高山被孢霉淬灭方法及胞内代谢产物的气相色谱-质谱分析比较

在花生四烯酸生产菌高山被孢霉代谢组学研究中,需利用胞内代谢物的提取手段并基于气相色谱-质谱（GC-MS）分析方法对其进行检测。比较了3种胞内代谢物提取方法及不同色谱柱条件下GC-MS分析结果。研究表明：采用冷甲醇淬灭分别较液氮直接淬灭及真空过滤后,减少了胞内代谢物的泄露并更好地实现了胞外及胞内代谢物的分离。在对代谢物分析的比较中,极性色谱柱（DB-FFAP）检出的代谢物仅为11种,主要为有机酸、醛类;而代谢物经衍生化后采用非极性色谱柱（DB-5）共检出32种化合物,主要为糖、糖苷及醇类。     

两株芽孢杆菌对花生幼苗生长及其根际土壤微生物群落结构的影响

【背景】贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)和坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)对花生的促生作用及促生机制研究尚未见报道。【目的】从微生物群落结构和土壤氮磷钾有效养分两个方面综合解析两株芽孢杆菌(贝莱斯芽孢杆菌HP9和坚强芽孢杆菌HP10)对花生的促生机制。【方法】以两株芽孢杆菌为研究对象,通过单独灌根或混合灌根盆栽花生,测定其对花生生长及根际土壤氮磷钾有效养分的影响;利用高通量测序技术分析灌根组与对照组花生根际土壤的细菌和真菌群落结构及多样性。【结果】与对照组相比,3个灌根处理组均明显促进了花生幼苗茎部的伸长及鲜重的增加,根际土壤碱解氮含量显著提高,有效磷和速效钾含量有不同程度增加。芽孢杆菌对花生根际土壤的微生物多样性无显著影响,但影响了细菌和真菌的群落结构组成。灌根处理组根际土壤的拟杆菌门及Mortierellomycota等相对丰度显著增加,在属水平上,农杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、黄杆菌属、Pedobacter、极地单胞菌属、假单胞菌属、鞘脂单胞菌属、寡养单胞菌属等属的相对丰度明显提高,而且无色杆菌属、短波单胞菌属、金黄色杆菌属、苍白杆菌属、鞘氨醇杆菌属和鞘氨醇盒菌属等6个细菌属仅见于3个灌根处理组中。主成分分析结果显示,与对照相比,3个灌根处理组之间的根际土壤微生物群落结构具有更高的相似性。【结论】贝莱斯芽孢杆菌HP9和坚强芽孢杆菌HP10菌株可以影响根际土壤的微生物群落结构组成,提高根际土壤功能微生物的相对丰度,从而改善土壤肥力,促进花生幼苗生长。     

花铃期棉花对棉蚜刺吸胁迫的生理响应

为了探索棉花对棉蚜Aphis gossypii Glover胁迫的抗性机理,利用分光光度计法测定了花铃期棉花经棉蚜刺吸后的生理指标。结果表明:在棉花花铃期,叶绿素含量在处理前期均有上升情况,仅在处理第10天后,蚜虫密度80头处理下的叶绿素含量显著低于对照;随着取食时间延长,各蚜虫密度下的可溶性蛋白含量均有所增加,并在处理10 d后,蚜虫密度80头处理下的可溶性蛋白含量显著比对照增加了78.38%;而游离脯氨酸、丙二醛含量随着取食时间增加呈先升后降的趋势,且在取食前期随着蚜虫密度增加,脯氨酸、丙二醛含量逐渐上升。由此可知,棉花能忍耐低密度蚜虫胁迫,而较高密度蚜虫刺吸初期敏感,随着胁迫时间延长,其自身防御能力增强。     

根域限制下水氮供应对膜下滴灌棉花叶片光合生理特性的影响

在新疆气候生态条件下,采用管栽方法,选用棉花新陆早13号和新陆早33号2个品种为供试材料,通过人工限制根系垂直生长深度和水氮供应,测定棉花叶片气体交换和叶绿素荧光参数、光合物质积累等,探讨根域限制及水氮供应对棉花光合生理特性及产量形成的影响。结果表明:与对照相比,相同水氮供应条件下,根域限制处理棉花从开花期至盛絮期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和光化学猝灭系数(qp)显著降低,尤其在盛铃后期至盛絮期表现明显,但潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)未受到影响;盛花期和盛絮期根重均显著降低,但地上部总干物质、蕾铃干物质累积量及籽棉产量均显著高于对照。同一根域容积不同水氮处理棉花开花期至盛絮期的Pn、Gs和Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp均表现为W1N1>W0N1>W1N0>W0N0;根域限制条件下适量水氮供应处理盛花期和盛絮期地上部总干物质和蕾铃干物质累积量均显著增加,最终单株铃数、单铃重和籽棉产量均显著高于其它处理。因此,在膜下滴灌棉花根域容积受限制条件下,通过优化生育期水氮供应,能改善叶片光合性能、增加地上部干物质积累量及其向生殖器官分配比例,是挖掘膜下滴灌棉花产量潜力和提高效益的有效途径。     

施肥对旱地花生主要土壤肥力指标及产量的影响

大田条件下,研究了纯无机肥及不同用量有机-无机配施对旱地砂壤土花生土壤微生物种群及数量、土壤主要酶活性、土壤呼吸速率及产量的影响,结果表明:(1)土壤中细菌、放线菌和真菌数量随有机无机肥配施数量的增加而增加;单施无机复合肥对微生物数量的增加不明显,中量有机无机肥配施比单纯施中量无机肥处理的细菌、放线菌和真菌数量全生育期平均值分别提高114.9％、49.0％和29.0％.(2)施肥可以显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸速率,其中有机无机中、高量配施显著高于其他处理,中量纯无机肥(农民常规施肥)相近于或低于(尤其在生育后期)低量有机无机肥配施;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响小于其余3种酶.(3)不同类群土壤微生物数量、土壤主要酶活性及土壤呼吸作用关系密切,相互间相关系数均达到极显著水平.(4)有机无机中、高量配施花生产量显著高于其他处理,中量无机肥加中量有机肥比中量纯无机肥增产14.0％,表明在砂壤土上施用有机肥,其对土壤肥力提高的增产作用远远大于其本身所含花生生育所需营养直接供应作用.(5)兼顾土壤肥力和花生产量,肥力中等的砂壤土,可采用中量有机无机肥混配施用.     

转Bt基因棉花对烟粉虱天敌昆虫龟纹瓢虫的影响

在实验室控制条件下,以转Bt基因棉花GK12、33B、SGK321上的烟粉虱为食料饲养龟纹瓢虫,研究转Bt基因棉花上的烟粉虱对龟纹瓢虫生长发育及捕食的影响,同时利用Y型嗅觉仪,观察龟纹瓢虫对来自不同类型棉花的棉叶及其烟粉虱的嗅觉反应和视觉反应。结果表明,转Bt基因棉花和对应的常规棉亲本上的烟粉虱对龟纹瓢虫的发育历期和存活率没有明显的影响。龟纹瓢虫对棉花叶片、烟粉虱若虫、蜜露、蜕等4种物质的视觉反应之间没有明显的差异。对4种嗅源物质的嗅觉选择性的大小依次为：烟粉虱若虫＞蜕＞棉花＞蜜露;在两类不同的棉花之间,转基因棉花和常规棉,龟纹瓢虫对GK12、33B、SGK321等三种转基因棉花上的烟粉虱若虫的嗅觉选择性明显较对应的常规棉亲本SM3、33、SY321上的烟粉虱若虫小;对烟粉虱若虫的蜕,两种转单价基因棉花GK12、33B较对应的常规棉亲本上的小,而转双价基因的棉花SGK321上与对应的常规棉之间没有明显的差异。烟粉虱密度大于200头.皿_-1时,龟纹瓢虫捕食转基因棉花上烟粉虱的数量大于对应的常规棉花亲本,但烟粉虱密度小于200头.皿_-1时,龟纹瓢虫捕食转基因棉花上烟粉虱的数量小于对应的常规棉花亲本。龟纹瓢虫对烟粉虱的捕食符合HollingⅡ型反应。龟纹瓢虫取食转基因棉花上的烟粉虱的理论极限值、瞬间攻击率均大于常规棉花。     

棉花节水灌溉气象等级指标

干旱是我国棉区主要的气象灾害,构建棉花不同发育期节水灌溉气象等级指标对于优化农田灌溉、指导农业生产具有十分重要的现实意义。论文基于农田水分平衡原理,利用全国347个地面气象观测站1961~2008年逐日气象资料、89个农业气象观测站1993~2008年（其中26个站为1980~2008年）逐旬土壤湿度、灌溉量、逐年作物产量等资料,结合FAO-1979作物产量-水分关系函数,针对全国棉区播种-现蕾、现蕾-开花、开花-吐絮和全生育期的水分亏缺率、水分亏缺量与减产率之间的关系,构建棉花不同发育期和全生育期节水灌溉气象等级指标。除发育时段不同外,其他在研究站点的选择、选取的因素等方面完全一致。结果表明：棉花全生育期节水灌溉气象Ⅰ~Ⅲ级水分亏缺率(D)和水分亏缺量（辅助指标）指标分别为：15%≤D＜30%、30%≤D＜45%、≥45%和1~2水、2~4水、≥4水;播种-现蕾为20%≤D＜40%、40%≤D＜50%、≥50%和0.5水、1水、＞1水;现蕾-开花为20%≤D＜35%、35%≤D＜45%、≥45%和0.5水、1水、＞1水;开花-吐絮为20%≤D＜35%、35%≤D＜50%、≥50%和1水、1~2水、＞2水。     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响

为了进一步揭示玉米花生间作体系中玉米间作产量优势的光合机理,于2010—2011年在河南科技大学试验农场研究了间作玉米功能叶的光-光响应曲线和光-CO2响应曲线特点、荧光参数、叶绿素含量与构成、干物质积累及灌浆速率。结果表明:间作提高了玉米功能叶片的叶绿素含量,改变了叶绿素构成,显著提高了净光合速率,延缓衰老;间作提高了玉米光补偿点、光饱和点、光饱和时的最大净光合速率、表观量子效率和羧化效率,显著降低了CO2补偿点;PSⅡ的实际光化学效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数变化不明显。间作明显提高玉米生育后期单株干物质,主要在于促进了籽粒的生长,显著提高玉米产量,偏土地当量(PLER-M)高于其所占面积比例的106.6%—120.3%,表现出明显的间作产量优势。这说明间作玉米产量间作优势主要来源于其生育后期净光合速率的提高,促进光合物质向籽粒的分配,净光合速率的提高是通过羧化效率和表观量子效率的提高,增强CO2的固定能力实现的,而非是光能传递、转化效率的提高。     

CO2浓度和磷对不同种植方式玉米大豆生长效应研究

通过顶置光源植物生长室控制380和760 μmol·mol-1 2个CO2浓度水平,研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度升高对玉米/大豆间作、玉米单作和大豆单作3种种植模式下作物株高、茎粗、叶面积及干物质积累的影响.结果表明:(1)CO2浓度升高能显著增加单/间作玉米、大豆的株高、茎粗、叶面积、根干重、地上部干重及总干重.(2)CO2浓度升高对供磷水平下单、间作玉米大豆的株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加的正效应均大于缺磷处理.(3)两种CO2浓度下,间作大豆与单作大豆生长差异不显著,而间作玉米较单作玉米有明显的生长优势,且供磷和CO2浓度的升高均能够促进这种优势.     

转OvDREB2B基因陆地棉鉴定及其对水分渗透胁迫的分析

通过花粉管通道技术,以该实验室自育陆地棉品系TH₁和TH₂为材料,将诸葛菜(Orychophragmus vidaceus)抗逆转录因子OvDREB2B基因构建到植物表达载体后,导入棉花基因组,经卡那霉素筛选和分子鉴定表明目的基因已整合到棉花基因组中并表达。将T₁代转基因植株和受体对照在温室中栽培,待植株生长至四叶一心时,用不同渗透势的PEG-6000水溶液进行渗透胁迫处理,分析探讨转基因植株的抗旱效果及其抗旱机理。结果显示:当渗透势为0和0.5 MPa处理时,转基因植株和对照无明显差异;当渗透势为0.8 MPa和1.1 MPa处理时转基因植株较对照抗旱性明显提高。当渗透势为1.1 MPa处理96 h时,对照植株F_v/F_m降至0.2左右,而转基因植株仍正常生长,F_v/F_m值约为0.51,而且初始荧光（F₀）值、净光合速率（P_n）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）等一系列参数转基因植株都明显优于对照,表明DREB2B基因能够提高棉花对水分胁迫的耐受性。