籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

农田土壤镉（Cd）污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F₁为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F₂作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明：（1） F₁地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F₂中/超亲分离现象明显。（2）在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。（3）地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。（4）区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明：籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。     

基于GIS和地统计学的低山茶园土壤肥力质量评价

亚热带低山区是我国茶园的主要分布区域,研究其土壤肥力质量状况是茶园精准化和信息化管理的基础。利用地统计学、GIS以及多元统计分析相结合的方法,对蒙顶山茶园土壤肥力质量进行了定量化综合评价研究。结果表明：（1）蒙顶山茶园土壤肥力质量沿海拔高度垂直变化明显,大部分土壤肥力区沿蒙顶山阳坡面水平方向呈带状分布。土壤肥力较高的区域分布在山体的中上部,随着海拔高度的降低土壤肥力质量水平也逐渐降低。（2）蒙顶山茶园土壤肥力质量总体水平不高。区域内土壤各项肥力指标与优良茶园相比还存在差距,同时肥力质量偏低的区域所占面积较大：第四、五两级肥力区所占面积最大,占总面积的42．35％。肥力较低的后5级占总面积的近70％,而肥力最高的3级不到10％。（3）采用该方法进行土壤肥力质量评价能较客观地反映土壤肥力状况,为地统计研究成果实际运用提供了思路。     

氮高效利用基因型大麦的物质生产与氮素积累特性

通过土培盆栽试验,研究了22份大麦材料在低氮(125 mg·kg^-1)和正常氮(250 mg·kg^-1)处理下氮素吸收利用效率的基因型差异,探讨氮高效大麦干物质生产与氮素积累特性.结果表明： 大麦氮素吸收利用效率基因型差异显著.低氮处理下籽粒产量、氮素籽粒生产效率及氮素收获指数的最高值分别是最低值的2.87、2.92、2.47倍;氮高效基因型大麦籽粒产量、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数均显著大于低效基因型,低氮处理下高效基因型3个参数较低效基因型分别高82.1%、61.5%和50.5%.氮高效基因型大麦各生育期干物质和氮素积累优势明显,干物质积累高峰出现在拔节-抽穗阶段,氮素积累高峰出现在拔节前;低氮处理下高效基因型典型材料DH61、DH121+的干物质量较低效基因型典型材料DH80分别高34.4%、38.3%,氮素积累量较DH80分别高54.8%、58.0%.供试大麦干物质和氮素的阶段性积累量对籽粒产量的影响为拔节前最大,且低氮处理下贡献率最高,分别为47.9%和54.7%;而干物质和氮素的阶段性积累量对氮素籽粒生产效率的影响在抽穗 成熟阶段最大,其次是播种-拔节阶段,低氮处理下这两个阶段的贡献率分别为29.5%、48.7%和29.0%、15.8%.氮高效基因型大麦在各生育期的物质生产和氮素积累能力强,低氮处理下优势较为明显,能够提高拔节前干物质生产和氮素积累能力,并协同提高大麦产量和氮素利用效率.     

植物对铅胁迫的耐性及其解毒机制研究进展

植物对重金属元素的耐性、积累特性是利用植物修复铅污染土壤的前提,因而需要全面理解植物对铅吸收、转运、积累和解毒的一系列生理机制.本文从植物自身对铅的适应和防御机制出发,综述了细胞壁和液泡在植物细胞钝化与铅积累中的功能;根系分泌物对铅生物有效性的影响;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷光苷肽还原酶（GR）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和植物螯合肽、谷胱甘肽在铅解毒中的作用,以及金属硫蛋白和铅特异基因表达的研究进展.并对未来该领域的研究以及铅污染环境植物修复技术的发展进行了展望.     

外源钙离子对东南景天生长及锌积累的影响

采用水培试验,研究了外源添加不同浓度钙离子（Ca²⁺）对两种生态型东南景天生物量、根系形态及体内锌、钙、硫含量的影响.结果表明：随着外源Ca²⁺浓度的上升,两种生态型东南景天的干物质量均增加,且超积累生态型地上部增加显著(P<0.05);超积累生态型根长和根表面积增加,而非超积累生态型降低;超积累生态型根、茎、叶锌含量随着外源Ca²⁺浓度的增加而上升,但各处理间差异不显著(P>0.05),非超积累生态型地上部锌含量显著降低(P<0.05).非超积累生态型根、茎、叶钙含量与外源Ca²⁺浓度呈显著正相关(P<0.05),超积累生态型根系硫含量与外源Ca²⁺浓度呈极显著正相关(P<0.01).外源Ca²⁺对超积累生态型东南景天锌吸收及积累有促进作用,而Ca²⁺浓度的升高抑制了非超积累生态型东南景天对锌的吸收.适当增加外源Ca²⁺可促进超积累生态型东南景天生长,改善其锌积累能力.     

硅对土壤-烟草系统中铅迁移及形态分布的影响

通过盆栽试验,以烟草为对象,研究了硅对土壤 烟草系统中铅的迁移以及土壤、烟草中铅形态分布的影响.结果表明： 施硅使非根际土壤可交换态铅向铁锰氧化物结合态转化,使根际土中交换态铅向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,降低了土壤中铅的植物有效性与迁移性.施硅显著提高了烟草根部和叶部的生物量,显著降低了烟草铅的总吸收量和烟草各器官的铅含量,其中烟草铅的总吸收量降低了6.5%～44.0%,烟叶铅含量降低了3.1%～60.4%.施硅使烟草根、茎和叶中乙醇提取态、去离子水提取态和氯化钠提取态向盐酸提取态和残渣态转化,降低了烟草体内铅的毒性与迁移性.土壤-烟草系统中土壤向烟草根部的移动指数和根部向茎部的移动指数随施硅量的增加而降低,烟草茎部向叶部的移动指数随着施硅量的增加呈先增高后降低的趋势.硅通过降低土壤铅有效性、缓解铅对烟草的毒害、改变烟草体内铅的形态分布,进而抑制土壤中铅向烟草叶部的迁移,降低烟叶中的铅含量.施硅是降低土壤铅的迁移性及烟叶铅含量的有效措施.     

富钾基因型籽粒苋主要根系分泌物及其对土壤矿物态钾的活化作用

通过试验,研究了2种供K水平对籽粒苋(Amaranthus spp.)富K基因型和一般基因型根系分泌物含量变化的影响,以及在低K胁迫时3个生长期两类基因型主要根系分泌物含量的变化特点,模拟了籽粒苋根系分泌物对土壤矿物态钾的活化作用.结果表明,籽粒苋根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量随供K水平的升高而降低,且富K基因型根系分泌物中3种物质的分泌量始终大于一般基因型;在正常供K条件下,两基因型根系分泌能力相近,但在低K处理时,前者显著高于后者,差异显著;在2种供K水平下,根系有机酸分泌量在3种分泌物中占绝对优势,分别是可溶性糖和氨基酸分泌量的几十倍和几百倍.籽粒苋生长到50 d时,一般基因型根系可溶性糖、氨基酸和有机酸的分泌量较40 d时迅速降低.富K基因型根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量在3个生长时期均大于一般基因型,且随着生长时间的延长,两基因型间可溶性糖、氨基酸和有机酸含量的差异明显增大.两类基因型在3个生长时期均以分泌有机酸为主,其占总分泌量的93%以上.籽粒苋根系分泌物处理后的土壤速效钾含量均高于清水对照处理,富K基因型在低K胁迫时的根系分泌物对土壤K的活化作用明显大于一般基因型.     

不同尺度下低山茶园土壤有机质含量的空间变异

南方低山丘陵区是我国茶园集中分布的区域,研究其土壤特性的空间变异性,尤其是有机质的空间分布特性,可以为实施低山丘陵茶园土壤养分精准管理提供依据。以四川蒙顶山茶园为研究对象,利用地统计学方法,在两个尺度下对其土壤有机质含量的空间变异性进行了研究。结果表明:(1)小尺度下,蒙顶山茶园土壤有机质含量具有中等空间相关性(C0与C0 C的比值为49.9%),空间相关距离达到了894m,随机性和结构性因子对有机质含量空间变异的影响各占一半;茶园土壤有机质含量在坡体垂直方向的变异性较强,在坡体水平方向上的变异较弱;普通Kriging插值分析说明有机质含量从东北至西南呈明显的带状分布,垂直方向上随海拔升高而增加。(2)微尺度下,代表性茶园土壤有机质含量具有强烈的空间相关性(C0与C0 C的比值为4.1%),空间相关距离达到了311m,结构性因子是影响其空间变异的主要因素;各向异性分析,茶园土壤有机质含量也在坡面垂直方向变异较强,且在坡面倾斜45°方向也存在一定变异;普通Kriging分析,坡面由上到下有机质含量逐渐增加。     

磷高效利用野生大麦基因型筛选及其根际土壤无机磷组分特征

通过土培盆栽试验,研究了16份野生大麦种质资源在相同供磷水平下磷素吸收利用的基因型差异,探讨磷高效野生大麦根际土壤无机磷组分特征.结果表明：拔节期和扬花期磷素干物质生产效率（CV=11.6%、12.4%）、成熟期磷素籽粒生产效率（CV=13.7%）基因型间差异较大.不同生育时期磷高效基因型IS-22-30和IS-22-25生物量、磷积累量和磷素干物质生产效率均显著高于低效基因型IS-07-07,且高效基因型的籽粒产量分别是低效基因型的3.10和3.20倍.不施磷、施磷30 mg·kg^-1条件下,不同磷素利用效率野生大麦根际土壤有效磷和水溶性磷含量均显著低于非根际土壤,且高效基因型较低效基因型根际土壤水溶性磷亏缺量更大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P＞O-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca₂-P＞Ca₈-P.在拔节期和扬花期,施磷30 mg·kg^-1条件下,磷高效基因型根际土壤Ca₈-P含量显著高于低效基因型,而Ca₂-P含量显著低于低效基因型;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Ca₂-P和Ca₈-P含量均显著高于低效基因型,且根际土壤Ca₁₀-P均减少.施磷30 mg·kg^-1条件下,根际土壤Fe-P和O-P含量均表现为高效基因型显著高于低效基因型,Al-P含量则呈现相反的趋势;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量均显著低于低效基因型.低磷胁迫下,高效基因型活化吸收Ca₂-P、Al-P的能力强于低效基因型.     

小麦磷素利用效率的品种差异

通过土培盆栽试验,研究了小麦不同品种在低磷水平下生物量、磷浓度、磷素干物质生产效率及磷素籽粒生产效率的差异,以筛选磷高效利用小麦品种.结果表明：分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期,供试小麦品种单株生物量的变幅分别为0.46～1.09、0.85～2.10、3.00～7.00和3.85～12.88 g,磷浓度变幅分别为2.21～4.26、2.38～4.42、2.44～4.96和1.30～5.09 mg·g^-1.随生育时期的推进,小麦磷素累积量、磷素干物质生产效率对生物量形成的影响程度呈减小趋势.分蘖期（CV=16.3%）、拔节期（CV=15.0%）、扬花期磷素干物质生产效率（CV=13.3%）和成熟期磷素籽粒生产效率（CV=20.5%）的品种差异较大.CD1158-7和省A3宜03-4具有较高的磷素干物质生产效率和磷素籽粒生产效率,而渝02321较低;不同生育时期高效品种磷浓度极显著低于低效品种,而高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的籽粒产量分别是低效品种渝02321的1.98和1.78倍.