O3胁迫对冬小麦籽粒果皮光合能力及灌浆的影响

为揭示高浓度O3对冬小麦籽粒发育和干物质累积的影响,通过OTC设置了活性碳过滤空气(CF,4—28 n L/L)、不通风(5H,15—68 n L/L)、环境空气(NF,7—78 n L/L)、100n L/L O3(CF100,96—108 n L/L)和150n L/L O3(CF150,145—160n L/L)等5种O3熏蒸处理,测量了籽粒干物质累积、光合色素含量及果皮的叶绿素荧光特性(IMAGING-PAM)。结果显示,CF100和CF150处理显著降低了冬小麦籽粒的长度、最大宽度、最大厚度、10粒体积、穗粒数、灌浆持续时间和灌浆高峰结束前的平均灌浆速率,其千粒重在整个灌浆过程中均显著低于NF,收获时分别下降了10.7%和17.8%;CF100和CF150的光合色素含量在扬花后8—16d内显著高于其余3组(伴随着较强的光合能力),扬花16d后迅速下降18d后差异达到显著水平。穗粒重下降的主要原因是籽粒体积缩小、灌浆持续时间缩短和穗粒数下降;高浓度O3在灌浆前期延缓了冬小麦的生育进度,在灌浆后期使得植株迅速衰老,灌浆持续时间大幅缩短;籽粒果皮的最大光合能力在灌浆初期受到一定抑制,在灌浆中期表现出较好的适应性,在中后期由于籽粒衰老提前而迅速下降。高浓度O3条件下,果皮绿色层在籽粒干物质累积和营养物合成过程中发挥着更加重要的作用。     

石榴种皮总木质素含量及PgCOMT基因的克隆与表达

为探讨石榴(Punica granatumL.)籽粒硬度与种皮总木质素含量的相关性及种皮COMT基因的表达方式,利用Texture Analyser质构仪和巯基乙酸法测定6个品种的成熟籽粒硬度及种皮总木质素含量。结果表明,6个石榴品种的籽粒硬度与种皮总木质素含量呈正相关,相关系数为0.9246。采用RACE技术从石榴种皮中克隆得到1条长度为1456 bp的PgCOMT基因cDNA序列(GenBank登录号为KJ713968)。实时荧光定量PCR分析表明,PgCOMT在‘红玉石籽’、‘粉皮’、‘会理软籽’、‘蒙自甜’和‘突尼斯软籽’石榴种皮中的相对表达量与石榴籽粒硬度较为一致;随着石榴种皮的发育其表达量先下降后上升。这为深入了解石榴软籽性状的产生机理奠定了基础。     

奇异数据筛选法在玉米籽粒蛋白质近红外光谱检测中的应用

相对于传统生化测定方法,基于近红外光谱(Near infrared spectroscopy,NIRS)玉米籽粒蛋白质含量检测是一种快速、非破坏、且适用于多组分同时检测的新方法。但在建模过程中,由于奇异数据(异常值)的存在会影响近红外光谱模型的预测精度和稳定性,我们采用奇异数据筛选法剔除了玉米籽粒近红外光谱中的奇异数据并建立了玉米籽粒蛋白质含量的偏最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS-SVM)模型。本文分别采用杠杆值法(Leverage)、半数重采样法(Resampling by Half-Mean,RHM)和蒙特卡洛采样法(Monte-Carlo Sampling,MCS)剔除了玉米籽粒蛋白质光谱数据中的奇异数据并对模型结果进行比较。在剔除奇异数据的基础上,采用偏最小二乘回归法(Partial least squares regression,PLSR)提取主成分,并基于小生境蚁群算法(Niche ant colony algorithm,NACA)优化偏最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型参数(γ和σ2),建立基于LS-SVM的玉米籽粒蛋白质定量分析模型。结果表明,采用3种奇异数据筛选法剔除奇异数据后所建LS-SVM模型的预测结果都优于采用原光谱数据所建模型,相比较而言,蒙特卡洛采样法为基于近红外光谱检测玉米籽粒蛋白质的最佳奇异数据筛选法。     

测墒补灌对冬小麦氮素积累与转运及籽粒产量的影响

2007-2009年,在田间条件下,以冬小麦品种济麦22为材料,以0-140 cm土层平均土壤相对含水量为指标设计4个测墒补灌试验处理:W0(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期65%+开花期65%)、W1(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期70%+开花期70%)、W2(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期80%+开花期80%)和W3(土壤相对含水量为播种期90%+拔节期80%+开花期80%),研究不同水分处理对冬小麦氮素积累与转运、籽粒产量、水分利用效率及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:(1)成熟期小麦植株氮素积累量为W1处理最高,W3处理次之,W0和W2处理最低,W0和W2处理间无显著差异;氮素向籽粒的分配比例为W2处理显著低于W1处理,W0、W1、W3处理间无显著差异。开花期和成熟期营养器官氮素积累量、营养器官氮素向籽粒中的转移量、成熟期籽粒氮素积累量均为W1>W3>W2>W0,各处理间差异显著。(2)随着小麦生育进程的推进,0-200 cm土层土壤硝态氮含量先降低后回升再降低,在拔节期最低。成熟期W0和W1处理0-200 cm土层土壤硝态氮含量较低,W2和W3处理120-200 cm土层土壤硝态氮含量较高。(3)W0处理小麦氮素吸收效率、利用效率和氮肥偏生产力最低;随灌水量的增加,氮素利用效率呈先升高后降低趋势;W1处理小麦对氮素的吸收效率和利用效率较高,氮肥偏生产力最高。W0处理水分利用效率较高,但籽粒产量最低;灌水处理籽粒产量、灌溉水利用效率和灌溉效益两年度均随测墒补灌量的增加而显著降低。在本试验条件下,综合氮素利用、籽粒产量、灌溉水利用效率及土壤中硝态氮的淋溶,W1是高产节水的最佳灌溉处理,在2007-2008年和2008-2009年度补灌量分别为43.83 mm和13.77 mm。     

茉莉酸对小麦幼苗UV-B抗性的生理学效应研究

以小麦品种‘西农88’(Triticum aestivum L.,cv.Xinong 88)为材料,研究了外源施加不同浓度茉莉酸(1、2.5、5、10 mmol/L)对UV-B辐射(1.5 kJ·m-2·d-1)下小麦幼苗光合色素、抗氧化酶、丙二醛、游离脯氨酸、紫外吸收物、花青素、根系活力等生理指标以及对其生长的影响,探讨了茉莉酸在UV-B辐射胁迫中的可能作用及其作用机制.研究结果表明,外源茉莉酸对小麦幼苗生理指标产生显著影响,并且表现出浓度效应,其中较低浓度的茉莉酸(1 mmol/L和2.5 mmol/L)能明显提高小麦幼苗的UV-B抗性.表现为低浓度茉莉酸显著提高UV-B辐射下小麦幼苗叶片中的总叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.并且外源施加的茉莉酸还能够增加小麦幼苗的游离脯氨酸含量,降低脂质过氧化水平,提高花青素含量,增强根系活力.可见,茉莉酸通过提高小麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物含量以及保护性色素含量,从而缓解膜脂过氧化程度和提高防御物质含量,进而增强植物抵抗UV-B辐射胁迫的能力,保证小麦幼苗正常生长.     

水稻褐飞虱抗性基因研究进展

随着全球性气候变暖以及稻作区耕作栽培措施的改变,稻褐飞虱已成为严重危害水稻产量的害虫之一.综述当前水稻褐飞虱抗性基因的定位、克隆以及抗性机制的最新研究进展,并对抗褐飞虱水稻育种的利用现状作报道.     

阿维菌素对棉铃虫的抗性选育及其对解毒酶活性的影响

为了了解棉铃虫对阿维菌素的抗药性机理,用阿维菌素对棉铃虫(Heliothis armigera)进行了抗性选育,并对选育的27代棉铃虫解毒酶的活性进行了检测.选育从F0至F21代,抗性缓慢波动上升,达到选育前的121.19倍;F0至F27代抗性迅速增长,达到选育前的821.73倍,抗性发展趋势呈现S型曲线.随着选育代数的增加,对乙酰胆碱酯酶(AChE)没有明显的影响;羧酸酯酶(CarE)活性,F27是F0的2.52倍(α-NA)和2.83倍(β- NA),从20开始,活性在较高水平上波动;谷胱甘肽转移酶(GST)活性,F27是F0的2.12倍,且从F16开始,活性在较高水平上波动.选育的抗性品系,增效醚对阿维菌素增效6.77倍.上述结果说明棉铃虫对abamectin的抗性机制也涉及MFO、GSTs、CarE等多个酶系统,但与乙酰胆碱酯酶(AChE)无关.     

枣种质缩果病抗性多样性研究

为充分发掘抗缩果病枣种质资源,对保存于河北沧县（2006年~2009年,77个品种）及山西太原（2006年~2007年,53个品种）和山西太谷（2006年,231个品种）的共268个枣品种资源进行了田间缩果病抗性调查。结果表明,枣品种间缩果病抗性差异显著,其中病果率变幅为0%~66.18%、变异系数为2.01,病情指数变幅为0%~55.06%、变异系数为2.46;同一品种的发病程度因年份和地点不同而有明显差异。根据在发病严重的沧县枣资源圃连续4年（2006~2009）的观测结果,枣品种的缩果病抗性可分为高抗、抗病、中抗、感病和高感5类,相应的平均缩果率分别为5%以下、5%~10%、10%~15%、15%~25%和25%以上;在沧县的77个品种中,表现高抗、抗病、中抗、感病、高感的品种分别占调查总数的80.52%,2.60%,7.79%,6.49%和2.60%。在我国主栽枣树品种中,金丝小枣、圆铃枣、长红、冬枣等为高抗品种,婆枣、壶瓶枣为高感品种。本研究表明,我国有着非常丰富的抗缩果病枣树种质资源。     

大豆种质资源对灰斑病抗性鉴定评价

近年来,随着大豆品种和气候的变化,灰斑病在黑龙江大豆产区广泛发生,并呈逐年加重的趋势.为了筛选出可在生产或育种中利用的抗病材料,本试验在人工接种条件下,对1073份大豆材料进行抗灰斑病鉴定和评价,结果表明,高抗材料33份、抗病材料291份、中抗材料332份、感病材料381份、高感材料36份,分别占供试材料的3.1％、27.1％、30.9％、35.5％、3.4％.对1、6、7号出现频率较高的优势生理小种鉴定结果是高抗和抗病材料分别为161份、68份、95份,分别占供试材料的15％、6.3％、8.9％.在现行大豆种质资源中,具有比较丰富的抗病资源.     

小麦品种抗麦红吸浆虫鉴定与抗性分析

利用一套较完整的田间自然感虫鉴定法,对183份小麦品种进行了抗麦红吸浆虫鉴定.鉴定结果表明,小麦不同品种对麦红吸浆虫的抗性存在着显著差异:高抗、中抗、低抗、感虫、高感的小麦品种,分别占参试品种的24.59%、16.94%、18.58%、14.21%、25.68%.不同抗性类型的小麦品种其穗被害率、粒被害率、估计损失率、抗性指数均有较大的差异,其中表现高抗类型45份,中抗类型31份.这些品种既可作为麦红吸浆虫发生区控制麦红吸浆虫危害的主推品种和后备品种,也可作为亲本材料提供给育种单位利用.