植物基因工程应用于杂草综合管理的新策略

杂草与农作物竞争阳光、水分和营养物质,造成农作物减产;化学除草剂的过度使用引发了严重的生态后果;杂草还可能从近缘的转基因作物中获得某些抗性性状,转变成“超级杂草”,这些都增加了杂草管理的难度及复杂性。近年来应用先进的分子生物学及基因工程技术,人们已分离出许多目的基因,如各种器官或组织特异性启动子、细胞毒素基因、可提高作物活力的优势基因及异株克生化合物生物合成途径的关键基因等。运用这些基因可建立杂草综合管理的新策略：①向作物中导入“终止因子”或开花抑制因子,当作物与近缘杂草杂交后,所形成的后代变成一种“自杀杂草”而不能存活;②控制某些性状的基因对作物是有益的或中性的,而对杂草是有害的,将这些杂草的“不适应因子”基因导入作物后,作物与杂草杂交产生的后代将缺乏竞争力和适应性,同时这种“不适应因子”在杂草群体中传播又可造成整个杂草种子库的衰减;③通过遗传工程改良各种生物控制剂,如特异性侵染杂草的细菌、真菌病毒、昆虫等病原物,从而可直接将杂草杀死或降低其适应性;④将一些能增加作物活力和部分力的优势基因导入作物中,可促进作物更有效地与杂草竞争;通过遗传工程改良那些能专一性地促进作物生长的微生物也会增加作物的竞争力;⑤利用异株克生现象,开发能抑制杂草生长的作物品种,并采用转基因技术将控制异株克生化合物产生的全套代谢途径或某一关键步骤导入目标作物中,可提高作物的异株克生潜能。这些新策略的实施,将运用分子标记及其辅助育种、基因图谱克隆、基因沉默以及基因芯片技术等DNA操作技术。     

大气气溶胶增加对作物的影响研究进展

大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物总称。近年来空气污染带来了一些区域大气气溶胶浓度上升明显,一定程度上对作物生长环境带来影响。国内外关于大气气溶胶增加可能对作物产生的影响表现在:(1)大气气溶胶增加会导致直接辐射减少,而散射辐射可能会有一定程度增加;散射辐射增加有利于一些作物整个冠层光合能力的提高。(2)大气气溶胶带来辐射的改变也会影响近地面小气候环境,尤其是大气昼夜温度变化,从而影响作物干物质积累;而辐射与温度的改变同时也会影响农田蒸散和最终水分利用效率。(3)大气气溶胶形成的干沉降会停留在叶片表面,减少光合有效辐射到达叶片的量,同时对作物叶片结构和功能产生直接影响。在总结国内外研究进展基础上,提出未来关于大气气溶胶增加对作物影响需要进一步明确大气气溶胶带来的作物生长环境改变对作物碳同化、积累和消耗的影响以及直接和散射辐射比例改变如何影响作物光合和蒸腾的相互关系,通过全面系统的研究大气气溶胶对作物产量形成的影响机制,提出有针对性的田间应对技术。     

薄膜包装对于柿果冷藏生理及品质变化的影响

冷藏条件下采用有孔的聚乙烯薄膜为包装材料贮藏‘尖柿’,研究了聚乙烯薄膜的保湿作用对果实质地、生理生化,以及失重、失鲜等变化进程的影响。结果表明：薄膜包装能有效地防止蒸腾失水、显著抑制失重率增加,减缓硬度下降,推迟呼吸、乙烯峰到来的时间,并降低峰值,抑制细胞膜透性的增大,使果实保持光洁、饱满的外观形态,县有良好的商品性。     

彩色作物种质资源在美丽乡村建设中的应用探讨北大核心CSCD

彩色作物种质资源兼具实用与美观特性,是作物种质资源中的重要组成,也成为促进农业产业发展、传统文化创新、乡村旅游发展的有力支撑。丰富多元的彩色作物,增添了乡村的艺术色彩,成为一道靓丽的风景。在美丽乡村设计中科学应用彩色作物资源,既可以丰富作物种质资源,利于保护遗传多样性,又可以融入乡村美丽的自然风光,推动农旅融合发展,从而助力乡村振兴战略的深入实施。     

Cu、As对作物种子萌发和幼苗生长影响的研究

通过水培实验研究了Cu、As污染对作物种子萌发、幼苗生长及部分酶活性的影响。结果表明,Cu,As污染明显抑制黄豆种子萌发、幼苗生长,对作物种子萌发时的呼吸强度、酶活性有显著的抑制作用,且随着Cu、As浓度的增加,抑制作用增强,呈负相关;而POD活性则随污染物浓度的增加而增加,呈正相关。     

间套作提高农田水分利用效率的节水机理

综合国内外多学科的研究成果,从地表水向土壤水的转化效率、农田水分的有效性、植物冠层结构、灌溉用水量和作物产量等方面,论述了间套作提高农田水分利用效率的节水机理.结果表明:间套作能够促进植物根系对农田水分的充分利用,有利于增加根层土壤的贮水量;间套作一方面减小棵间蒸发、抑制无效蒸腾,另一方面优化作物系统的源-库关系,创造出有利于植物生长发育的小气候,为资源在时间和空间上的集约利用和高产打好基础,在不增加农田灌溉水的同时大幅度提高单位面积产量,促进作物水分利用效率明显提高.     

活性X-3B红染料对作物生态毒理指标影响的比较研究

采用作物种子暴露实验 ,研究了小麦、白菜和水稻等 3种不同作物对活性X 3B红染料污染暴露的生态毒理学指标 .结果表明 ,小麦、白菜和水稻对活性X 3B红染料污染暴露的反应各异 ,具体表现为对3种作物的种子发芽抑制半效应浓度分别为 896 5、70 10和 75 14mg·L-1,对根伸长抑制的半效应浓度分别为 6 5 34、5 882和 45 70mg·L-1;这 3种作物在从种子萌发起至第 7天时去残余种子或种皮后的鲜生物量、干生物量均随活性X 3B红暴露浓度的增加而降低 ,但鲜生物量的降低率普遍高于干生物量的降低率 ;当作物种子暴露于高浓度 (4 5 0 0和 5 0 0 0mg·L-1)的活性X 3B红时 ,小麦生物量受该有机染料污染暴露的影响最为敏感 ,水稻其次 ,白菜最为迟钝 ;就小麦、白菜和水稻等 3种作物对活性X 3B红染料污染暴露的抗性而言 ,小麦最强 ,白菜次之 ,水稻最弱 .     

海藻肥料的应用前景

利用海藻的特殊生化特性和各种有效成分来影响陆生植物的生长,早已引起海藻学家和农学家的关注,自上世纪60年代以来,海藻肥料在农业上已被广泛应用。海藻肥料可施用于粮食作物、果树、蔬菜、花卉、苗木和草坪等,能明显提高某些作物的产量,改善植物的品质,延长果实的生命期,增加作物的耐寒性,并能杀死和抑制病虫害。     

锌胁迫对彩色豆马勃体内锌的分布和活性形态及其抗氧化系统的影响

彩色豆马勃Pisolithus tinctorius可广泛与林木建立外生菌根,其共生可促进植物生长,提高植物对重金属的耐受性。然而,关于彩色豆马勃对重金属锌(Zn)胁迫的生理响应还不完全清楚。本研究在纯培养条件下,测定了Zn胁迫对彩色豆马勃生物量、Zn的活性形态和亚细胞分布,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)和黑色素含量的影响。结果表明,Zn胁迫抑制了彩色豆马勃的生长,在浓度为563 μmol/L时,达到半数最大抑制浓度(IC₅₀),在浓度为600 μmol/L时,生物量降低42.6%。Zn在彩色豆马勃中以活性较低的草酸盐、难溶于水的磷酸盐、果胶酸盐以及与蛋白质呈结合态或吸着态的形式为主。Zn胁迫显著提高了彩色豆马勃菌丝中CAT、POD和SOD活性,增加了GSH和黑色素含量,但对AsA的含量没有显著影响。本研究表明,彩色豆马勃主要通过调节Zn的分布及抗氧化系统,增加黑色素含量,增强对Zn的耐受性,为外生菌根真菌修复重金属污染土壤提供了理论支持。     

间套作控制作物病害的机理研究进展

合理间套作是抑制植物病害流行的天然屏障,利用间套作持续控制作物病害是国内外近年来的研究热点。目前,有关间套作的研究主要集中在田间作物搭配模式、光热和养分资源高效利用、病害控制效果及产量优势等方面。然而,有关间套作控病机理尚缺乏系统总结。本文首先综述了间套作对气传病害和土传病害的控制效果;其次,从寄主作物抗性、病原菌和环境(土壤及田间小气候)三方面阐述间套作控制病害的机理,主要为:(1)合理间套作促进养分吸收利用,改善寄主作物的生理生化特性,进而提高寄主作物的抗病性;(2)间套作一方面增加地上部作物多样性,形成物理屏障阻挡病原菌的传播,另一方面增加地下部根系分泌物的多样性,对病原菌进行化感抑制,降低病原菌的存活与侵染;(3)间套作改变田间小气候(田间湿度、温度和通风等)及土壤微生态环境(微生物区系、群落结构和土壤酶活性)而增强间套作的控病效果。最后,讨论了当前间套作与病害控制研究方法的局限性,并展望了间套作控制病害的未来研究方向。     

覆盖作物的种植现状及其对下茬作物生长和土壤环境影响的研究进展

覆盖作物指的是在农业生产间隙种植,使土壤在时间或空间上减少或避免裸露的一种作物。其能使农田土壤免受风蚀、水蚀和人为扰动的影响,被认为是一种新型的保护性耕作方式。本文简要介绍了农田覆盖作物的种植管理情况,包括种植品种、耕作模式和绿肥作物的灭生还田方式等,可为推广覆盖作物在农田休闲期的高效大面积种植提供参考。基于国内外研究综述了绿肥种植对经济作物、土壤质量、杂草抑制、温室气体排放和土壤微生物等的影响及研究进展,阐明了覆盖作物对农田生态系统的诸多益处。尽管覆盖作物存在局限性,例如短期收益不明显、管理措施不当会造成作物减产等,但其在改善土壤质量、实现农业可持续发展方面仍然具有重要的应用价值。     

有机肥施用对土壤环境潜在风险研究进展

施用有机肥是培肥地力、改良土壤的重要方式, 有机肥在提高土壤供肥能力和作物产量、改良作物根际生态环境、改善作物的营养品质及抑制病虫害发生等方面具有重要作用, 但施用有机肥也会带来一定的土壤环境风险。对规模化养殖来源为主的有机肥施用带来的土壤环境的风险进行了综述。未腐熟的有机肥施入农田易出现烧苗、病虫害等问题, 对农田作物环境造成不利的影响; 规模化养殖场畜禽粪便生产的有机肥存在重金属、抗生素和激素残留的现象, 施入农田具有一定的重金属和有机污染物污染的风险; 此外, 有机肥的不合理的施用还存在农田氮磷流失, 可能会对水体造成富营养化的风险。通过分析有机肥对土壤肥力及环境风险的影响, 为农业生产中有机肥的合理施用提供借鉴, 在降低环境风险的同时达到培肥土壤与提高作物产量和品质的目的。     

简讯

<正> 由河南农学院植保系编绘,河南科学技术出版社出版的《植物保护彩色挂图》八套,包括地下害虫、麦类作物病虫害、水稻病虫害、旱粮作物病虫害、棉花病虫害、油料作物病虫害、薯类作物病虫害及烟草病虫害。共33幅,已正式出版。既适合农民、基层植保工作者在生产中指导病虫害防治工作使用,也适合农业科技培训班、农民夜     

外来杂草反枝苋对农作物的化感作用及其风险评价

利用改进的差时播种共培法,以麦田伴生恶性杂草播娘蒿为对照,在实验室条件下研究反枝苋根系分泌物及其不同浓度残枝浸提液对小麦、玉米、油菜种子萌发及生长的影响.结果显示:(1)反枝苋幼苗的根系分泌物能够显著抑制作物根长和苗高的生长;(2)反枝苋不同浓度浸提液均能抑制作物种子的萌发,其抑制作用随浓度的增加而增强;(3)除0.025 g·mL-1处理对小麦根长和苗高、玉米苗高有促进作用外,其余各浓度反枝苋浸提液对作物幼苗的根长和苗高有不同程度的抑制,且对根长的抑制作用更强;(4)反枝苋对作物幼苗的抑制作用强于恶性杂草播娘蒿,风险评估定量分析结果认定反枝苋为陕西省高度危险性植物.     

正交试验分析不同作物的产量、含硒量与土壤酸碱度、硒酸盐、亚硒酸盐含量的相关性

采用正交试验研究了碎米荠、韭菜、大豆、马铃薯的产量、含硒量与土壤酸碱度、硒酸盐、亚硒酸盐含量的关系。结果表明:影响作物含硒量最大的因素是作物品种,不同作物间差异极显著。在土壤中施用硒酸钠和亚硒酸钠均能够提高作物含硒量,用量均以1.0 mg/kg为宜;硒酸钠会使作物产量降低,用量过高使作物硒吸收总量下降;土壤pH值增加有利于植物对硒的吸收,但综合考虑作物产量、含硒量和硒摄入总量,土壤适合的pH值应在6.7～7.9之间。     

细菌生物薄膜相关感染的靶向治疗

细菌依其生存的环境不同能够在生物薄膜和浮游细菌两种生存形式之间转换。细菌生物薄膜的形成导致对抗生素治疗的低敏感性,是慢性感染过程中的重要因素。细菌生物薄膜形成过程涉及多种因素,相当部分已被证实为抑制生物薄膜形成的潜在靶点。本文主要就近几年抑制生物薄膜形成的靶点筛选作一介绍。     

非线性模型在蛋白质薄膜厚度测定中的应用

分子通过测定蛋白质薄膜厚度变化而定量地研究生物分子间的相互作用,探讨了基于光学干涉光的薄膜厚度的测量方法,借助于在玻璃基底表面沉积的聚苯乙烯薄膜对噪声的抑制,使用非线性回归模型对生物传感器的检测信号进行了分析。通过反射干涉光谱光测定到乙型肝炎表面抗原在聚苯乙烯－玻璃表面的吸附使薄膜厚度增加了３．３ｎｍ。随着５μｇ／ｍｌ,１０μｇ／ｍｌ,２０μｇ／ｍｌ,３０μｇ／ｍｌ和５０μｇ／ｍｌ浓度的乙型肝炎表     

地膜覆盖对土壤水温和春小麦产量形成的影响

通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响．结果表明,地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈“U”型变化,地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量,利于作物利用．地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用,在生育后期覆膜,作物根系发育受到抑制,作物蒸散量和水分利用效率下降,影响产量的形成．对照(CK)、播前灌水(W)、全程覆膜(M)、播前灌水 覆膜30d(WM30)、播前灌水 覆膜60d（WM60)及播前灌水十全程覆膜(WMw)6个处理的产量分别为2554、2424、2750、3138、3305、3123kg·hm^-2,最佳覆膜时间在40—60d．     

光照条件对土壤—植物系统氮素状况影响的研究

应用盆栽试验 ,通过调节不同光照强度并控制其它条件相互一致的条件下 ,研究了光照条件对土壤 植物系统N素状况以及作物 (莴笋 )产量的影响 .结果表明 ,光照强度的改变会引起作物生长状况的相应变化 ,同时也导致土壤N素 (NH 4 N、NO-3 N)状况、作物吸收N量以及作物对N素吸收速度等的改变 .在试验所处的光照强度范围内 ,光照较强时 ,则作物吸收N素的速度较快、吸收N量增加 ,且产量高 ,但土壤中相应的N素含量(NH 4 N、NO-3 N)则只能维持在相对较低的水平 ;光照较弱时 ,则出现与此相反的情况 .     

设施作物响应UV-B辐射的研究进展

基于生态学和能量角度,早期对增强UV-B辐射影响植物生长发育及光合能力的报道多为负面性报道,例如,损伤DNA、改变蛋白质结构;增加活性氧及细胞膜透性;破坏光合作用;使植株矮化、株型缩小,抑制生长等。然而,UV-B并不是只对植物有不利影响,特别是在设施内UV-B不足或缺乏的情况下,适量补充反而有利于作物体内修复机制的激活,表现出对生长、产量和品质的正向调控。本文综述了设施栽培作物的信号转导、次生代谢物质、光合能力、生长发育、果实品质及产量等响应UV-B的研究进展,以期为设施栽培生产中UV-B的合理利用提供参考。