水稻种子的细菌含量和群落结构及其影响因素分析

【目的】种子是植物微生物群代际传递的重要途径，但种子携带的微生物群落尚缺乏系统的研究。本研究以水稻种子为模型，定量分析种子的细菌含量、测定种子的细菌群落结构、探究地域与品种对细菌含量及群落结构的影响和鉴定水稻种子的核心菌群。【方法】选取18个水稻品种，每个品种分别来自中国海南和天津2个地域，共36组样本。每组样本包含5或10个DNA样本，每个DNA样本由3粒种子提取的总DNA构成。使用细菌特异性16S rDNA介导的荧光定量PCR技术测定种子的细菌含量，并分析影响因素；使用16S rDNA扩增子测序技术测定种子的细菌群落结构，并用生物信息学方法分析了影响因素和核心菌群。【结果】本研究测定了1 080粒水稻种子的细菌含量，发现经过表面除菌的水稻种子内部存在共栖细菌，平均每克种子的细菌含量为1.53×10⁶。水稻品种对种子的细菌含量有显著影响，而地域无影响。测定180个扩增子文库的细菌群落结构，发现水稻种子的菌群与水稻植株有相似之处，均以变形菌门为主要的细菌门类；地域对水稻种子的细菌群落结构有重要影响，不同地域的水稻种子在主坐标分析(principal co-ordinate analysis, PCoA)中有明显分离；而粳稻和籼稻之间无显著差异。还发现水稻种子存在核心菌群，且相对丰度高达总菌群的85.56%。【结论】本研究系统地揭示了水稻种子的细菌含量、群落结构及其影响因素，为利用种传微生物促进水稻健康提供了数据和方法支持。     

3个纤维颜色不同的棉花近等基因系主茎功能叶生理特性变化与产量因素的相关性分析

本研究选用3个纤维颜色不同的棉花近等基因系—绿色棉、棕色棉和白色棉为材料,研究参试材料的主茎功能叶片在整个生育期的生理特性变化,并对生理指标与产量因素进行相关性分析。结果表明:整个生育期2种彩色棉的净光合速率均低于白色棉;除吐絮期外,彩色棉总叶绿素含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性均低于白色棉;净光合速率与单株铃数、单铃重及单株产量呈显著正相关;总叶绿素含量与单铃重、单株产量呈极显著正相关;蔗糖磷酸合成酶活性与单铃重呈极显著正相关,与单株产量呈显著正相关。本研究结果将为彩色棉高产品种选育提供理论依据。     

作物秸秆水解条件优化及其对小球藻培养的影响

以小麦、玉米、谷子秸秆为原料，使用碱性双氧水对其进行预处理后再添加纤维素酶和木聚糖酶进行水解，以水解液中总糖含量为指标，评估水解效果并进行条件优化。将3种作物秸秆水解液作为有机碳源，探究其用于培养小球藻的效果。结果表明：3种作物秸秆最佳水解条件为固液比1∶15、温度30℃、处理时间12 h。在此条件下，玉米、谷子和小麦秸秆水解液总糖含量分别达1.677、1.412和1.211 g·L^-1。采用3种作物秸秆水解液培养小球藻，可显著提高小球藻的生物量和油脂含量。其中，玉米秸秆水解液效果最佳，小球藻生物量和油脂含量分别达到1.801 g·L^-1和30.1%。表明利用作物秸秆水解液为碳源，可显著提高小球藻的生物量并促进油脂富集。研究结果为秸秆木质纤维素原料的高效转化利用奠定了基础，为农业废弃物资源化利用提供了新思路，也为利用秸秆水解液高效培养小球藻提供了理论依据。     

改良钼锑抗比色法测定不同谷子材料组织磷含量

缺磷已成为目前制约作物产量提高的非生物胁迫之一,筛选作物耐低磷资源,进行作物耐低磷育种已成为作物科学当前研究的热点之一,因此植物体内磷含量的及时有效的监测也变得尤为重要。本文通过改良前后的钼锑抗比色法测定谷子新鲜幼嫩叶片和幼嫩根系的组织磷含量,发现改良后的钼锑抗比色法所测的磷含量在一定范围内有良好的线性关系,线性方程为y=1. 060 3x-0. 010 3,线性相关系数达0. 998 1。用该方法对谷子新鲜幼嫩叶片、幼嫩根系、成熟叶片、成熟根系、新鲜幼穗、成熟茎秆及液氮冷冻后的相应组织和谷子籽粒的磷含量以及不同磷浓度处理下(0. 005、0. 250 mmol/L)的谷子材料的磷含量进行测定,进一步证实了其具有良好的灵敏度和精密度。该方法所测得的标准偏差较小,在0～0. 015 8范围之内;相对标准偏差(RSD)的范围在0%～1. 81%;检出限的范围在0～0. 047 4μg/mL,重复性较好,利用该方法还可有效地筛选具有磷吸收效率差异的谷子品种。改良后的钼锑抗比色法测定结果线性良好,标准差低,精密度很理想,适合植物中低浓度磷的测定,可为不同谷子材料总磷测定提供依据和参考。     

灌水对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响

为优化北方晚熟冬麦区冬小麦节水灌溉方式，于2018—2020年连续2年进行田间试验，第一年设置全生育期不灌水(CK)、越冬期1水(W)、拔节期1水(J)、孕穗期1水(B)、越冬期+拔节期2水(WJ)、越冬期+孕穗期2水(WB)、拔节期+孕穗期2水(JB)以及生产上采用的越冬期+拔节期+孕穗期3水(WJB)共8个处理；在第一年试验结果基础上，第二年设置CK、W、B和WB共4个处理，调查了不同灌水处理对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响。结果表明：灌越冬水W更有利于提高冬小麦群体总茎数；与CK相比，灌水处理(B除外)显著提高花前及花后干物质积累量；早期灌水(如W)有利提高花前贮藏同化物向籽粒转运量，而后期灌水(如B)有利提高花后积累同化物向籽粒分配量；花前贮藏同化物与花后积累同化物对籽粒贡献率因夏闲期降水而异；随灌水次数及灌水总量增加，花后同化物对籽粒贡献率增大。成熟期不同器官干物质含量和比例表现为籽粒(约50%)>茎鞘+叶片(约33%)>颖壳+穗轴(约17%);灌水提高了籽粒淀粉及其组分含量，而降低了直链淀粉与支链淀粉比值。灌越冬水W或孕穗水B处理的籽粒总淀粉及其组分...     

紫苏Pfgpat9基因的鉴定与功能分析

甘油三磷酸酰基转移酶(GPAT)是三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。本研究从油料作物紫苏中筛选鉴定得到甘油三磷酸酰基转移酶基因Pfgpat9,并揭示其编码蛋白特征及基因功能。从紫苏转录组数据库中筛选获得gpat9基因片段,以优选品种‘晋紫苏1号’为材料,通过RT-PCR技术克隆获得该基因的开放阅读框(ORF)全长序列,命名为Pfgpat9;利用实时荧光定量PCR方法分析Pfgpat9基因在紫苏根、茎、叶、花及不同发育时期种子(开花后10、20、30、40 d)中的组织表达特性;通过双酶切将紫苏Pfgpat9基因完整的ORF序列连接到酵母表达载体pYES2.0上,将重组质粒转化至野生型酵母菌株INVSc1和缺陷型酵母gat1,并验证该基因的功能。结果显示:紫苏Pfgpat9基因ORF为1 116 bp,共编码371个氨基酸,理论等电点pI为8.96,不稳定系数为46.67,亲水性系数为-0.108,是一种亲水性不稳定蛋白。紫苏Pfgpat9基因具有典型的GPAT9功能结构域,包含3个典型的跨膜螺旋区;多序列比对分析表明,紫苏PfGPAT9蛋白与油橄榄、茶树和向日葵GPAT9蛋白的亲缘关系较近;qRT-PCR分析显示,Pfgpat9基因在紫苏不同组织中均表达,在种子发育不同时期表达量呈先升高后降低趋势,在开花后20 d表达量达到最高;酵母转化结果表明,转Pfgpat9基因野生型酵母和转Pfgpat9基因缺陷型酵母总脂含量均提高,且C16∶0、C16∶1含量均有所提高。研究表明,Pfgpat9基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用,这为进一步通过基因工程及转基因技术改良紫苏品质提供了新的方向。     

中国小麦的主要产区与优良品种

中国小麦的分布范围很广,南自北纬19度北至52度之间,都有小麦的栽培。可是在长江以南,夏季温度高雨量多,小麦的生长较差;北方则因冬季严寒,祗能栽培春麦;所以中国小麦的主要产区,南以小麦主区南界为限,北迄冬麦北界,约等     

为害北方果树的三种球蚧

在我国北方广大区域内为害苹果、槟沙果、梨、桃、杏、李等果树的球蚧主要有三种,即朝鲜球蚧Didesmococcus koreanus Borchs.、苹果球蚧Rhodococcus sariuoni Borchs.和皱球蚧Eulecanium kuwansi Kanda。它们都属昆虫纲同翅目蚧总科的蚧科(Coccidae)。在形态上尾部虽都具尾裂和二块肛板,但却分别属于不同的三个属,即毛球蚧属(Didesmococcus)、褐球蚧属(Rhodococcus)和大球蚧属(Eulecanium)。它们的外观、地理分布都相近似,过去不但在生产上辨     

播种方式对黄淮海麦区西部冬小麦氮素利用与产量形成的影响

为探索黄淮海麦区最优播种方式，明确不同播种方式对冬小麦产量和氮效率的影响差异及其机制，本研究于2016—2019年连续3个生长季在黄淮海麦区西部的晋南地区设置宽幅匀播(WSS)、探墒沟播(FS)、立体匀播(TDUS)3种优化播种方式和常规条播(CDS,对照)开展田间试验。结果表明：2016—2019年3个冬小麦生长季的温度、光照、降水等气象要素存在较大的年际及年内变化；与常规条播相比，优化播种方式下，得益于单位面积穗数增加，3个生长季小麦籽粒产量分别提高18.3%～55.5%、8.6%～22.3%、10.9%～39.5%。氮素吸收率显著提升5.8%～57.1%,花前氮素转运比显著提高3.0%～15.3%,氮效率显著提高7.9%～35.7%。综合气象要素与大田数据构建结构方程模型发现，优化播种方式可以通过减少极端低温对小麦群体大小的负面影响，提高群体氮素积累速率和花前氮素转运量，确保高穗数群体籽粒氮素的供应量，实现高产高效栽培。在气象因子均衡的2016—2017年生长季，宽幅匀播、探墒沟播和立体匀播均提高了群体氮素积累量与转运量，并优化了产量构成因子，进而实现了高产高效；在气象因子分布不...