和晚熟型‘780-15’为试验材料,设置小麦3种行距配置(25 cm、30 cm、大小行40 cm+20 cm)和2种花生种植方式(麦套、夏直播),探讨不同种植模式对夏花生产量构成、光合特性、抗氧化活性和干物质积累与分配的调控作用.结果表明: 适当扩大小麦行距、相同平均行距下选用大小行种植,可提高套种花生荚果产量和籽仁产量,增大叶面积指数和干物质积累量,增强光合能力,同时提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,降低丙二醛含量.麦套花生产量高于夏直播花生并且以大小行处理产量最高.与小麦行距30 cm相比,大小行处理山花108和780-15两品种花生荚果产量和籽仁产量分别提高6.3%、13.3%和7.7%、16.5%.表明大小行种植有助于扩大光合面积,提高净光合速率,增加干物质积累量,同时缓解花生植株个体与群体间的矛盾,延缓衰老,从而提高麦套花生产量.