一株硅酸盐细菌的鉴定及其紫外线诱变育种

从油用牡丹的根际土壤中分离到一株硅酸盐细菌,将其编号为CLM8。采用火焰光度法对该菌株在30℃、160 r/min条件下发酵培养7d的发酵上清液中水溶性钾素含量进行测定,最高含量达到0.9μg/mL,故将CLM8定性为硅酸盐菌株。综合CLM8的显微观察特征、生化特征和16S rRNA序列的克隆分析结果,确定菌株CLM8为成团泛菌属中的一个种,暂命名为Pantoea sp.CLM8。为提高野生菌株CLM8的解钾活性,通过对其紫外线诱变选育,筛选得到活性较高的突变株CLM8-B,其在30℃、160 r/min条件下发酵培养过程中,发酵上清液中水溶性钾素含量最高达到1.7μg/mL,是出发菌株CLM8的1.9倍。CLM8可作为油用牡丹及其它作物生物钾肥开发的备用菌株。     

外源水杨酸对光抑制条件下小麦叶片光合作用的影响

以浓度为50、100、200 mg·kg-1的水杨酸(SA)预先处理灌浆期的小麦叶片,可有效防护强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减轻丙二醛(MDA)积累.叶片在光抑制条件下,可维持较高的通过PSⅡ电子传递速率(Fm/Fo)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、净光合速率(Pn)和较低的非光化学猝灭系数(qNP).其中,以较低浓度SA(50 mg·kg-1)的效果较好.     

外源植物生长调节物质对烟草根中烟碱含量和烟碱合成酶活性变化的生理效应

水培法研究烟草打顶和喷施外源生长调节物质的结果表明:打顶的比不打顶的烟草根中鸟氨酸脱羧酶(ODC)、腐胺N-甲基转移酶(PMT)和N-甲基腐胺氧化酶(MPO)活性升高,烟叶中烟碱含量剧增;打顶喷施ABA和6-BA烟叶中烟碱含量升高,喷施IAA和GA3的下降,IAA的效果更明显.     

弱光胁迫对不同基因型玉米生长发育和产量的影响

以不同基因型玉米为材料,在玉米生长发育的3个主要阶段(苗期、穗期、粒期)进行分期遮光试验,研究不同时期弱光胁迫对不同基因型玉米生长发育和产量的影响。结果表明,遮光延缓了玉米叶片的出生速度,使叶片变薄;遮光可以延缓叶片的衰老,但遮光解除后则加速叶片的衰老;遮光造成植株高度增加,但恢复正常光照后,其株高却逐渐低于对照;遮光使干物质积累下降,抽雄吐丝日期推迟,尤其是吐丝日期推迟更多,并使产量降低,但不同基因型玉米不同遮光处理下降程度不同。试验的4个品种中,掖单2 2和豫玉2号受遮光影响较小,而掖单36 38和丹玉13受影响较大,即不同基因型玉米对弱光胁迫的敏感性不同     

镉污染对烟草叶片超微结构及部分元素含量的影响

采用水培试验,利用电感耦合等离子体、透射电镜、扫描电镜等技术研究了镉污染对烟草(N icotiana tabacum)叶绿素含量及叶绿素a/b值、叶下表皮气孔器密度、腺毛密度、叶片细胞超微结构和P、K、C a等元素含量的影响,以及叶片细胞、腺毛对镉污染的反应。结果表明随着营养液中镉浓度的增高,烟草叶绿素含量及叶绿素a/b值降低;叶下表皮气孔器的密度及腺毛的密度增加;叶绿体中组成基粒的类囊体层数减少、分布不均、或粘连成索状,叶绿体膜系统崩溃,内外膜均解体,类囊体消失;但烟草可通过将镉隔离于细胞壁中或排出表皮细胞或通过腺毛分泌作用来减少其毒害。随着营养液中镉浓度的增高,腺毛分泌物中S i、K、A l、C a、M g、F e的含量增加;浓度为3m g/L的镉污染可增加叶片中P、C a、M g、F e、Cu、Zn、A l元素的含量,但浓度为30m g/L的镉污染造成叶片中P、C a、M g、F e、Cu、Zn、A l元素含量的减少;镉污染可引起叶片中N a含量增加,且随着营养液中镉浓度的增高N a含量增加;镉污染造成K、M n在叶片中的含量下降,而且随着营养液中镉浓度的增高,K、M n含量下降幅度增加。     

残茬覆盖与耕作方式对夏玉米叶片衰老代谢和籽粒产量的影响

对小麦机械收获后残茬覆盖与不覆盖两种条件下免耕、翻耕和播种行深松3种土壤耕作方式的夏玉米开花后叶片衰老生理特性和籽粒产量进行了研究。结果表明,残茬覆盖和深松耕作的玉米叶片SOD和POD活性提高、MAD含量降低、叶绿素和可溶性蛋白质含量高、降解速度慢,维持了叶片后期较高的生理功能。最终开花后干物质生产量和玉米籽粒产量表现为：覆盖显著高于不覆盖,深松显著高于翻耕和免耕,残茬覆盖与深松结合效果最好。     

小麦EDR1基因的克隆、鉴定和表达

为了研究普通小麦(Triticum aestivum L.)中是否有EDR1途径存在,根据拟南芥EDR1基因及其同源物设计了一对兼并性引物,用来分离小麦的EDR1同源物.以用小麦叶片RNA合成的cDNA为模板进行RT-PCR扩增,获得了代表小麦EDR1基因(命名为TaEDR1)的627 bp长的cDNA片段(GenBank登录号:AY743662).此后,通过RACE技术成功地获得了编码959个氨基酸的全长TaEDR1基因的cDNA序列.TaEDR1的氨基酸序列与大麦EDR1(标记为HvEDR1)有92%的相同.在TaEDR1的羧基末端有一个高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶催化功能域.因为存在一个推测的核定位基序,这个蛋白可能在细胞核中起作用.首次提供了证明普通小麦中存在EDR1同源物的分子生物学证据.用半定量RT-PCR方法研究了接种小麦白粉病菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer f.sp.tritici Em.Marchal,Bgt]后叶片中TaEDR1基因的转录谱.结果表明,在接种白粉病菌后TaEDR1基因在叶片中的转录水平提高.组织特异性表达谱分析证明,小麦TaEDR1基因在叶片、茎、穗、根中均有表达.研究提示TaEDR1可能在小麦防卫应答反应中起作用.     

基于DSSAT模型对豫北地区夏玉米灌溉制度的优化模拟

合理的灌溉制度是提高农业水资源利用效率、保证夏玉米高产稳产的前提。采用农业技术转化决策系统(DSSAT,Decision Support System for Agrotechno1ogy Transfer)探究了河南省北部地区夏玉米不同降水年型下的最优灌溉制度。经过参数的校正和验证,归一化均方根误差(nRMSE)、均方根误差(RMSE)和一致性指数(d)均表现出模拟值与实测值的吻合度很好,DSSAT-maize模型可以准确模拟夏玉米物候期、地上部分生物量、产量和土壤水分状况。然后基于模型模拟了不同灌溉处理下的夏玉米生产潜力,从而评估夏玉米缺水量,并对比分析不同生育时期灌水对产量的影响确定最优灌溉时期,综合考虑产量和水分利用效率确定最优灌溉制度。结果表明:夏玉米生长季的缺水量年际间差异显著,多年平均值为38.91 mm,波动范围为0—193.03 mm。在丰水年,不需要灌溉;在平水年,开花期灌水30 mm;在枯水年,开花期和灌浆期灌水50 mm;在特别干旱年,苗期、拔节期和开花期至少灌水180 mm。优化的灌溉制度下丰水年、平水年和枯水年的WUE达到最高且产量分别占其最高产量的100%、99.72%和97.89%,实现了作物高产节水协同提高的目标。     

桃小食心虫发育过程中蜕皮激素滴度动态及甲氧虫酰肼干扰滞育的作用

【目的】 经历了长光照和短光照条件,桃小食心虫Carposina sasakii脱果老熟幼虫分别进行非滞育和滞育发育。本研究旨在通过使用蜕皮激素类似物甲氧虫酰肼对桃小食心虫滞育进行干扰,以期达到干扰桃小食心虫滞育的目的,为开发桃小食心虫防治新方法奠定基础。【方法】 利用ELISA法测定了桃小食心虫幼虫滞育和非滞育过程中的20E滴度动态;以清水为对照,测定了不同浓度(0.05, 0.1, 1,2, 5, 7.5和10 mg/mL)甲氧虫酰肼以及0.5和1 mg/mL 20E喷沙处理对桃小食心虫结茧的影响;测定了5mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理中桃小食心虫20E滴度,并跟踪调查了0.1和5 mg/mL甲氧虫酰肼喷沙处理对桃小食心虫滞育的干扰效果。【结果】两种光周期(15L∶9D和12L∶12D)下桃小食心虫滞育和非滞育幼虫生长过程中20E滴度没有差异,均是从幼龄到老龄逐渐降低,脱果时达到最低;但脱果时,长光照非滞育发育幼虫体内20E滴度(0.473 ng/g)显著高于短光照注定滞育幼虫体内的(0.254 ng/g)。非滞育发育幼虫脱果后进入长茧化蛹,虫体20E的滴度显著升高,在蛹期保持较高滴度区间(0.652~1.217ng/g)。滞育发育幼虫脱果后进入圆茧滞育,20E滴度缓慢上升,第4天达到第一个峰值(0.656 ng/g),随后降低,在第8天达到第2个峰值(0.790 ng/g);随着进入滞育稳定期,20E滴度逐渐降低;70 d后达到滞育解除状态,20E滴度持续保持在低滴度水平;第90天达到滞育期间最低滴度(0.424 ng/g),随后20E滴度开始上升。0.05 mg/mL甲氧虫酰肼点滴短光照桃小食心虫脱果幼虫,即可干扰部分滞育圆茧的形成,对桃小食心虫脱果幼虫的LD₅₀为7.039 μg/头。0.05 mg/mL以上浓度甲氧虫酰肼和20E喷沙处理均可有效干扰滞育圆茧的形成,1 mg/mL相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出的干扰活性更高,两者均能使注定滞育的幼虫出现结长茧、畸形茧以及无法结茧的表型;在结畸形茧和无法结茧幼虫中20E滴度显著升高,5 mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理不能结圆茧的比例分别为70.0%和66.7%,其中结畸形茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高16.3%和143.0%,异常不能结茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高149.3%和278.6%。部分幼虫接触甲氧虫酰肼后虽能够结圆茧,但能够完成滞育成功羽化的比例减少,甲氧虫酰肼0.1 mg/mL喷沙处理组羽化率仅为20.8%。【结论】 桃小食心虫幼虫在滞育过程中20E保持较低滴度,在生殖发育阶段需要较高滴度。外源甲氧虫酰肼和20E均能够干扰其结圆茧滞育,虫体结茧表型与20E滴度增加幅度具有相关性,相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出更高的干扰活性;甲氧虫酰肼处理减少了桃小食心虫幼虫成功完成滞育的比例。     

基于20 cm蒸发皿蒸发量制定的华北地区温室黄瓜滴灌灌水制度

试验分别于2013和2014年在中国农业科学院新乡综合试验基地进行,以20 cm蒸发皿蒸发量（E_p -20）为灌水依据,设置5种水面蒸发系数（K_cp1:0.25;K_cp2:0.5;K_cp3:0.75;K_cp4:1.0;K_cp5:1.25）代表5种灌水水平,分析了不同水量（I_r）对温室黄瓜滴灌耗水量（ET）、产量、品质以及水分利用效率（WUE）的影响,探讨了以E_p -20制定温室滴灌灌水计划的可行性.结果表明：温室滴灌黄瓜整个生育期内的耗水量在129~314 mm,耗水量随着灌水量的增加而增加.当灌水量超过0.75E_p 20时,各处理之间的产量无差异,平均单果质量、单株瓜条数和平均瓜长对灌水量的响应均存在一个阈值（0.75E_p 20）;品质方面,可溶性固形物、维生素C和可溶性糖含量均随着灌水量的增加而降低,而可溶性蛋白质含量为：K_cp2＞K_cp3＞K_cp4＞K_cp1＞K_cp5;采用修正后的Penman Monteith公式计算温室滴灌黄瓜参考蒸发蒸腾量所得结果与E_p -20呈极显著线性相关关系.可见,在华北地区日光温室黄瓜的滴灌灌水制度选用0.75倍的20 cm蒸发皿水面蒸发量作为灌水依据简单可行.