前期研究证明糖原合成酶激酶(GSK3β)在花生黄曲霉敏感品种中上调表达。本研究对花生黄曲霉抗性品种和易感品种发育种子表达的GSK3进行了生物信息学和定量PCR的分析验证。结果表明,在抗性品系中,GSK3β基因在小果时期上调表达。由于GSK3β是油菜类甾醇信号传导的负调控因子,在细胞延长中起着抑制作用。因此推测GSK3β在花生果实发育中是种子和果实大小的抑制因子,与黄曲霉抗性有间接或直接的关系。

以辽细辛精油为材料,以黄瓜灰霉病菌为靶标,采用干菌丝和鲜菌丝两种处理方法,测定了辽细辛精油对黄瓜灰霉病菌菌丝体电导率的影响,结果表明,无论是干菌丝还是鲜菌丝,精油处理后灰霉病菌菌丝体的电导率均随着精油处理浓度的加大而提高、随处理时间的延长而提高。说明辽细辛精油对黄瓜灰霉病菌菌丝体细胞膜的通透性具有一定影响,可引起细胞膜的伤害,造成膜功能的紊乱。结果还表明,采用鲜菌丝处理法、处理时间为12～24 h时,测定结果比较理想。该结果为进一步研究辽细辛精油的抑菌机理奠定了基础。

本研究对15株河北青县黄瓜棒孢叶斑病病原菌多主棒孢菌Corynespora cassiicola的形态学特征、分子类群及在不同寄主上致病力分化的相互关系进行综合研究。由16对ISSR随机引物对15株供试菌株进行ISSR标记分析,得到92个多态性位点,所有菌株划分为2个分子类群,遗传相似性系数为0.82。结合形态特征的比较和致病力鉴定结果,发现多主棒孢菌的显微特征和培养性状丰富;所有菌株对黄瓜致病力较强,而在番茄和茄子上的致病力存在显著的差异。ISSR分子类群同菌株的致病力和显微特征具有显著的相关性,分子类群Ⅰ的菌株多为2009年采集的,以圆柱形孢子为主,对3个寄主的致病力显著高于类群Ⅱ的菌株。

研究内蒙古西部马铃薯主产区马铃薯晚疫病菌的交配型组成及对3种常用杀菌剂的敏感性,为生产上防治马铃薯晚疫病提供依据。2008年从内蒙古西部马铃薯主产区分离94个马铃薯晚疫病菌株中,测定其交配型,结果表明,82株为A1交配型,占被测菌株的87.2%;8株为A2交配型,占被测菌株的8.5%;4株为A1A2交配型,占被测菌株的4.3%;13株为自育型,占被测菌株的13.8%。其中,在呼和浩特地区有7株A2交配型,在乌兰察布有1株,说明在内蒙古西部马铃薯产区均存在A2交配型。94个菌株对甲霜灵的敏感性测定表明,表现高抗的占91.49%,中抗占8.51%,没有发现敏感菌株。同时发现甲霜灵可刺激某些抗性菌株的生长。试验还测定了14株菌对烯酰吗啉和28个菌株对霜霉威盐酸盐.氟吡菌胺(银法利)的敏感性:其中晚疫病菌对烯酰吗啉的EC50值分布于0.002～0.021μg/mL,平均EC50值为0.005μg/mL;对霜霉威盐酸盐.氟吡菌胺(银法利)的EC50值分布于0.081～0.192μg/mL,平均EC50值为0.143μg/mL;所测菌株对2种药剂全部表现敏感,且烯酰吗啉和银法利与甲霜灵均无交互抗性。

为了解黄瓜中ppc基因在各组织的转录水平及不同光强对叶片中该家族基因转录水平的影响,本研究对已克隆得到的Cs-ppc1、Cs-ppc2和Cs-ppc3基因的转录水平进行荧光定量PCR分析。Cs-ppc1和Cs-ppc3在多个组织中的表达量均较高,Cs-ppc2基因的组织表达差异性较大,花中的表达量高而在其他组织中的表达量均很低。对光强的响应中,Cs-ppc1的表达量及生物周期受光强的影响比其他两个Cs-ppc基因明显。Cs-ppc2基因的组织表达差异性较大,可能在花发育过程中发挥重要作用,而推测Cs-ppc1在适应不同光强调节的过程中发挥着重要作用。

二脂酰甘油酰基转移酶是催化甘油三酯合成最后一步反应的关键酶,包括DGAT1和DGAT2两种;阐明其在发育过程中的表达规律,对于找到控制猪脂肪沉积能力的基因十分必要。运用实时荧光定量RT-PCR的方法,对60,90,120日龄金华猪肝脏、皮脂和眼肉中DGAT的mRNA表达量进行了分析,同时分析了DGAT基因mRNA表达量与肌内脂肪的相关性。结果表明,金华猪DGAT1、DGAT2基因在不同日龄的表达差异均不显著(P>0.05);在肝脏、皮脂和眼肉中,DGAT1基因表达差异均极显著(P<0.01);皮脂与肝脏、眼肉的DGAT2基因表达差异均极显著(P<0.01),而肝脏与眼肉的DGAT2基因表达差异不显著(P>0.05);而且各日龄均是皮脂中DGAT1、DGAT2基因表达量最高,肝脏次之,眼肉中最低。提示DGAT2基因在猪脂肪沉积中发挥着比DGAT1更重要的作用。研究还发现,DGAT1和DGAT2基因表达量与肌内脂肪含量无显著意义的相关(P>0.05)。

Dirigent-like基因(DIR)编码蛋白质参与木质素的形成,与植物体的病菌防御有关。本研究以抑制差减杂交(SSH)技术获得DIR的EST为信息探针,对棉花EST数据库进行同源搜索和序列拼接,获得了全长为768 bp的DIR基因cDNA全长,将该基因命名为GhDIR。该基因序列的开放阅读框(ORF)位于70～594 bp,推测编码175个氨基酸残基的蛋白。用陆地棉基因组DNA和cDNA分别进行了PCR扩增验证,克隆测序结果表明,所得GhDIR序列与电子克隆序列完全一致,没有内含子。序列比对和系统进化分析表明,该基因与海岛棉的同源序列表现了最高的相似性,与其他双子叶植物同源序列的相似性次之,而与单子叶植物同源序列的相似性较远。实时定量PCR表达谱分析表明,该基因在陆地棉幼苗根部受黄萎病菌诱导表达。

探讨了野生毛百合甘油-3-磷酸酰基转移酶活性在冷胁迫下的变化,用简并引物扩增了甘油-3-磷酸酰基转移酶基因保守区序列的结果表明,该保守区段长744 bp,推测编码247个氨基酸。在GPAT氨基酸序列中存在1个高度保守的区域(WIAPSGGRDRP),在NCBI上经过BLASTp比对分析,发现这段保守区序列为LPLAT基因超级家族酶类的催化活性区,此家族多为催化酰基辅酶A(acylCoAs)或者酰基载体蛋白(acylACPs)中的酰基与受体蛋白结合的酰基转移酶类。此序列Genbank登录号为HQ654523。

根据PVY、PVS和PLRV外壳蛋白(Coat protein,CP)基因序列的保守区域设计各自的引物,利用三重RT-PCR技术实现了在同一反应体系中同时扩增出3种病毒产物。PVY、PVS和PLRV扩增产物测序长度均与目的片段的长度相符,分别为781,181,364 bp;各种病毒产物的测序结果同GeneBank中的序列比对后的同源性均高达95%以上。将3种病毒的RNA稀释后进行RT-PCR,PVY、PVS和PLRV的最低检测含量分别为4.5 pg/μL～4.5 fg/μL、3.7fg/μL和4.6 fg/μL。三重RT-PCR为检测单独或复合感染PVY、PVS和PLRV的马铃薯材料,提供了一种方便、高效的分子学方法。

克隆了与草莓成熟有关的乙烯受体Ers1基因片段,为进一步研究Ers1基因功能并通过基因技术改善草莓贮运性能奠定基础。以全明星草莓成熟果实中分离得到基因组DNA为模板,经PCR扩增到一条约700 bp的特异片段,将该片段克隆到PEGM-T easy vector上经测序分析,基因全长667 bp,编号222个氨基酸。序列分析结果表明,该序列与Chandler-Ers1的cDNA序列同源性99%,氨基酸序列同源性98%。

以玉米自交系丹黄25为试材,用农杆菌介导法将玉米淀粉分支酶SBEIIb基因转入玉米中,探讨了农杆菌介导玉米愈伤组织转化的影响因素。结果表明:愈伤组织经过9 d的继代,菌液中乙酰丁香酮(AS)浓度为10 mg/L,侵染时间为20 min,共培养60 h为最佳转化条件。获得的4株再生植株经PCR分析鉴定,其中3株表现阳性,证明外源基因已经整合到玉米基因组中。

亚麻显性雄性核不育基因对亚麻育种以及杂种优势的利用具有相当重要的作用,为更好地利用这一优良生物性状,很有必要对其相关基因进行标记、克隆和序列分析。通过使用252条10-mer的随机引物对遗传背景相似的兄妹杂交分离出的17对可育株和不育株亚麻进行RAPD分子标记,得到三条差异片段,通过回收、克隆及测序,然后用BLAST进行序列分析以及对比研究,发现这3条差异片段与水稻不育基因具有同源性,因此推测其与亚麻显性雄性核不育有关。

利用来源于栽培番茄9706和野生契斯曼尼番茄LA0317杂交后的130个BC2S4株系为群体,采用营养液栽培法,在盐胁迫与非胁迫环境下分别对株高、茎粗、根鲜质量、根干质量、地上鲜质量、地上干质量以及耐盐级数进行了QTL分析。盐胁迫环境中检出13个QTL:株高2个;茎粗2个;根鲜质量2个;根干质量2个;地上鲜质量3个;地上干质量2个。非盐胁迫环境中检出32个QTL:株高6个;茎粗2个;根鲜质量6个;根干质量6个;地上鲜质量6个;地上干质量6个。另外,在盐胁迫条件下利用耐盐级数定位到2个耐盐性QTL,分别位于第3,6染色体上。通过盐胁迫与非胁迫下的QTL对比研究发现,第2,3,8染色体上的QTL仅在盐胁迫条件下能检测到,第9,12染色体上的QTL仅在非盐胁迫条件下能检测到,不同性状间的QTL存在共定位现象。同时,研究获得了5个表型和QTL分析均极耐盐的育种材料,可用于番茄耐盐新品种选育。

检测FSHβ和PRLR基因多态性及其对豫南黑猪和3个引进猪种产仔性能的影响。采用PCR-RFLP方法,对豫南黑猪、杜洛克猪、长白猪和大约克夏猪4个猪种进行FSHβ基因和PRLR基因多态性检测,并采用最小二乘法分析其对产仔性能的影响。结果表明,对于FSHβ亚基基因,豫南黑猪在初产总产仔数与产活仔数方面,基因型CC型比AC型的分别多2.67,2.79头(P<0.05);在经产总产仔数和产活仔数方面,基因型CC型比AC型分别多2.03和2.14头(P<0.05);而引进猪种基因型对产仔数没有显著差异。对于PRLR基因,豫南黑猪不同基因型对产仔数没有显著影响,但呈现BB型>AB型>AA型的趋势。而引进猪种在经产总产仔数与产活仔数方面,BB基因型比AB基因型平均多产2.04,2.47头,差异显著(P<0.05)。因此,将FSHβ基因和PRLR基因作为猪繁殖性能的候选基因,可能有利于其繁殖性能的提高。

采用RT-PCR技术自豫南黑猪脾淋巴细胞中扩增猪IL-2基因(pIL-2),RT-PCR产物进行T-A克隆并测序,获得了猪IL-2基因序列。将BamHⅠ酶切的猪IL-2基因非定向克隆到BamHⅠ酶切并去磷酸化的pSY538载体上,通过PCR、酶切和测序鉴定,筛选正向插入的重组质粒pSY538/pIL-2。NotⅠ酶切pSY538/pIL-2后,得到含有双启动子LP2和EP2的猪IL-2基因片段,将其亚克隆到含有LacZ基因的pSY681载体上,筛选正向插入的重组禽痘病毒转移质粒pSY681/pIL-2。测序结果表明,克隆的豫南黑猪IL-2基因长482 bp,包含1个完整读码框(465 bp),与GenBank中其他5条猪IL-2基因核苷酸同源性为99.9%。重组质粒pSY681/pIL-2经酶切、测序鉴定,证实含有目的片段,且连接、构建正确。成功构建了重组禽痘病毒转移质粒pSY681/pIL-2,为猪IL-2生物学功能的进一步研究和开发奠定基础。

肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Escherichia coli)O157:H7是食源感染的人兽共患病原菌。志贺毒素(Shiga toxin,Stx)、溶血素(haemolysin,Hly)和ToxB是O157:H7重要的毒力因子。选用自杀性质粒pMEG375,体外构建具有同源臂的重组自杀性质粒,借助于sm10宿主菌获得O157:H7杂交菌株,通过同源重组,依次获得O157:H7(△hly△stx△toxB)基因缺失株,△hly△stx△toxB接种HEp-2细胞和感染链霉素处理的Balb/c小鼠,明确缺失株粘附定植的能力。经PCR鉴定,hly、stx和toxB基因分别被壮观霉素(Spc+)、庆大霉素(Gm+)和卡那霉素(Kan+)基因表达盒所代替,Western blot鉴定结果显示,O157:H7(△hly△stx△toxB)检测不到相应的Stx、Hly和ToxB蛋白。O157:H7(△hly△stx△toxB)生长特性与亲本株无明显差异。对于HEp-2细胞的粘附能力明显降低。Balb/c小鼠排菌时间和排菌量明显减少和降低。本研究成功获得O157:H7(△hly△stx△toxB),并且明确Stx、Hly和ToxB的缺失导致了O157:H7对HEp-2细胞和Balb/c小鼠的粘附和定植能力降低。本研究旨在为研制EHEC O157:H7基因缺失疫苗奠定物质基础。

旨为制备兔抗类猪圆环病毒因子P1的特异性抗体,对其在病原学方面的应用进行研究。采用人工合成选定的表位肽,将其与载体蛋白KLH偶联后免疫新西兰大白兔制备抗P1多克隆抗体,通过免疫组化对该多抗与P1的反应性进行检测。获得了抗P1多克隆抗体;免疫组化结果显示抗体可与P1病毒蛋白出现特异性反应。偶联后的P1表位肽具有免疫原性,可用于制备相应的抗体;制备的抗体特异性良好,可用于P1病原学方面的研究。

为建立快速、特异的分离鉴定大肠杆菌O157∶H7的多重PCR方法,根据GenBank上已发表的大肠杆菌O157∶H7菌体抗原和鞭毛抗原的基因序列(rfbE和fliC基因)设计2对特异引物,分别建立针对rfbE、fliC基因的单一PCR方法;通过优化扩增条件,进一步建立可用于动物粪便检测的大肠杆菌多重PCR方法,并进行特异性和灵敏性试验,同时还初步应用到临床样品的检测中。结果表明:所建立的多重PCR方法能同时扩增出rfbE基因(327 bp)和fliC基因(247 bp)的特异性片段,特异性结果显示其他非大肠杆菌O157∶H7的扩增结果均为阴性,表明该方法有较高的特异性;灵敏度试验结果显示细菌纯培养物的检测灵敏度为102cfu/mL。通过试验初步建立了快速、灵敏、特异的检测大肠杆菌O157∶H7的多重PCR方法,为从动物粪便中分离鉴定大肠杆菌O157∶H7提供了一种简单、灵敏的试验方法,可用于临床动物携带大肠杆菌O157∶H7的分子流行病学调查。

以牡丹基因组DNA为模板,采用L16(45)正交试验设计对影响目标起始密码子多态性-聚合酶链式反应(SCoT-PCR)的五因素(Taq酶用量、Mg2+浓度、模板DNA用量、dNTPs浓度和引物浓度)进行优化试验,建立了优化的牡丹SCoT-PCR反应体系:Mg2+2.50 mmol/L、dNTPs 0.25 mmol/L、引物0.60μmol/L、Taq DNA聚合酶0.50 U、模板DNA 1.00 ng/μL,1×PCR-Buffer,总体积20.00μL。比较各因素对扩增反应的结果,其中以Mg2+浓度的影响最大,DNA模板用量的影响最小。运用牡丹17个品种验证了该体系稳定可靠,并从36个SCoT引物中筛选出扩增条带清晰、多态性丰富的24个引物。这一体系的建立及多态性引物的筛选为今后利用SCoT标记技术对牡丹进行相关研究提供了科学依据。

对不同年份、不同地点种植的油菜育种材料进行小孢子产胚率鉴定,并以11种不同基因型的甘蓝型油菜品系为供体材料,在武汉田间,分别于初花期和盛花期分离培养小孢子,研究基因型、生态条件、开花时间对小孢子产胚率的影响及秋水仙碱处理的加倍效果,通过采用流式细胞仪测定小孢子再生苗的DNA含量鉴定其倍性,并种植验证。结果表明:相同基因型在不同生态条件下种植及不同基因型间产胚率差异很大,西宁春播种植产胚率显著高于武汉秋播种植;大田条件下,初花期分离的小孢子产胚率显著高于盛花期。不同基因型油菜小孢子再生苗的自然加倍率也有差异,变异幅度为8.62%～20.88%。用50 mg/L秋水仙碱处理小孢子可以显著增加二倍体再生苗数量,加倍率最高可提高3倍以上,达到60%～77.59%。利用流式细胞仪测定小孢子再生苗的DNA含量鉴定再生植株的倍性与田间鉴定结果一致,可以作为小孢子再生植株早期倍性鉴定的有效手段。

对分离得到的两个菌株(B.H和B.M)进行鉴定,并对它们在芽孢杆菌培养基和淀粉富集培养基上的形态进行观察,通过对其16S rDNA序列的分析,构建系统进化树,确定B.H为枯草芽孢杆菌,B.M为解淀粉芽孢杆菌。根据已报道的枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌淀粉酶基因保守区域设计引物,分别以两个菌株的基因组DNA为模板,采用PCR扩增的方法成功获得两个淀粉酶基因,其编码区的长度分别为1 434 bp和1 563 bp,为该菌株的进一步利用开发提供了数据支持。

MYB蛋白是植物体中一类重要的转录因子,广泛参与植物生理代谢和发育过程的调节。本研究对利用RACE-PCR分离克隆的MYB转录因子基因GmMYBJ7的功能进行了初步研究。Norhern杂交对GmMYBJ7在不同组织中的表达情况进行了检测,结果只在茎、叶中检测到了GmMYBJ7的表达;酵母表达结果显示,GmMYBJ7具有明显的转录激活功能,β-半乳糖苷酶活性为24.31 U;半定量RT-PCR检测显示,在表达GmMYBJ7的转化烟草中,类黄酮代谢途径中的苯丙氨酸氨基裂解酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)等关键酶的表达显著降低,结果表明,GmMYBJ7可能参与植物类黄酮合成的调控。

为加快谷子杂种优势利用的研究进展、寻找谷子光敏雄性不育基因,利用SSR方法对谷子光敏雄性不育基因进行了分子标记。首先用166对引物在谷子光敏不育系GM与恢复系恢东1号两亲本间进行了筛选,其中有61对引物在亲本间存在差异;经F2群体153株单株验证后,仅有一对引物b159和目标基因连锁;通过Kosambi函数计算,其连锁距离为13.5 cM,位于第6条染色体。

通过对板栗杂交后代株产、单粒重等形态特征及坚果总糖、淀粉、蛋白质含量等主要营养成分的测定,研究了板栗杂交后代坚果表型性状的遗传变异。结果表明,所有杂交后代性状差异显著,坚果高度、宽度与淀粉含量、水分含量、蛋白质含量等性状无论在总体水平还是各杂交组合内部均小于10%,是相对稳定的植物学性状,坚果厚度与脂肪含量变异系数也低于15%,也比较稳定;而株产、平均单粒重及总糖含量、粗纤维含量等性状在总体水平上高于15%,总糖含量变异系数甚至在50%以上,遗传多样性丰富,在其中选择特异性状单株具有很大潜力;分析还发现,母本(雄性不育板栗种质)相同,父本不同,杂交后代单株产量变异系数近似,而平均单粒重变异系数差异较大;父本(河北短丰)相同,母本不同,杂交后代株产与平均单粒重变异状况则相反,推测其与母本生物学特性及父本花粉直感效应有关;根据表型性状变异分析结果,本研究筛选出3个分别具有丰产、高糖、大果性状的单株。

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,小麦-簇毛麦1V异附加系和异代换系的蛋白质含量和沉降值均高,将簇毛麦1V染色体的优质基因导入普通小麦,进一步创造小麦-簇毛麦1V染色体易位系是小麦品质改良的有效途径。以小麦-簇毛麦1V异染色体系材料为基础,用普通小麦连续回交,结合原位杂交和PCR标记鉴定方法,分析1V染色体以及1V结构变异体通过雌、雄配子的传递行为。结果表明,簇毛麦1V染色体以及1V结构变异体在BC1,BC2,BC3的平均传递率均低于理论值,且随着回交世代的增加,传递率逐渐增大;至BC3,两种易位染色体通过雌、雄配子的传递均符合1∶1分离规律,而端体系和整条1V染色体传递率仍低于理论值50%;不同类型1V染色体通过雌配子的传递率在世代间相对大小是一致的,均为W.1VL>1VS.W>1V>Mt1VL>Mt1VS,并且高于通过雄配子的传递率。品质测试结果表明,1V异染色体系材料与中国春和硬粒小麦相比,蛋白质和湿面筋含量均高,可望成为当前小麦品质改良的优异资源。

以河北省粮油作物研究所选育的高蛋白大豆冀豆12号为母本,高油大豆冀黄13为父本所获得的F9重组自交系的148个株系为试验材料,构建该群体的连锁图谱,并对品质性状(蛋白质含量、油分含量),产量相关性状(株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚、无效荚、单株粒重、单株粒数)进行调查及QTL分析,结果表明,10个性状共检出15个QTL位点,其中蛋白和油份含量定位在A2连锁群上,贡献率分别为10%,16%,同时发现C2连锁群上聚集了与产量相关的位点。

采用不同能量和剂量的N+离子束,对郑58、昌7-2和K12玉米自交系的干种子进行处理,结果表明,发芽率、发芽势和农艺性状变异都有很大差异,筛选出的N+离子束注入玉米自交系最佳诱变能量30 KV和剂量7×1016N+/cm²。同时利用10对SSR引物对玉米自交系进行扩增,共检测到39个等位基因,每对引物可检测等位基因2～5个,平均3.9个。根据SSR分子标记聚类分析,诱变能量30 kV和剂量7×1016 N+/cm²是诱变效果最佳的。3个自交系中郑58对N+离子束诱导引起的变异最敏感,N⁺离子束注入玉米自交系变异的生物学效应与分子标记分析结果基本一致。

为了研究转Cry1Ac/sck基因糙米作为肉仔鸡日粮原料的营养安全性,将360只1日龄肉仔鸡随机分成3组。一组饲喂含转基因糙米日粮,另一组饲喂含非转基因糙米日粮,第三组饲喂非转基因玉米日粮。试验期42 d。测定肉仔鸡的生产性能,器官指数,屠体性状,肌肉成分,21,42 d测定生产性能,器官指数。42 d测定屠体性状和肌肉成分。结果显示,转基因糙米对肉仔鸡的生产性能、器官指数、屠体性状、肌肉成分和健康状况在试验期内未产生明显的有害影响(P>0.05)。

利用扫描电子显微镜对10个品种的长山药花粉形态进行了观察和对比研究,结果表明:长山药花粉形状为扁球形,两端平截,2沟,极轴长11.51μm(10.02～13.90μm),赤道轴长18.53μm(16.21～21.05μm),属于小型的花粉(10～25μm)。10种长山药品种花粉在极轴、赤道轴和P/E比值上均部分存在显著差异。外壁纹饰为网状、穴网状、孔穴状三类。利用SAS9.0软件,根据不同品种的长山药花粉外部形态特点,对其进行赋值,做Q聚类分析。结果表明,在遗传距离7.75时,可将10个长山药品种分为3类。第一类包括毕克齐长山药和逃墙山药,其特点为极面观近圆形,花粉较小,外壁纹饰呈孔穴状;第二类包括嘉祥细毛山药、太怀山药、侯马山药、惠楼小红皮、孙付吉山药和河北保定山药,花粉体积中等,其中太怀山药为穴网状纹饰,其他山药为网状纹饰;第三类是华县山药和日本山药-2,华县山药穴网状纹饰,日本山药-2为孔穴状纹饰。

利用不同浓度(0,0.8,1.6,2.4μg/mL)的氯化镉(CdCl2)对处理牛卵母细胞前后对其成熟率、凋亡率、Ca2+分布、线粒体膜电位、Bcl-2与Bax的基因表达的影响,初步为重金属对雌性哺乳动物生殖细胞发育及细胞凋亡机制的进一步研究打下基础。利用0,0.8,1.6,2.4μg/mL的氯化镉(CdCl2)处理牛卵母细胞22 h,统计其凋亡率及死亡率;利用Annexin V-FITC检测牛卵母细胞的早期凋亡;分别用Fluo-3/AM和Rh123检测卵母细胞的Ca2+分布及其线粒体膜电位的变化;利用RT-PCR检测促凋亡基因Bcl-2和抑凋亡基因Bax的相对表达。经过上述处理后,0.8μg/mL处理组卵母细胞的成熟率和凋亡率与对照组相比差异不显著(P>0.05),而1.6μg/mL和2.4μg/mL处理组与对照组相比差异显著(P<0.05);随着处理浓度的增加,胞浆Ca2+的荧光强度逐渐增强,线粒体膜电位逐渐下降,bcl-2与Bax的相对比值下降。CdCl2诱导卵母细胞的凋亡呈剂量效应,可以抑制卵母细胞的成熟,促进细胞的凋亡。

通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)复合胁迫下,外源施加不同浓度的硅(0,1.5,2.0,2.5 mmol/kg)对水稻幼苗生物量及地上部和地下部Cd和Zn含量的影响。结果表明,无论是在Cd和Zn单一或者复合污染条件下,不同浓度的硅处理均能显著提高水稻幼苗地上部和根系的生物量,其中以硅浓度为1.5 mmol/kg时效果最好。硅处理能显著降低植株重金属Cd和Zn的含量,但不同品种和不同处理的效果存在差异。对于品种丰华占来说,降低幼苗Cd和Zn含量幅度最大的硅浓度分别为2.0～2.5 mmol/kg及1.5 mmol/kg;华航丝苗品种则在硅浓度为2.5 mmol/kg和2.0 mmol/kg时,地上部Cd和Zn含量降低最明显,地下部则以硅浓度为1.5 mmol/kg时效果最好。Cd和Zn复合胁迫对水稻植株重金属含量的影响具有一定的交互作用,但品种间存在差异。对于地下部Zn含量,两个品种均为复合污染大于单一污染;地上部Zn和Cd含量,华航丝苗均为复合污染小于单一污染。

在网室盆栽条件下,采用3水平灌水量(40,60,80 L/株)×4水平施氮量(0,3,7,12 g/株),以烤烟K326为试验材料,研究了水氮耦合对烤烟生育期内土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性动态变化的影响。结果表明,植烟土壤4种酶活性随生育时期推进均呈先上升后下降的趋势,且在旺长期或现蕾期达最高。在相同生育时期和相同灌水水平下,随着施氮水平的提高,植烟土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均呈先增加后降低的变化趋势,且过氧化氢酶和蔗糖酶以3 g/株施氮水平下活性最高,酸性磷酸酶活性以7 g/株施氮水平达最高;而脲酶活性则随着施氮量的增加而增加,在12 g/株施氮水平下达最高。在相同生育时期和相同施氮量下,以灌水处理为60L/株和80 L/株的植烟土壤4种酶活性均较高,而低灌水处理(40 L/株)的土壤酶活性均较低。综合所有指标,在该试验条件下,当灌水量为60～80 L/株、施氮量3～7 g/株,烤烟生育期内4种土壤酶均保持较高的活性。

为探讨日光温室土壤主要盐分对作物水分吸收、保护酶、渗透调节物质以及质膜透性的影响,以辣椒品种亮剑为研究试材,比较研究了50,100,150,200 mmol/L的KNO3,K2SO4及其混盐处理对辣椒幼苗茎叶和根系含水量、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)和可溶性糖渗透调节物含量以及丙二醛(MDA)和渗透电解率质膜透性的影响。结果表明:随着盐处理浓度的增加,辣椒幼苗茎叶和根系水分含量相对于CK呈现出先升后降的趋势,200 mmol/L处理含水量为最低;叶片SOD活性表现为先降后升的趋势,而POD和CAT呈现出降低-升高-降低的趋势;Pro、可溶性糖、MDA含量以及电解渗透率表现为逐渐升高的趋势。综合各项测定指标,K2SO4处理对辣椒幼苗生理生化特性影响程度明显大于混盐和KNO3。

在温室条件下,以吊蔓栽培的小西瓜桔宝为材料,在其果实生长盛期对植株进行不同光照强度处理(自然光和50%自然光),并对其功能叶的净光合速率(Pn),空气温度和叶温、光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)测定。结果表明:50%自然光下,西瓜叶片会出现略微的"午睡"现象,自然光处理植株不会出"午睡"现象;9:00-10:00这个时间段,50%自然光下西瓜的Pn远小于自然光处理;其余时间,50%自然光植株的Pn并没有比自然光下生长的叶片低许多,甚至在15:00时出现的光合速率的第2个峰值时已经达到自然光的水平。

通过不同种植密度对"紧凑型"品种超试1号的群体光合生理性能及产量性状进行研究。结果表明,在6.75～9.75万株/hm2密度范围内,随着种植密度的增加,群体叶面积指数(LAI)显著增大,光合势(LAD)增加,冠层的光合有效辐射(PAR)的截获率增大,但叶片叶绿素相对含量(SPAD)降低和比叶重(SLW)下降;在灌浆期穗位叶PSⅡ反应中心光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(qN)随密度的增加而提高,但在高密度(D3)条件下PSⅡ光合量子产量(EQY)降低和电子传递速率(ETR)较低,表明其光能转化效率降低,而单株干物质积累速率随密度的增加则呈现降低趋势;但在群体干物质积累量(QDMC)表现为升高趋势,产量随密度的加大而提高,但同时导致每穗粒数和千粒重下降。

对转太行菊OtMYB基因晚粉进行干旱胁迫和复水处理,以野生型晚粉和野生太行菊为对照,测定不同水分胁迫下叶片的叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性糖的含量和膜透性,比较外源OtMYB基因表达对转基因晚粉抗旱性的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,三者叶片中叶绿素含量均呈下降趋势,丙二醛含量、游离脯氨酸含量和相对电导率明显上升,但转基因晚粉各指标变化规律与太行菊相似,比野生型晚粉表现出更强的稳定性和恢复能力,表明OtMYB基因在转基因植株中成功表达,并提高了植株的抗旱性。转基因植株的可溶性蛋白和可溶性糖含量,表现出与OtMYB基因来源种太行菊相似的变化趋势,明显区别于野生型晚粉,推测OtMYB基因在干旱胁迫下能诱导转基因植株糖和蛋白的特异表达。

在穗生长发育阶段,通过水分仪结合称重法严格控制土壤水分的盆栽试验,研究了不同时段不同程度的水分亏缺对杂交稻产量及其构成因素的影响。结果表明:穗分化至分化后30 d的水分亏缺明显影响稻穗生长发育,颖花数和实粒数显著减少,结实率和千粒重降低,最终籽粒产量显著下降。总粒数减少是此阶段产量下降的主要原因,减产幅度与水分亏缺程度呈正相关,重度控水处理影响最大,其次是中度控水处理,轻度控水处理也有一定影响。全时段和穗分化10～20 d的水分亏缺影响最大,其次是穗分化0～10 d,穗分化20～30 d对穗部生长影响不大,但对后续籽粒灌浆结实有一定影响。超级杂交稻国稻6号在此阶段适度控水后复水的生长补偿效应和产量构成因素之间的自动调节优于普通杂交稻汕优63。

采用水浸法、土柱淋溶法和盆栽方法研究了变性淀粉包裹型尿素氮素释放特性及生物学效应。结果表明:水浸和土柱淋溶试验中,FCU与RCU-J、RCU-C氮素释放差别很大,而RCU-J和RCU-C氮素释放具有相似性,并且与在水中相比,FCU在土壤中氮素释放速率明显降低,氮素释放曲线变化较大。苗期的玉米盆栽试验中,过量、适宜水分条件下,与Urea相比,FCU促进了植株干物重和吸氮量显著增加。干旱胁迫条件下,与RCU相比,FCU植株干物重和吸氮量降低幅度较小。通过用土柱淋溶和盆栽方法对FCU的测定结果进行相关分析可知,两种方法之间具有极显著的相关性,对FCU的评价可以采用土柱淋溶法,而采用两种方法相结合更能反映包膜肥的实际缓释特性。

采用田间试验方法,在土壤中施用不同水平组合的磷、锌肥,在小麦的不同生育时期(苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期以及成熟期)分器官对磷-锌营养关系进行了研究。结果表明,施磷降低了小麦地上部各器官锌含量,且水平越高效果愈明显,在作用时间上主要表现在生长前期(苗期、拔节期和抽穗期);小麦苗期、拔节期和成熟期地上部各器官磷含量在施锌后有所降低,而抽穗期和灌浆期略有提高,表明小麦磷锌拮抗作用可能主要发生在生育前期(包括苗期和拔节期)和后期(成熟期)。在小麦不同的生长阶段,施磷后锌含量降低程度大小顺序为:茎>穗(籽粒或颖)>叶,其中对茎部锌含量的影响主要发生在小麦生长前期,后期主要作用部位是籽粒。施磷比较明显的降低了小麦地上部锌含量,而施入锌肥后无论对小麦地上部磷含量表现出拮抗还是互助,绝大部分没有达到显著水平,这说明磷对锌的影响要远大于锌对磷的影响。总之,磷-锌相互作用对苗期、拔节期小麦茎部和成熟期籽粒的磷、锌营养平衡具有很明显的影响,而且在相互作用的程度大小上存在差异。

为探讨对玉米氮素营养状况进行分子诊断的可行性,以大面积推广的玉米(Zea mays)杂交种郑单958为材料,用cDNA-SRAP标记的方法研究了玉米幼苗在不同氮素水平下基因表达的差异,对其中的一些差异表达片段进行了克隆和测序,并通过Real-time PCR鉴定了克隆的差异表达片段的真实性。结果表明:不同的SRAP标记引物对扩增效率不同,玉米基因表达受到氮素水平的严格调控,cDNA-SRAP标记的方法与Real-time PCR检测到的基因表达情况基本一致,基因差异表达片段N1、N9、N20、N30可作为玉米缺氮的分子诊断的候选靶标。因此cDNA-SRAP标记可以用来研究植物营养状况的分子诊断。

为了明确山西南部碳酸盐褐土日光节能温室土壤肥力变化特征和指导菜农科学地进行日光节能温室养分资源管理,系统地研究了栽培0～10年日光节能温室土壤的pH、EC值、OM、全N、有效P、硝态N、速效K、交换性Ca和交换性Mg的变化趋势。结果表明,栽培年限与土壤EC值、OM、全N、有效P、硝态N、交换性Mg呈显著正相关,其中OM、全N的相关系数最高,速效K增加相关系数最低;随栽培年限增加,土壤pH和交换性Ca下降,栽培年限与二者的相关系数分别为-0.584和-0.281。对土壤化学特征的相关性分析表明,栽培年限增加引起的土壤养分元素变化不协调。

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据。结果表明,小麦秸秆还田后经过一季夏玉米生长,能使耕层土壤(0～40 cm)有机碳有所提升;高留茬还田使0～20 cm土层土壤活性有机碳和碳库管理指数呈现降低趋势,而粉碎直接还田使其有所提高,但差异均未达到显著水平。随后对玉米秸秆进行还田,再经过一季小麦生长后,使得耕层土壤有机碳含量有所提高,其中连续两季进行秸秆粉碎直接还田使有机碳含量提高幅度最大,0～20,20～40 cm土层有机碳分别提高1.86,1.69 g/kg;同时显著增加了耕层土壤活性有机碳含量,其中小麦秸秆进行粉碎直接还田增加趋势更为明显,0～20,20～40 cm土层中分别平均提高0.90,0.85 g/kg;且秸秆还田显著增加了碳库管理指数,秸秆粉碎还田条件下增加趋势更明显。在关中平原的雨热条件下,通过田块尺度上秸秆还田能有效改善土壤有机质状况,尤其使有机碳质量明显提升,就短期效果而言秸秆粉碎直接还田对土壤有机碳的调节作用更为明显;针对研究区域容易出现的季节性干旱现象,在小麦秸秆还田时采用高留茬还田能有效提高夏玉米生长期内水分利用率,保证其稳产高产;轮作期内实施小麦高留茬-玉米粉碎直接还田模式组合,是实现该区域水热资源高效利用,农业高效高产的最优耕作模式组合。

核黄素是一种植物抗病性激发子,能够激发植物的防御反应使植物对病原菌起到抗性作用。为研究核黄素诱导小麦对白粉菌抗性,利用不同浓度的核黄素(0,5,10,15,25μmol/L)处理小麦幼苗植株,12 h后接种白粉菌,结果表明,核黄素处理的小麦幼苗叶片中H2O2短时间内有显著的积累,小麦发病情况与对照相比显著降低。叶片中诱导产生的H2O2量与核黄素的浓度有关,但不同浓度处理诱导植株产生的抗病性没有差异。在喷施核黄素的小麦上接种小麦白粉病菌同时加入H2O2清除剂CAT,核黄素诱导小麦抗病性消失。试验结果表明核黄素能够诱导小麦增强对抵抗白粉病菌的侵染能力,核黄素诱导小麦对白粉病菌的抗性依赖于H2O2。

采用北京地区发生的5种主要蚜虫桃蚜、棉蚜、萝卜蚜、豆蚜、修尾蚜,对黄瓜花叶病毒亚组Ⅰ、Ⅱ的两个分离物YQ和ZL进行了室内蚜虫传毒效率比较研究。同时,在田间露地栽培条件下,混合投放了5种蚜虫,研究了它们对亚组Ⅰ、Ⅱ病毒传播效率的差别。结果表明,不同种类的蚜虫对亚组Ⅰ、Ⅱ病毒YQ和ZL的室内传毒效率有不同的偏向,而多种蚜虫混合投放于田间时,这些蚜虫对CMV亚组Ⅱ病毒ZL的田间综合传播效率显著高于对亚组Ⅰ病毒YQ的传播效率。