不同时期根施钾肥对沿黄灌区‘骏枣’光合特性及其产量和品质的影响

在沿黄灌区选择8年生‘骏枣’植株,以不施钾肥作为对照,分别在果树开花期、幼果期、果实膨大期、转色期每株沟施300 g硫酸钾,测定各处理果实品质、产量、叶片光合以及荧光参数的变化,以明确沿黄灌区‘骏枣’的最佳施钾时期,为制定枣树合理施肥措施提供理论依据。结果表明:(1)与对照相比,施用钾肥可促进骏枣的光合作用、改善果实品质,且不同生育期效应不同,并以果实膨大期施用钾肥对提高骏枣果实品质、产量、叶片光合效果最为显著。(2)果实膨大期施用钾肥后,‘骏枣’的果实纵径、横径、果形指数、单果重、单株产量比对照分别显著提高了22.64%、39.33%、13.62%、19.52%和19.58%,果实维生素C(Vc)、可溶性糖和果糖的含量、糖酸比分别比对照显著提高了37.98%、22.82%、31.37%和29.95%,叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)比对照分别显著提高了28.91%、38.44%、36.75%和27.25%,叶片初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、电子传递速率(ETR)比对照分别显著提高了28.18%、29.15%和37.75%,而胞间CO _2浓度(C_i)和裂果率在果实膨大期达到最低值,比对照分别显著降低了28.34%和35.50%。研究发现,在‘骏枣’果实膨大期株施300 g钾肥,可显著增加植株叶片叶绿素含量、光合作用效率和光能吸收、电子传递效率,提高树体光合能力,显著降低裂果率,有效改善骏枣果实外在和内在品质,显著提高单株产量。     

施硼和赤霉素对‘李广杏’坐果率及果实品质的影响

该研究以8年生盛果期的‘李广杏’植株为试材,于花蕾膨大期喷施0.1%(P1)、0.3%(P2)和0.5%(P3)硼砂和盛花初期喷施50(C1)、100(C2)和150 mg/L(C3)赤霉素,测定不同处理下李广杏的坐果率、果实品质及营养生长指标的变化,并用主成分分析不同处理的效果进行综合评价,为敦煌寒旱区‘李广杏’的栽培提供理论依据。结果表明:(1)‘李广杏’叶面积增长量在C1浓度处理下显著高于CK,不同浓度的硼处理对其均具有抑制作用,但C1、P2浓度下新稍生长量高于其他处理。(2)适宜浓度的硼和赤霉素处理可一定程度减少‘李广杏’花的败育率,从而有效提高果树的坐果率,其中硼处理以P3浓度下最优,但P3与P2处理下坐果率无显著差异,赤霉素处理以C2浓度下最优。(3)适宜浓度硼和赤霉素能够明显提高‘李广杏’果实品质,C1浓度处理下的果实糖酸比、可溶性固形物含量显著高于CK,P2处理下的果实维生素C、可滴定酸含量显著高于其他处理;适宜浓度赤霉素和硼对果实的单果重、果形指数、侧径有明显的促进作用。(4)主成分分析结果显示,各处理效果的综合得分由高到低依次为P2(1.20)>C2(0.91)>P1(0.13)>C1(-1.01)>CK(-1.68)>P3(-2.13)>C3(-7.76);果实可溶性糖、可溶性蛋白、糖酸比等主成分占比较高,可作为评价‘李广杏’果实品质的重要依据。研究发现,花期喷施适宜浓度的硼和赤霉素可有效提高‘李广杏’果树的生长状况、坐果率及果实品质,且甘肃敦煌地区以花蕾膨大期喷施0.3%硼和盛花初期喷施100 mg/L赤霉素效果最佳。     

植物大年结实及其与动物贮食行为之间的关系

大年结实(mast seeding)是多生年植物种群周期性同步大量繁殖的一种自然现象。大年结实作为植物适应环境条件、提高繁殖能力的一种策略而备受关注, 但其驱动机制和进化意义尚存在较大争议。在依赖动物扩散种子的植物中, 大年结实被认为是一种调控动物贮食行为、提高种子扩散效率, 并最终增加繁殖成功率的一种策略; 动物介导的植物间互作可能是促进植物共存的进化驱动力。本文简要梳理了大年结实现象的各种假说, 提出了一个包括气候、资源、动植物互作的理解大年结实机制的概念框架, 并着重讨论了大年结实和动物贮食行为之间的关系及其进化和生态意义。建议未来研究需要借助长期生态监测和分子生物学方法, 揭示植物大年结实与动物贮食行为之间的生态与进化过程。     

冠层结构对梨叶片光合特性及果实品质的影响

冠层结构是影响果树生长发育及丰产优质的重要因素。该研究以20年生‘玉露香’梨大冠分层树形为对照(CK),以冠层整形修剪后的3、4和5个主枝的开心树形为处理(分别记为OCC_(3b)、OCC_(4b)和OCC_(5b)),测定了冠层截获的光合有效辐射、叶片的气体交换、叶绿素荧光和果实品质特性,探讨不同冠层结构内光环境的变化对梨树叶片光合特性及果实品质的影响,探讨果树的光合调控和结实规律,为西北黄土高原产区果树的标准化整形修剪提供理论依据。结果表明:(1)OCC_(3b)、OCC_(4b)和OCC_(5b)的冠层不同方位和不同时刻截获的光合有效辐射(PAR)均高于CK。与CK和OCC_(5b)相比,OCC_(3b)和OCC_(4b)叶片光响应的最大净光合速率(P_(nmax))和羧化效率(CE)显著提高。(2)在强光胁迫下,开心树形叶片光呼吸速率(P_r)占总光合速率(P_g)的比例(P_r/P_g)和非光化学淬灭(NPQ)中可恢复组分r(qE)提高,同时不可恢复组分r(qI)降低。(3)OCC_(3b)和OCC_(4b)比OCC_(5b)和CK的单果重、果面红晕面积、果皮花青苷含量、可溶性固形物含量和可溶性总糖含量均显著提高,而可滴定酸含量显著降低。(4)PAR与果面着色面积和果皮花青苷含量呈极显著正相关关系,P_(nmax)与单果重呈极显著正相关关系,而PAR和P_(nmax)均与可滴定酸呈极显著负相关关系。研究发现,OCC_(3b)和OCC_(4b)的梨树冠层内可截获更多的光能,叶片光合能力更强,遭遇强光胁迫时能够通过更高效的热耗散和光呼吸进行自我保护,而且开心形树冠结构还能显著提升果实品质。     

鼠类对栓皮栎和锥栗种子的贮藏:验证高单宁假说

种子中的单宁影响鼠类的取食和贮藏策略。高单宁假说认为鼠类倾向于优先贮藏单宁含量高的种子、取食单宁含量低的种子。同域分布的鼠类对种子的取食和贮藏选择是否符合高单宁假说的预测尚缺乏足够的实验证据。本研究通过围栏实验研究了四川都江堰地区亚热带常绿阔叶林中的小泡巨鼠（Leopoldamys edwardsi）、针毛鼠（Niveventer fulvescens）、北社鼠（N.confucianus）、高山姬鼠（Apodemus chevrieri）、中华姬鼠（A.draco）对单宁含量高的栓皮栎（Quercus variabilis）种子和单宁含量低的锥栗（Castanea henryi）种子的取食和贮藏偏好,旨在进一步验证高单宁假说。结果表明：（1）5种鼠均偏好取食锥栗种子,很少取食或不取食栓皮栎种子;（2）仅具集中贮藏习性的针毛鼠和北社鼠偏好集中贮藏锥栗种子;兼具集中和分散贮藏习性的小泡巨鼠和高山姬鼠也倾向于贮藏锥栗种子;（3）兼具集中和分散贮藏习性的中华姬鼠偏好分散贮藏栓皮栎种子,集中贮藏锥栗种子。研究结果并不完全支持高单宁假说,表明同域分布的鼠类对种子取食和贮藏偏好表现出种间分化,高单宁假说在同域分布鼠类中可能不具有普遍性。     

重组小麦静息巯基氧化酶的表达、酶学特性及其对面包品质的影响

为发展新型面粉改良酶制剂,利用大肠杆菌Escherichia coli原核表达了小麦静息巯基氧化酶(Wheat quiescin sulfhydryl oxidase,wQSOX)。将合成的wqsox基因构建至pMAL-c5x载体,并在大肠杆菌中进行表达,优化蛋白表达条件后对重组蛋白进行分离纯化及融合标签切除,获得的重组wQSOX蛋白用于酶学性质探究以及面包品质改良。结果表明,合成的截短wqsox基因包含1359 bp,编码453个氨基酸,理论蛋白分子量51 kDa;构建的pMAL-c5x-wqsox重组质粒在E.coli Rosetta gamiB(DE3)中可溶表达了重组蛋白MBP-wQSOX,其最佳表达条件为:诱导温度25℃,诱导剂IPTG浓度0.3 mmol/L,诱导时间6 h;利用Xa因子蛋白酶切除了MBP融合标签,亲和层析纯化得到了wQSOX;wQSOX可催化DTT、GSH和Cys氧化,并伴随着H2O2的生成,其中对DTT表现出最高的底物特异性;酶学性质研究发现,wQSOX最适反应温度和pH分别为50℃和10.0,在高温和碱性环境条件下表现出较好的稳定性;每克面粉中添加1.1 U wQSOX能够显著(P<0.05)提高26.4%的面包比容,降低20.5%的面包芯硬度和24.8%的咀嚼性,表现出了较好的改良面包加工品质能力。研究结果对丰富新型面粉改良酶制剂种类以及推动wQSOX在焙烤行业的应用奠定了理论基础。     

间作植物和茬口对连作党参生长和品质产量的影响

选择两种茬口(轮作茬、连作茬)和6种植物材料(党参、大蒜、玉米、黄芪、苦参、向日葵),组成党参单作和间作6种种植模式,设置茬口和间作模式两因素田间随机区组试验,通过监测不同生长时期党参的生长指标(蔓长、主根长、主根直径、地下部分鲜干重)、根部产量及品质指标(根部多糖含量、炔苷含量、醇溶性浸出物含量和灰分含量)的变化衡量不同茬口和间作植物对党参连作障碍的缓解效应。结果表明：(1)轮作茬口下党参单作及各间作处理对党参生长、品质和产量的改善效果都较连作茬口下明显,且两茬口下各间作处理的改善效果都较党参单作明显。(2)与向日葵、大蒜和玉米间作处理对两茬口党参的主根长、主根直径、地下部分鲜干重的提升效果比党参单作和其余间作处理(与黄芪、苦参间作)更显著。(3)大蒜和向日葵间作处理能够显著提高两茬口党参根部产量,尤其大蒜表现最优,与其间作的轮作茬和连作茬党参分别较各自对照增产49.92%和22.55%。(4)与大蒜间作能有效提升两茬口党参根部多糖含量、炔苷含量和醇溶性浸出物的含量,党参单作和其余间作处理对两茬口连作党参的品质提升效果不及大蒜间作处理理想。研究发现,从党参长势及根部产量和品质综合分析,两茬口下党参与大蒜间作最有利于党参植株生长,能有效缓解党参连作障碍,并显著提高其药用部位的产量和品质,且轮作茬口下的提高效应更明显。     

转HSSP基因大豆的分子检测和遗传稳定性分析

HSSP是用大豆密码子改造的10 kD玉米醇溶蛋白基因。在前期研究中,从获得的转基因大豆中筛选到1份单拷贝转基因材料GSDH5。该研究采用染色体步移法获取转基因大豆GSDH5的T-DNA插入位点的左边界旁侧序列,对获得的左边界旁侧序列进行分析,设计特异性引物,建立转基因大豆GSDH5特异性检测方法;采用Real-time PCR检测外源基因在转基因大豆不同组织部位(根、茎、叶、花和种子)中的表达量,采用RT-PCR和Western blot检测外源基因在转录和翻译水平上的遗传稳定性,并对转基因大豆GSDH5中的粗蛋白、含硫氨基酸含量及主要农艺性状进行测定分析,为培育高含硫氨基酸转基因大豆新品种奠定基础。结果表明:(1)分子鉴定显示,外源基因HSSP和筛选标记基因Bar成功整合到受体大豆‘东农50’基因组中,且以单拷贝的形式整合到大豆基因组中。(2)HSSP基因成功插入到大豆基因组1号染色体非编码区52 873 883 bp处。(3)HSSP基因在转基因大豆GSDH5的种子中特异性表达,且在T_2～T_4代转基因大豆中能够稳定遗传并表达。(4)‘东农50’粗蛋白含量在41.53%～43.32%之间,GSDH5粗蛋白含量在40.18%～43.03%之间,两者相比无显著差异;GSDH5种子中硫氨基酸占种子干样的比例为1.35%,占种子蛋白的比例为3.14%,与转基因受体品种‘东农50’相比,占比显著升高,分别增加了11%和16%。(5)转基因大豆GSDH5植株与受体品种‘东农50’在单株荚数、百粒重、株高、结荚习性、花色、叶形等方面均无显著差异,证明HSSP基因的插入对大豆植株的生长发育无不良影响。研究认为,转基因大豆GSDH5材料具备进一步培育成高含硫氨基酸大豆新品种的潜力。     

浙江省甘薯种质资源的品质鉴定与聚类分析

开展甘薯种质资源的品质鉴定评价,可以系统地了解种质的营养价值、食用品质和加工性能,为甘薯生产的品种选择和种质资源的育种利用提供依据。对2017-2019年浙江省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中征集的62份甘薯种质进行了干物率、胡萝卜素含量、生薯和熟薯可溶性糖含量以及食味的测定,并进行了品质性状的主成分和系统聚类分析。结果表明,在参试种质中,有高干物率品种24份,胡萝卜素含量≥5 mg/100 g·FW的品种5份,生薯可溶性糖含量超过水果甘薯六十日的品种7份,熟薯麦芽糖含量超过迷你甘薯心香的品种6份。生薯和熟薯均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖。在生薯中蔗糖含量最高,平均含量为27.00 mg/g·FW,占可溶性糖的47.49%。在熟薯中麦芽糖含量最高,麦芽糖与可溶性糖含量高度相关(r=0.925)。食味与熟薯可溶性糖和还原糖含量、胡萝卜素含量呈极显著正相关,与生薯可溶性糖含量呈显著正相关。主成分F1、F2、F3、F4分别与食用品质、淀粉和油炸薯片加工性能、蔗糖含量有关,可以代表94.15%的甘薯品质变量信息。系统聚类分析表明,参试种质的品质类型可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个类群和Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-1、Ⅲ-2 6个亚群,依用途可以简要归类为:淀粉型23份,粮饲兼用型19份,优质食用型16份,油炸薯片型4份。总之,浙江省甘薯种质资源以淀粉型和粮饲兼用型为主,品质类型丰富,在鲜食及淀粉、全粉、薯脯、油炸薯片加工等用途上有较好的利用价值。     

基于代谢组学分析两种萎凋方式对白茶萎凋过程代谢物与品质的影响

基于代谢组学技术,比较室内自然萎凋和空气能萎凋两种萎凋工艺对白茶萎凋过程代谢物与品质的影响。结果表明,不同代谢物对2种萎凋工艺的响应存在差异,体现三种变化规律：第一类代谢物受萎凋工艺影响小,如咖啡碱、表没食子儿茶素和2'-羟基二氢大豆素等;第二类代谢物含量变化速率在空气能萎凋时加快,但其最终含量受影响小,如表没食子儿茶素没食子酸酯、聚酯型儿茶素A和木麻黄素等;第三类代谢物则受萎凋时间影响大,如茶没食子素与奎宁酸等。两种萎凋工艺对白茶品质影响存在差异,自然萎凋下黄酮(醇)糖苷类、儿茶素聚合体等含量更高,这些物质多在萎凋中后期含量提升;空气能萎凋下酚酸、茶氨酸含量更高,这些物质在自然萎凋后期含量大幅下降。萎凋时长是两种萎凋工艺导致代谢物含量差异的重要因素。