种植模式对当归根际细菌群落多样性及代谢通路的影响

连作障碍严重限制了当归产业的可持续发展。为了探索当归(Angelica sinensis)高效栽培技术,本研究在当归主产区甘肃省渭源县设置5种种植模式(A: 豌豆-当归-当归,对照;B: 豌豆-小麦-当归;C: 豌豆-蒙古黄芪-当归;D: 豌豆-马铃薯-当归;E: 豌豆-休耕-当归),于采挖期分别测定不同种植模式下,当归根际土壤理化特性和细菌基因组DNA相对丰度,分析不同种植模式对当归根际土壤理化特性、细菌群落多样性和代谢通路的影响。结果表明: 1) 5种种植模式下当归根际土壤理化特性差异较大。与对照相比,C模式根际土壤的电导率显著增加,B、D和E模式的电导率略有下降,B、C、D和E模式的土壤CO₂呼吸速率显著提高。2) 5种种植模式的当归根际土壤细菌隶属于26门368属,其中,芽单胞菌门的芽单胞菌属、变形菌门的鞘脂单胞菌属和酸杆菌门的Subgroup_6属为优势菌属。与对照相比,B、C模式变形菌门和放线菌门的相对丰度显著增加,D模式酸杆菌门的相对丰度显著降低;E模式变形菌门、酸杆菌门和放线菌门的相对丰度显著增加。3) 5种种植模式下,当归根际土壤的pH值、电导率、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与变形菌门细菌的相对丰度呈显著负相关。4) 5种种植模式下,当归根际土壤中6种代谢通路细菌的相对丰度差异显著。C模式对当归根际土壤理化特性和细菌群落有较好的调节作用,是克服当归连作障碍的主要种植模式。     

紫穗槐叶片浸提液对长柄扁桃种子萌发和幼苗生长的影响

紫穗槐和长柄扁桃是中国西北干旱和半干旱地区的常见绿化植物。为探索紫穗槐搭配长柄扁桃进行绿化建设和生态修复的可行性,采用培养皿滤纸法和土培法测定了5种质量浓度的紫穗槐叶片浸提液(0.025、0.05、0.10、0.15和0.20 g·mL^-1)对长柄扁桃8个品种(YY₁、YY₃、YY₄、YY₅、YY₆、SM₆、SM₇和SM₈)的化感作用。结果表明: 当浸提液浓度为0.025和0.05 g·mL^-1时,长柄扁桃YY₁和SM₆品种的种子萌发和幼苗长势显著优于其他品种。随紫穗槐叶片浸提液浓度升高,长柄扁桃幼苗过氧化氢酶活性呈先升高后降低的趋势。此外,随叶片浸提液浓度升高,过氧化酶和超氧化物歧化酶活性以及可溶性蛋白和叶绿素含量降低,而丙二醛和可溶性糖含量及细胞膜透性呈现逐渐上升的趋势。主成分及聚类分析表明,在紫穗槐化感作用下,长柄扁桃的生长势按照YY₁、SM₆、SM₈、SM₇、YY₆、YY₃、YY₅和YY₄顺序依次降低。综上,低密度紫穗槐与长柄扁桃YY₁和SM₆品种人工搭配混合种植有利于促进长柄扁桃种子萌发和幼苗生长。     

Cu2O纳米颗粒对小麦根系形态及遗传毒性的影响

为了阐明Cu₂O纳米颗粒(NPs)暴露对植物根系的毒性效应,本研究以小麦品种‘周麦18’为材料,采用水培试验方法,研究了10、50、100和200 mg·L^-1浓度的Cu₂O-NPs对小麦幼苗生长、根系活性、形态结构及细胞遗传学毒性的影响。结果表明: 不同浓度的Cu₂O-NPs降低了小麦幼苗的根芽长度、鲜重、根活性和根冠比,增加了初生根的数量;随着Cu₂O-NPs浓度的升高,幼苗根伸长区缩短、根系变硬变脆、根径增加、根冠变大;100 mg·L^-1浓度的Cu₂O-NPs处理下,小麦根尖有丝分裂指数显著降低,根尖细胞形状不规则化、质壁分离、细胞出现空泡化、细胞核核膜模糊、核内染色体异常。在水培条件下,Cu₂O-NPs对小麦幼苗具有一定的遗传学毒性效应,从而影响小麦幼苗的生长发育和根系形态结构。     

长白山阔叶红松林不同演替阶段林下红松幼苗能量与养分季节动态

为了解林下红松幼苗生长和养分存储季节动态,以长白山原始阔叶红松林(原始林)和次生杨桦林(次生林)林下2年生红松幼苗为对象,研究林下光合有效辐射(PAR)、幼苗生物量、非结构性碳水化合物(NSC)、全氮(N)和全磷(P)等指标的季节变化,分析两林分林下光照的季节动态及其差异对红松幼苗生长和养分积累的影响。结果表明: 原始林和次生林林下月PAR累积量季节变化都呈“双峰”型,夏季为郁闭期,两林分林下光线弱。春季和秋季为阔叶树无叶期,林下光照条件变好,且次生林林下光照明显好于原始林;原始林和次生林红松幼苗的生物量、NSC、全N和全P浓度的季节动态与林下光照的季节变化基本一致,在春季和秋季表现为显著增加,在夏季呈下降趋势。春季幼苗的淀粉浓度增加,夏季淀粉和可溶性糖浓度均逐渐降低,到8月达到最低值,秋季可溶性糖浓度显著升高。春季和秋季次生林林下幼苗的生物量和NSC浓度整体上均显著高于原始林,而夏季两林分差异不显著。因此,春季和秋季的林下光照条件差异是影响原始林和次生林中红松幼苗养分积累和生长更新差异的主要原因。     

铀尾沙对油菜幼苗生长和生理特征的影响

采用沙培盆栽试验,以铀尾沙所占比例分别为0%(CK)、25%(T1)、50%(T2)、75%(T3)、100%(T4)的培养基质,研究了铀尾沙对芥菜型油菜、甘蓝型油菜和白菜型油菜出苗率、幼苗生物量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量的影响.结果表明:不同比例的铀尾沙对油菜出苗率的影响差异不显著(P＞0.05).3种油菜的生物量均随铀尾沙处理量的增加而呈先增后降的现象,甘蓝型油菜和白菜型油菜在T2时生物量最大,芥菜型油菜在T3时生物量最大.MDA含量则呈先降低后升高,甘蓝型油菜和白菜型油菜在T2时MDA含量最低,芥菜型油菜在T3时的MDA含量最低,并与叶绿素含量呈显著的负相关.随铀尾沙处理量的增加,3种类型的油菜SOD、CAT、POD、APX和GR活性逐渐增加,GSH含量也持续升高.铀尾沙对油菜幼苗生长和抗氧化酶系统产生了一定的诱导作用,而这3种油菜也对铀尾沙也表现出较强的耐受能力.     

镉、锌、铜胁迫对向日葵早期幼苗生长的影响

分析了3种重金属离子(Cd2+、Cu2+、Zn2+)对向日葵种子胚根伸长和早期幼苗生长的影响.结果表明,3种重金属离子对向日葵胚根伸长的抑制作用依次为:Cd2+>Cu2+>Zn2+.3种重金属胁迫明显降低了幼苗生长和叶绿素含量,并显著提高了H2O2水平.其中Cd2+胁迫引起幼苗H2O2爆发高于Cu2+和Zn2+胁迫.进一步分析植株抗氧化系统的变化发现,随着重金属离子浓度的增加,向日葵幼苗酶类抗氧化物质SOD和CAT的活性表现为先增加后降低的趋势;重金属胁迫提高了非酶类的抗氧化物质脯氨酸和GSH的含量.其中Cd2+和Zn2+胁迫对脯氨酸含量变化的影响大于Cu2+胁迫;而Cu2+胁迫对GSH含量变化的影响大于Cd2+和Zn2+胁迫.     

Root and shoot traits responses to phosphorus deficiency and QTL analysis at seedling stage using introgression lines of rice

Phosphorous （P） deficiency is a major restraint factor for crop production and plants have developed several mechanisms to adapt to low P stress. In this study, a set of 271 introgression lines （ILs） were used to characterize the responses of seedlings to low P availability and to identify QTLs for root traits, biomass, and plant height under P-deficiency and P-sufficiency conditions. Plant height, total dry weight, shoot dry weight, and root number were inhibited under P-deficiency, whereas maximum root length （MRL） and root-shoot ratio （RS） were induced by P-deficiency stress. Relative MRL （RMRL, the ratio of MRL under P-deficiency to MRL under P-sufficiency con- dition） and relative RS （RRS） were used to evaluate P-deficiency tolerance at the seedling stage. A total of 24 additive QTLs and 29 pairs of epistatic QTLs were detected, but only qRN4 was detected in both conditions. This suggested that different mechanisms may exist in both P supply levels. QTLs for adaptive traits （RMRL, RRS, RRV, and RRDW） and qRN4 consistently expressed to increase trait stability may contribute to P-deficiency tolerance. Twelve intervals were cluster regions of QTLs for P-deficiency tolerance, and one QTL （qRRSS） showed pleiotropic effects on P-deficiency tolerance and drought tolerance. These interesting QTLs can be used in marker-assisted breeding through the target ILs.     

增强UV—B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗生长和光合作用的影响

在4.52 kJ*m-2*d-1 UV-BBE的UV-B辐射和700 μmol*mol-1的CO2浓度人工模拟复合处理下,研究了对蚕豆(Vicia faba L.)幼苗的生长和光合作用的影响.结果表明,UV-B辐射单因子明显降低蚕豆幼苗的株高、叶面积和生物量,CO2单因子的作用正好相反,二者的作用程度随着处理时间的延长而增大.UV-B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗的生长影响不明显.同时,增强的UV-B辐射单因子还使蚕豆幼苗的光合速率、气孔导度和水分利用率下降,CO2单因子的作用也相反,且CO2单因子的促进程度大于UV-B辐射单因子的抑制程度.而在UV-B辐射和CO2复合作用下,蚕豆幼苗的光合作用参数基本与对照同步.分析认为,UV-B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗的影响是一种拮抗作用.     

油菜素内酯对毛豆幼苗生长及其抗渍性的影响

试验采用不同浓度油菜素内酯对毛豆幼苗进行叶面喷施处理,测定其在渍水胁迫下对毛豆营养生长和生理特性的影响。结果表明:采用一定浓度的油菜素内酯处理可以促进苗生长、提高根系活力、叶绿素含量、脯氨酸含量和抑制丙二醛增生、降低细胞膜透性,增强了毛豆幼苗对渍水环境的抵抗能力。从叶面喷施后对毛豆的营养指标和生理指标进行综合判断可知:在试验的范围内,以1mL/L油菜素内酯的处理效果为最佳。     

一氧化氮参与调节盐胁迫诱导的玉米幼苗脱落酸积累

以三叶一心期的玉米幼苗为实验材料,研究了盐胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中一氧化氮（NO）和脱落酸（ABA）积累之间的关系。结果表明,盐胁迫下玉米幼苗NO和ABA的含量均增加,用NO供体硝普钠（Sodium nitroprusside,SNP）处理时,ABA含量亦增加,且累积的时间较盐胁迫下早。用NO合成的抑制剂L-NAME （Nω-nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride）和NaN,处理时,可减弱盐胁迫诱导的ABA含量的增加,用NO清除剂cPTIO处理时,这种盐胁迫诱导的ABA增加减少。推测盐胁迫下产生的NO参与调节ABA的积累及逆境下植物的防御反应。