渗透胁迫下不同抗旱性小麦幼苗氨同化差异

在渗透胁迫下,测定了不同抗旱性小麦（抗旱性强的品种洛旱6号和抗旱性弱的品种周麦18）幼苗氨同化酶及相关参数的变化.结果表明:小麦生物量在渗透胁迫下明显降低,且抗旱性弱的周麦18降幅较大.铵态氮含量随胁迫程度的增加而增加,且周麦18增加较明显;谷氨酰胺合成酶(GS)活性在不同抗旱性品种间表现不同,抗旱性强的洛旱6号在低渗透胁迫下显著增加,在高渗透胁迫下明显降低,而周麦18随胁迫程度的增加逐渐降低;依赖还原型辅酶Ⅰ的谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性随胁迫程度的增加逐渐加大,低渗透胁迫下周麦18增加较明显,高渗透胁迫下洛旱6号增幅较大;依赖氧化型辅酶Ⅰ的谷氨酸脱氢酶(NAD^+-GDH)和依赖氧化型辅酶Ⅱ的异柠檬酸脱氢酶(NADP-ICDH)活性均随胁迫程度的增加而增加,周麦18的NAD^+-GDH活性、洛旱6号的NADP-ICDH活性增幅较大.表明小麦抗旱性的提高与铵态氮同化的增强有关,低渗透和高渗透胁迫下分别依赖GS和NADH-GDH活性的增加.     

circRNAs在植物中的研究进展

circular RNA(circRNA)是一类具有闭合环状结构的内源性非编码RNA,广泛存在于多种真核生物中,具有结构稳定、序列保守、表达特异性等特征。研究表明circRNAs可作为海绵(sponge)吸附microRNA(miRNA)并参与其表达调控过程,也可通过与蛋白互作调控基因表达等生物过程;发现circRNAs不仅参与植物激素信号转导等生理过程,而且还能在植物响应逆境胁迫中起到重要作用。该文主要对近年来国内外有关circRNAs的类型、形成机制、功能及其在植物生长发育过程中的研究进展进行了综述,并讨论了circRNAs的研究意义及存在的问题,为进一步研究circRNAs在植物中的作用机制及其基因调控网络提供参考。     

玉米冠层内不同层次对光能利用的差异性

将玉米冠层分为上、中、下3个层次,分析其不同层次对光能利用的规律.结果表明:整个冠层吸收的光合有效辐射(RAR)占总入射的87.7%,其冠层的中、上层吸收比例达到75%;冠层不同层次在可见光范围内的吸收率是上层＞中层＞下层;上、中、下3层叶温日变化规律一致,不同层次的差异主要是与冠层内的小气候有关;非光化学猝灭系数(qN)与叶温、光化学猝灭系数(qp)与光合速率(Pn)的变化趋势一致;用于光化学反应的能量与用于热能转化的能量呈此消彼长的趋势.     

外源钙离子对小麦幼苗氮素代谢的影响

以普通小麦豫麦34为材料,研究了不同浓度的外源Ca2 对小麦幼苗氮素代谢的影响.在小麦第一片叶完全展开后,开始外源Ca2 处理,设0 (对照)、2、4 mmol · L-1 和8 mmol · L-1 4个Ca2 浓度梯度.处理5d后,测定氮同化酶活性、氮同化量及其它相关代谢物含量.结果表明,小麦幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)在2 mmol · L-1 Ca2 处理下活性比对照有显著增加,4 mmol · L-1 Ca2 处理的NR活性增加明显,但GS活性增加不显著;8 mmol · L-1 Ca2 处理下NR和GS活性比对照均明显降低.谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性在2 mmol · L-1 Ca2 处理下活性增加不明显,而在4、8 mmol · L-1 Ca2 处理下活性显著增加.小麦幼苗氮同化量以4 mmol · L-1处理最大,2 mmol · L-1处理与4 mmol · L-1之间差异不显著;Ca2 浓度为8 mmol · L-1时,氮素同化量明显降低.结果揭示了小麦幼苗不同氮同化途径对Ca2 的响应不同,GS途径比GDH途径对小麦氮素同化量的增加作用更大;4 mmol · L-1对小麦幼苗的氮素利用可能是最有效的Ca2 浓度.     

施氮量对不同茬口冬小麦产量及氮肥利用率的影响

为探明不同茬口及施氮量对冬小麦产量及氮肥利用率的影响,以"豫农211"为材料,采用二因素裂区设计。主因素为玉米单作(SM)、玉米大豆间作(MS)、大豆单作(SS) 3个茬口,副因素为N0(0 kg·hm~(-2))、N180(180 kg·hm~(-2))、N240(240 kg·hm~(-2))、N300(300kg·hm~(-2)) 4个施氮量。结果表明:不同施氮水平下,与玉米单作相比,玉米大豆间作和大豆单作茬口冬小麦产量增幅分别为4.74%～10.01%、5.12%～17.05%,且均显著增加;茬口对小麦穗数及穗粒数均有显著影响,对千粒重影响不显著,与玉米单作相比,大豆单作和玉米大豆间作茬口穗数增幅分别为10%～15%、4%～19%,穗粒数增幅分别为2%～21%、4%～20%;施氮量对小麦穗数及千粒重有显著影响,对穗粒数影响不显著;不同茬口与施氮量的交互作用对穗粒数和千粒重差异均达显著水平;同一施氮处理下,茬口处理间氮肥农学利用效率和偏生产力均表现为大豆单作玉米大豆间作玉米单作,且在N180和N240水平下均达显著水平;结合施氮量与产量拟合曲线,相比玉米单作茬口,大豆单作及玉米大豆间作在保证冬小麦产量的同时降低了氮肥的投入,在生产实践中对不同茬口下小麦施氮量具有指导意义;玉米单作茬口,冬小麦最佳经济产量施氮量和最高产量施氮量分别为243和262 kg·hm~(-2);大豆单作和玉米大豆间作茬口,最佳经济产量施氮量分别为196和210 kg·hm~(-2),最高产量施氮量分别为205和222 kg·hm~(-2)。     

钙离子对盐胁迫小麦幼苗氮代谢的影响

为探讨增强小麦抗盐能力的调控途径,以普通小麦豫麦34为材料,研究了Ca2+对盐胁迫下小麦幼苗氮代谢及生长的影响.采用全营养液培养小麦幼苗至第一片叶完全展开,更换无钙营养液,并开始不同处理.处理分别为低盐胁迫(150 mmol · L-1 NaCl)、低盐胁迫+4 mmol · L-1 Ca2+、高盐胁迫(300 mmol · L-1 NaCl)、高盐胁迫+4mmol · L-1 Ca2+,以无NaCl胁迫的小麦为对照.5 d后取样,测定了氮同化酶活性、代谢物含量、积累量及幼苗生长状况.结果表明,Ca2+明显缓解了低盐胁迫对小麦幼苗的生长抑制,表现在鲜重、叶绿素及可溶性蛋白含量的增加,而对高盐胁迫下小麦幼苗的生长无明显改善效果;Ca2+改善了低盐胁迫下小麦幼苗的氮营养状况,表现在氮积累量的增加,这一效应主要是通过硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)以及异柠檬酸脱氢酶(NADP-ICDH)活性的增强而实现的.Ca2+未能改善高盐胁迫下小麦幼苗氮营养状况的主要限制因子在于NADP-ICDH活性未明显增加.     

低压喷灌对土壤-小麦系统氮素时空分布及产量的影响

为建立冬小麦节水省肥的高效灌溉模式,以传统地面灌溉方式(漫灌)为对照,研究不同水量的低压喷灌对冬小麦土壤-作物系统氮素时空分布及产量的影响。结果表明:低压喷灌显著降低了土壤紧实度,增大了开花期后土壤脲酶活性,使土壤硝、铵态氮集中分布在0～60cm的根系密集土层范围内,防止了水分和氮肥的深层渗漏;低压喷灌显著降低了氨挥发速率峰值和氨挥发总量,同时,植株冠层叶片、叶鞘和茎秆垂直分布的全氮含量及氮素转运率均大于传统漫灌,产量及水氮利用效率均有不同程度增加。在本试验条件下,低压喷灌减量15%的处理小麦产量及水氮利用效率最高,水氮损失最少。     

根施丙酸对冬小麦幼苗叶片脯氨酸代谢酶及抗旱性的影响

以冬小麦品种‘豫农211’为材料,通过设置持续12 d控水和干旱后复水2 d盆栽实验,研究根施15 mmol·L~(-1)丙酸溶液处理下小麦植株形态、叶片相对含水量、电导率、丙二醛含量对干旱胁迫的响应,以及控水和复水过程中叶片脯氨酸含量及其关键代谢酶活性的动态变化,以探明外源丙酸提高小麦抗旱性的脯氨酸代谢机制。结果表明:(1)在干旱胁迫条件下(土壤相对含水量降至20%),根施丙酸处理可显著提高小麦叶片相对含水量,并显著降低叶片相对电导率和丙二醛含量(P0.05);丙酸处理组小麦幼苗萎蔫程度明显低于同期对照,地上部生物量积累量比对照增加了13.3%。(2)根施丙酸处理的小麦叶片脯氨酸积累量在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量降至45%～55%)显著高于对照,且随着干旱胁迫程度的加剧(土壤相对含水量降至20%以下)脯氨酸含量仍能稳定维持在正常水平(300μg·g~(-1)左右),而对照叶片脯氨酸含量则呈急剧上升的趋势;复水处理后,丙酸处理的小麦植株中叶片脯氨酸含量能迅速恢复至正常水平。(3)在整个控水至复水过程中,小麦叶片脯氨酸合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸σ-氨基转移酶(σ-OAT)活性均呈现先升后降的变化趋势,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性呈现先降后升的变化趋势,而脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶(PDH)活性呈增加趋势。研究认为,在干旱胁迫条件下,根施丙酸能够通过调控脯氨酸代谢过程中的合成和降解途径关键酶活性来维持叶片细胞内脯氨酸水平稳定,有效减轻叶片水分散失和过氧化伤害程度,从而提高冬小麦幼苗的抗旱性。