为了解小麦春化基因Vrn-1的遗传效应,以15个不同类型的小麦品种为试材,研究了不同春化处理对小麦发育进程的影响,并采用分子标记鉴定了上述品种的Vrn-1等位基因组成。结果表明,不同Vrn-1等位基因组合的小麦品种抽穗期存在很大差异;3个显性Vrn-1等位基因的遗传效应表现为Vrn-A1>Vrn-D1>Vrn-B1;春化基因具有累加效应,显性Vrn-1基因的存在使基因型呈现春性特征,不携带任何显性Vrn-1基因的基因型则表现为冬性。因此,采用春化基因分子标记可以很好地预测品种的冬春性。

利用自交系178和郑58构建的F₂:3家系群体为研究材料,对不同环境下玉米籽粒锌、铁含量、籽粒构型、百粒重等籽粒主要性状进行相关分析,并对锌、铁含量进行QTL定位分析。结果表明,不同环境下籽粒锌含量与铁含量呈显著正相关,相关系数分别为0.159,0.395,粒长与粒厚呈极显著负相关,相关系数分别为-0.68,-0.252;粒长与百粒重呈极显著正相关,相系数分别为0.445,0.341,粒宽与百粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.448,0.570。在保定、邯郸两个环境下,共定位到了21个QTL,其中保定环境下定位到16个,邯郸环境下定位到5个。在第5染色体的umc1097-umc1670区段,两地均定位到了控制籽粒锌、铁含量的QTL,可解释遗传变异范围分别为6.40%～12.41%和7.23%～18.85%,说明该区段存在控制籽粒锌、铁含量的共同位点。

水稻苗期寒害是引起水稻产量下降的主要因素之一。高州普通野生稻具有丰富的遗传多样性,可能蕴含苗期强耐寒基因。本研究通过苗期耐寒性鉴定,初步鉴定出2个编号(GZW5、GZW18)的高州普通野生稻具有苗期强耐寒性。利用平均分布于水稻12条染色体的225对SSR标记,对耐寒的高州普通野生稻与对照水稻不耐寒品种三百粒之间进行多态性筛选,共筛出83对引物具有SSR标记的多态性,多态率为36.9%。这些多态标记在第5,10,12号染色体上的标记数较少,分别只有4,3,4对,其他染色体的标记数较多且分布均匀。进一步通过构建高州普通野生稻与水稻品种三百粒杂交的分离群体,并通过具有多态的SSR标记检测F₂分离群体,发现分子标记在F₂中出现明显的分离,判断这些标记可能与耐寒基因连锁。研究结果为高州普通野生稻苗期耐寒基因的定位及其耐寒分子机制的研究提供基础。

已知与编码核糖体蛋白L41(RPL41)的CD399094相似的基因序列在黄曲霉敏感品种发育中种皮中上调表达。从花生黄曲霉抗性品种J11中克隆了相似基因。通过分析比较来自开放数据库中黄曲霉抗性和敏感品种花生发育中种子表达的RPL41序列,并对黄曲霉抗性和敏感品种果实不同发育时期和部位及叶片用荧光定量PCR做进一步的分析,研究在不同花生品种中核糖体蛋白L41与黄曲霉抗性的关系。结果表明,发育中种子表达的RPL41在抗性品种中多于敏感品种,而且多出的EST序列与在敏感品种中表达的不同,可能是特异地在抗性品种中表达。RPL41在抗性品种中发育中果实的果荚和子叶以及叶片上调表达,可能与该特定类型的RPL41est的专一表达以及与黄曲霉的抗性有关。

脯氨酸在提高植物抗逆性方面起着非常重要的作用。本研究以朝鲜碱茅茎叶组织提取的RNA为模板,根据已报道的P5CS基因同源序列设计引物,通过RT-PCR法扩增出1个P5CS的cDNA序列,全长2 158 bp,是一个完整开放阅读框,编码含716个氨基酸的蛋白,Genebank登陆号为:HQ637435。与其他植物P5CS基因进行同源性比对的结果显示,朝鲜碱茅P5CS基因的核苷酸和氨基酸序列与小麦的同源性最高。并对其信号肽、疏水性、跨膜结构、二级结构和主要功能域做了预测。半定量RT-PCR结果表明,PuP5CS基因在朝鲜碱茅的根部和叶片均有表达,但是根部的表达量较低,叶片中的表达量较高,在4种胁迫处理条件下,表达规律也不尽相同。

在克隆获得磷高效相关转录因子基因GmPTF₁的基础上,构建基因的超表达载体pGN-GmPTF₁和无标记(Marker-free)表达载体pX6-GmPTF₁;利用农杆菌介导子叶节与花粉管通道转化技术,将表达载体pGN-GmPTF₁和pX6-GmPTF₁分别转入冀豆12、冀豆16和五星1号大豆品种。转化后的大豆植株经PCR检测,有11株转化植株可扩增出目的条带,其中5株转有pGN-GmPTF₁载体和6株转有pX6-GmPTF₁载体,表明GmPTF₁转录因子基因已初步整合至大豆基因组中。

应用SSH-PCR技术,在筛选到抗旱相关基因的EST序列基础上,采用RACE技术,分离克隆到全长为801bp,含编码序列(CDS)为522 bp的棉花抗旱相关基因GhCYP1。氨基酸序列比对发现,该基因与拟南芥、水稻、人等的亲环蛋白基因高度同源,都具有由11个连续氨基酸所组成的单结构域亲环蛋白典型结构,且在保守区都具有PPIase活性所必需的3个氨基酸(R、F、H)以及与环孢素A(CsA)结合位点密切相关的色氨酸(W)。利用半定量RT-PCR对该基因的表达模式进行分析,发现其在棉花的叶、茎、根中均有表达,且在根中的表达量最高,暗示了该基因可能与植物根系吸水及矿物运输有关,从而在棉花适应干旱胁迫环境中发挥着关键作用。

明确来源于野生二粒小麦的抗白粉病基因PmAS846所在的染色体臂。采用端体和SSR标记对普通小麦种质N9134携带的PmAS846基因进行了遗传分析。中国春(Chinese Spring,CS)、CS5BL双端体系与N9134杂交F₁高抗白粉病,CS/N9134的F₂和CS5BL双端体系/N9134//CS BC1F₁抗病植株和感病植株比例分别符合期望比例3∶1和1∶1。CS 5BL双端体系/N9134//CS BC1F₁64个植株的根尖染色体核型和白粉病抗性鉴定发现,12个植株在5B染色体着丝点和抗性基因间发生了交换。PmAS846的SSR标记Xgwm67在CS第五部分同源群的缺体-四体系和双端体系的扩增,该标记在CSN5BT5D系中缺失,而在CSDt5BL系中存在。结果表明:PmAS846位于小麦5B染色体长臂上,该基因距5B染色体着丝点18.75个交换单位。

根据糖海带(Laminaria saccharina)光捕获蛋白基因lhcf4的cDNA全长序列(GenBank登录号:AF₂26860)设计引物,通过RT-PCR方法获得海带(Saccharina japonica)配子体lhcf4基因的cDNA全长序列,共1 042 bp,编码一个含218个氨基酸的前体蛋白lhcf4,推测分子量为23.11 kDa,等电点为5.36。与其同源基因相似度分析表明,lhcf基因的开放阅读框(Open reading frame,ORF)在家族内及物种间高度保守,变异主要发生在非翻译区(Untranslated re-gion,UTR)。预测lhcf4成熟蛋白三级结构存在4个α螺旋区,其中第一、三螺旋较长,形成跨膜螺旋,第二个螺旋相对较短,完全镶嵌在膜中,另外一个为短螺旋,位于类囊体膜-类囊体腔界面上。杂色藻类、绿藻及豌豆光捕获蛋白氨基酸多序列比对显示叶绿素a结合位点及盐桥形成氨基酸残基在植物进化中高度保守;将预测的海带lhcf4蛋白3D结构与豌豆X-衍射晶体结构进行空间重叠,获得了结合在lhcf4蛋白上的5个叶绿素a的空间分布。Neighbor-joining分子进化树显示原绿球藻、绿藻和杂色藻类的光捕获蛋白基因是三个独立进化的系统,共同起源于蓝细菌的只结合叶绿素a的光捕获蛋白;海带lhcf4基因与糖海带lhcf4及巨藻的fcpb基因为直系同源;糖海带lhcf4、lhcf7及lhcF₁基因为旁系同源。实时荧光定量PCR结果证实lhcf4基因具有雌、雄配子体差异表达特征。

以油菜子叶节为外植体优化了农杆菌介导的甘蓝型油菜的遗传转化体系,为在油料作物中用基因工程手段生产γ-亚麻酸打下基础。采用CaCl2法制备农杆菌AGL1感受态细胞,将已经构建好的植物表达载体pPZP221(35S-D6D-NOS)通过液氮冻融法转化农杆菌,PCR筛选阳性转化子。结果表明:优化的甘蓝型油菜子叶节外植体预培养条件是:MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA培养基预培养2 d;用于侵染的农杆菌菌液的最适浓度为OD600=0.4,时间为5 min,并得到转基因植株。经侵染的外植体在含有庆大霉素的分化选择培养基上培养,抗性芽移至生根培养基,PCR检测阳性小植株移栽花盆,共得到12株转基因植株,首次将来自月见草的D6D基因通过农杆菌介导法整合到油菜基因组中。

水稻品种的抽穗期是重要农艺性状之一,鉴定和定位抽穗期基因,分析其遗传效应对改良水稻抽穗期至关重要。在水稻品种Nipponbare中发现一个早抽穗植株,经过多代自交获得稳定的早抽穗突变株,突变体ehd(t)比Nipponbare早抽穗15 d。遗传分析表明,该突变受1对显性核基因控制,暂命名为EHD(t)。通过2个F₂定位群体,利用微卫星标记将EHD(t)定位于第8号染色体Rm²23和RM584之间,其遗传距离分别为5.2 cM和6.1 cM。

建立用于从临床样品中检测EHEC O157:H7的二重PCR方法。根据GenBank登录EHEC O157:H7序列,通过对菌体和鞭毛抗原保守性核苷酸序列的比对和分析,分别设计编码O抗原rfbE基因和编码H抗原fliC基因各1对特异性引物,建立二重PCR检测方法,并以EHEC O157:H7纯培养和模拟制备的3种阳性样品为原材料,对方法的敏感性和特异性进行分析。运用成功建立的二重PCR,从带菌率最高的牛粪便中检测EHEC O157:H7,并进行菌株分离和鉴定。成功建立了rfbE与fliC的二重PCR方法,rfbE与fliC引物比例为2.5∶1,PCR循环参数中退火温度为56℃,扩增片段长度rfbE为812 bp,fliC为625 bp。检测阳性临床样品检测敏感性可以达到10 cfu/g。检测24株非EHEC O157:H7大肠杆菌和15株非大肠杆菌,只有EHECO157:H7能够扩增出特异性的rfbE条带,EHEC O157:H7和EPEC O55:H7能够扩增出fliC。只有EHEC O157:H7能够同时扩增出rfbE与fliC2条目的条带。从63份牛粪便样品中分离到4株EHEC O157:H7:生化试验表明4株EHEC O157:H7具有典型EHECO157:H7的生化特性;药敏试验表明4株EHEC O157:H7具有较为广谱的耐药性;rfbE序列分析与GenBank序列同源性介于97.3%～99.2%之间,fliC序列与GenBank序列同源性介于97.6%～100%之间;4株EHEC O157:H7对Balb/c小鼠的致病性有差异,EHEC O157:H728#和EHEC O157:H738#致病性强,EHEC O157:H73#和EHEC O157:H717#较弱。以rfbE和fliC为目的基因成功建立了二重PCR,敏感性和特异性良好,可用于临床样品的检测,提高细菌分离率。

利用3个优化的STS标记对陕西省1960年以来引进和自育的99份小麦品种(系)的Waxy蛋白基因的变异情况进行了鉴定。结果表明,Wx-A1位点的标记在Wx-A1a和Wx-A1b基因型内分别扩增出336 bp和317 bp特异片段;Wx-B1a基因型内扩增出425 bp特异产物,Wx-B1b基因型内不扩增出此产物;Wx-D1a和Wx-D1b基因型内分别扩增出867 bp和279 bp特异产物。检测出除陕糯1号基因型为Wx-A1b+Wx-B1b+Wx-D1b外,Wx-B1b基因缺失突变材料12份,无Wx-A1b基因和Wx-D1b基因缺失突变材料。这3个标记可以用于分子标记辅助育种,并提供了部分品种的缺失类型。

半定量RT-PCR分析表明,水稻胚胎发育后期丰富蛋白基因OsLEA19a在水稻幼苗中的表达受干旱和高盐的诱导,说明OsLEA19a可能在水稻抗旱和抗盐中发挥作用。利用RT-PCR方法成功从水稻中克隆了OsLEA19a的cDNA。生物信息学分析表明,OsLEA19a基因编码一个由200个氨基酸残基组成的蛋白,蛋白分子量为20.48 kDa,等电点为5.89。OsLEA19a蛋白的5～48位氨基酸残基形成LEA₄结构域。OsLEA19a蛋白的二级结构有3个α-螺旋构象区域,没有伸展的β-片层构象,为亲水蛋白。进化树分析表明,OsLEA19a与单子叶植物第3组LEA蛋白的亲缘关系较近,而与双子叶植物的较远,OsLEA19a与单子叶植物第3组LEA蛋白的氨基酸一致性为48%～57%。

CDT毒素是多种革兰氏阴性致病菌的毒力因子。为了阐明CDT毒素在副猪嗜血杆菌不同菌株中的分布及其遗传变异情况,本试验对从浙江省不同地区猪场临床发病猪中分离到的41个副猪嗜血杆菌分离株进行了CDT基因PCR扩增,并对其中21个分离株CDT 3个亚基进行了基因测序及氨基酸序列分析。结果表明:所有41个临床分离株中都可以检测到CDT 3个亚基的基因,其中cdtA蛋白的氨基酸序列在不同副猪嗜血杆菌菌株中最为保守,同源性≥97.8%;cdtB及cdtC蛋白氨基酸序列变化较大,同源性均≥92.1%。其中cdtB亚基与牛DNase I活性关键位点的氨基酸残基具有一致性,且这些位点的氨基酸残基在不同菌株中高度保守,可能对CDT诱导细胞凋亡的活性起着重要作用。为研究副猪嗜血杆菌CDT的生物学作用提供了新的信息。

先经过饱和硫酸铵沉淀分离,再用Protein G亲和层析柱纯化,从马铃薯卷叶病毒(PLRV)重组CP作抗原制备的抗血清中获得了高纯度多克隆抗体(IgG),并用戊二醛法一步法进行碱性磷酸酶的标记获得了酶标抗体(IgG-AP)。将纯化的抗体与酶标抗体用于感染PLRV病叶的检测,DAS-ELISA反应呈阳性,结果表明,用重组CP制备的多克隆抗体可成功地用于PLRV的DAS-ELISA检测。本研究为PLRV重组CP多克隆抗体的大量制备及ELISA检测奠定了基础。

根据牛Y染色体特异重复序列设计合成5对牛Y染色体特异引物,依据牛微卫星基因设计合成3对牛染色体内标引物。每对引物分别扩增牛基因组DNA,筛选出2对牛Y染色体特异引物和1对牛DNA特异内标引物。通过对多重PCR扩增条件进行优化组合,建立1个可用于牛早期胚胎性别鉴别的多重PCR方法及引物组合:BY1/A1。

鸭瘟是鸭的一种急性传染和高致死的病毒性疾病。根据GenBank收录中鸭瘟病毒gG基因序列设计并合成1对引物,以鸭瘟病毒河南分离株DNA为模板,PCR扩增出1条约1 600 bp的含gG基因特异性片段,并将其克隆至PMD19-T载体上。经酶切鉴定,得到含gG基因重组质粒,并对重组阳性质粒进行序列测定。结果表明,gG基因长1 380 bp,该基因编码459个氨基酸,预测分子量为50.5 kDa。gG基因的克隆为进一步研究其生物学功能奠定了基础。

为利用SSR标记进行快速、准确的南瓜杂交种纯度分析,进行了南瓜EST-SSR标记的开发。从NCBI数据库下载1 457条南瓜属作物EST序列,去除冗余序列后进行SSR位点搜索,共得到215条含有SSR位点的EST序列。这些SSR位点包含111种重复基元,其中二核苷酸(62个,占28.84%)和三核苷酸(86个,占40.0%)重复类型占主导地位;重复基元中出现最多的是CT(21个,占9.77%),其次为TC(13个,占6.05%)和AAG(12个,占5.58%)。将215个SSR位点设计成EST-SSR引物后,随机合成了其中的43对引物。利用4份遗传背景差异较大的南瓜自交系对合成的43对引物进行扩增效果评价,其中28对引物有稳定清晰的扩增产物,占合成引物的65.12%。利用这些有效扩增引物对南瓜属作物商品杂交种进行纯度检测,共获得13个杂交组合的特异性检测引物,F₁杂交种的纯度在79.2%～100.0%,与田间检测结果相符。结果表明,利用南瓜EST序列开发SSR引物具有简单快速、成本低和适用性好的特点。

采用人工气候箱水培试验,研究了不同浓度Na₂CO₃+NaHCO₃处理对杂草稻幼苗生长、根系特性和渗透调节物质的影响。结果表明,随Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫浓度的增加,3个试验材料苗高、生物量积累、主根长、根系总长度、根系表面积和根系体积均降低,根系总吸收面积和活性吸收面积减小,且降幅均为越光>长白9号>WR03-12。参试材料脯氨酸含量随Na₂CO₃+NaHCO₃浓度增加呈上升趋势,WR03-12脯氨酸积累量远远小于越光和长白9号。3个材料游离氨基酸、可溶性糖含量变化趋势存在较大差异。WR03-12可溶性糖和游离氨基酸含量呈增加趋势,且增幅逐渐增大。长白9号可溶性糖含量、游离氨基酸含量先急剧增大后增幅趋于平缓。越光游离氨基酸随Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫浓度增加先急剧增大后增幅趋于平缓,可溶性糖含量呈增加趋势,且增幅逐步增大。

为研究盐碱地燕麦高产栽培中的营养配比,利用生物方法提高土地利用率、改善生态环境。采用防雨棚土培方法,进行了氮、磷、钙营养元素不同配比对燕麦耐盐性的研究,结果表明:营养因子氮、磷、钙剂不同调控处理能够促进燕麦植株的生长发育,减弱盐胁迫对细胞质膜的损伤,不同程度增加燕麦植株体内K+含量、减少Na+含量,增加K+/Na+值,可提高燕麦产量。燕麦耐盐性最优营养调控组合是高氮(2.00 g/盆)低磷(0.65 g/盆)加钙(10 g/盆)处理,在各处理中,燕麦表现出较强的耐盐性,增大K+/Na+值和可提高产量。

为探讨伤流量日变化与产量之间的关系,以及筛选抗旱节水品种。本研究对华北地区广泛种植的10个玉米品种日伤流量变化进行统计学分析,发现上午时的根系伤流量与产量呈显著正相关,特别是7:00-8:30的伤流量与产量有直接的线性关系,说明清晨时的伤流量可以作为一个直接的抗旱性指标。同时以上午时的伤流量和产量为指标可将供试品种分为四类,其中蠡玉18、冀玉9、郑单958、邢抗2、鲁玉13为伤流量较高的抗旱稳产性品种,浚单20为高伤流量的抗旱节水高产品种,这两类品种是较为理想的抗旱节水品种。

种植方式影响玉米对光的截获和辐射利用效率进程。在本研究中,采用如下两种种植模式:宽窄行KZ:30+170和匀垄CK65,密度均为6.4株/m²。测量了玉米生长发育阶段的生理机能,对比了不同种植模式下玉米的光截获分数(F)、叶面积指数(LAI)、消光系数(K)、辐射利用效率(RUE),两种模式中,K值呈现出KZ>CK的特征;F值在KZ中显著低于CK,而两种种植方式间叶面积指数没有显著的差异;两种方式的RUE表现为KZ>CK。结果表明,尽管宽窄行种植截获了较少的有效辐射,但冠层中的光环境得到改善,辐射利用效率有明显的提升。

亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticusB.Bienko)是我国北方草原和农牧交错地带最重要的优势种害虫之一,尤其近些年来亚洲小车蝗在各地起飞严重,作为前锋聚集迁移。试验采用EAG技术研究了亚洲小车蝗成虫对其雌成虫粪便挥发物的电生理反应。结果表明:雌成虫粪便挥发物单组分(1-羟基丙酮、2-甲基-2-丙烯醛、2,3-丁二酮、3-甲基丁醛及2-甲基丁醛)及其混合物对亚洲小车蝗成虫均具有电生理活性。在低浓度(≤1/1000原液浓度)时雄成虫对1-羟基丙酮、2,3-丁二酮的反应较雌成虫更为强烈,而且在低浓度时雄成虫对1-羟基丙酮的EAG反应值最高;随着浓度的增加,雌虫的反应增强,在1/100原液浓度时雌成虫对2-甲基-2-丙烯醛的反应明显强于雄成虫。雄成虫对全组分混合物的反应也是在低浓度时表现最为强烈。

探讨低温胁迫下甘蓝叶片细胞超微结构特征、细胞内Ca2+分布变化及品种间差异,为越冬甘蓝的耐寒性机理研究及耐寒品种选育提供理论依据。采用低温培养箱模拟逆境条件处理甘蓝幼苗,研究其对甘蓝叶片细胞超微结构及细胞内Ca2+分布的影响并比较了品种间差异。5℃低温处理时,甘蓝叶片大多数细胞器基本无损,排列有序,表明耐冷材料和冷敏材料均能适应5℃低温环境。在-3℃低温胁迫下,耐冷材料叶片超微结构破坏较小,而冷敏材料叶绿体结构破坏严重,基粒片层断裂、降解;线粒体多数扭曲变形,已无明显内脊。对照生长条件下(25/18℃),甘蓝幼苗叶肉细胞内Ca2+主要出现在液泡和细胞间隙中,细胞壁、细胞核中也有少量钙沉淀存在。在-3℃低温处理24 h后,耐冷材料细胞质和细胞核中的Ca2+浓度明显增加,冷敏材料细胞质中Ca2+也有增加,但较耐冷材料少。在低温处理24～72 h的过程中,耐冷材料细胞内增加的Ca2+浓度迅速降低,并恢复至处理前状态;而此阶段内冷敏材料因其细胞结构遭到严重破坏,细胞质中的Ca2+浓度升高到最大值后,无法恢复至稳定状态。低温胁迫下甘蓝叶片的超微结构特征及细胞内Ca2+行为特征表现显著差异,表明甘蓝叶片的超微结构特征及Ca2+分布变化与其抗寒性存在一定关系。

以B37-C和B37-N的玉米原生质体和叶片为试材,研究HMC毒素对两种同核异质玉米B37细胞凋亡的诱导作用。经Hoechst33258荧光染色表明:HMC毒素处理后的玉米原生质体均出现细胞凋亡现象,在荧光显微镜下可观察到凋亡小体、染色质边集或环状染色质等凋亡特征。原生质体的细胞凋亡率,B37的C细胞质显著高于N细胞质玉米,且凋亡率随处理浓度和处理时间的增加而上升。用HMC毒素处理玉米叶片,明显出现DNA-ladder现象时所需的毒素浓度C、N两种细胞质均为200μg/mL;但C细胞质所需的时间为6 h,而N细胞质则需9 h。用荧光显微观察与凝胶电泳分析所获得的结果一致,均表现出C细胞质对毒素较为敏感,先出现细胞凋亡;N细胞质对毒素的敏感性低于C细胞质,出现细胞凋亡的时间较晚。

以东北黑土区主推玉米品种郑单958和农大364为研究材料,对大田条件下玉米雄穗形态变化、保护酶体系及细胞膜透性进行了比较分析。结果表明:在玉米整个生育期,雄穗形态指标均呈"S"型曲线变化,且其生长发育和播后天数之间符合二次多项式关系。随着玉米生育进程的推进,雄穗细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量均呈现不断递增的趋势,在成熟期达最高值。过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均在散粉期达到最高峰,随后不断下降,其中POD活性降幅不大,说明在散粉期后雄穗主要负责清除活性氧任务的是POD。

马铃薯脱毒苗经环腐病菌悬液浸根后,再用A-10’生防菌液处理,结果表明:叶片内的苯丙氨酸解胺酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)和叶绿素的含量与对照相比均有明显的增加,表明植物的抗病性增强;可溶性蛋白的释放减少,表明降低了病菌对组织的破坏作用,说明嗜热脂肪芽孢杆菌对马铃薯植株的抗病性具有诱导效应。

在大田条件下,研究了施氮量(高氮450 kg/hm²、中氮225 kg/hm²和CK 0 kg/hm²)对抗虫杂交棉Bt蛋白表达和降解的影响。结果表明,施氮量对叶片和棉铃中Bt蛋白的表达与降解以及产量有一定的影响。在叶片展开期、功能期和衰老期,Bt蛋白表达量表现为中氮处理>高氮处理>CK,至脱落期,其残留量也表现为相同的趋势。其中,在展开期、功能期、衰老期和脱落期,CK叶片中的Bt蛋白含量分别比中氮处理下降了71.22%,79.26%,72.49%,59.08%。在棉铃膨大期和充实期,铃壳、棉纤维和棉籽中Bt蛋白表达量均呈现高氮处理>中氮处理>CK的趋势,至开裂期,棉铃各器官中残留的Bt蛋白也与前、中期表现一致。随着施氮量的增加,叶片中的游离氨基酸、可溶性蛋白和全氮总体呈上升趋势。中氮和高氮处理皮棉产量分别比CK增加20.50%和19.82%。综合考虑不同施氮量棉花的产量以及器官中的Bt蛋白的表达和残留状况,在生产上建议抗虫杂交棉采用225 kg/hm²施氮量为宜。

为明确陕西关中地区节水高肥效的生产最优灌溉和施肥技术,以陕西关中3个品种为供试材料,设置不同灌水模式、施氮量、施肥方式,采用裂区设计,对不同小麦品种淀粉糊化特性进行研究,结果表明:灌水模式和施肥量对淀粉粘度性状有一定影响,而施肥方式对淀粉粘度性状没有影响。在冬灌1水+春灌1水模式下,峰值粘度显著高于其他3种灌水模式。随着施肥量的增加低谷粘度、最终粘度和回生值呈上升趋势。小偃22在冬灌1水+春灌1水、施肥量120 kg/hm²下淀粉品质最优;西农979在不灌水、施肥量240 kg/hm²下淀粉品质最优;陕558在冬灌1水+春灌1水下淀粉品质最优,施肥量选择120 kg/hm²。

为明确旱作地区水肥条件和燕麦生产的关系,采用裂区试验设计研究了不同水分磷肥处理组合对燕麦光合特性和水分利用效率以及产量变化的影响。结果表明:水分处理间叶绿素含量在拔节期差异显著,肥料梯度间各时期差异显著。植株水分利用效率(WUE)随水分梯度的变化显著,随肥料梯度的变化不显著,净光合速率随水分梯度升高而增加。蒸腾速率随水分梯度的升高而升高,W₂P₂处理的WUE最大,W₂P₁的其次。丰雨季节增施磷肥对燕麦植株光合效率的提高作用显著。WUE以水处理2优点最为突出,磷肥低水平的WUE高于高水平处理。不同处理差异显著,生物产量W1P3,W₂P₄,W₃P₄处理产量最高,W₃P₄处理产量较W₂P₄提高5%,较W1P4提高29%。籽粒产量W₁P₂,W₂P₂,W₃P₂处理产量最高,W₃P₂处理产量较W₂P₂的提高6%,较W₁P₂提高51.8%。生物产量与籽粒产量的最大值分别在水分处理3,施磷肥90 kg/hm²和30 kg/hm²处出现。

利用尼龙网袋,研究了油菜、毛叶苕子、冬牧70黑麦翻压于棉花田间15～20 cm土层,腐解及养分释放规律。研究表明,绿肥翻压43 d内干物重显著降低,前3 d腐解速度最快,后降低趋势变缓。翻压43 d时油菜、毛叶苕子、冬牧70黑麦腐解率达到81.7%,77.5%,62.2%;翻压113 d时腐解率分别达到89.6%,89.5%,76.2%。翻压21d内氮释放较快,3个品种氮矿化率都达到60%以上。磷在整个翻压期内释放较为平缓,翻压113 d时油菜、毛叶苕子、冬牧70黑麦磷矿化率分别达到89.6%,86.5%,75.6%。钾在翻压前期迅速释放,翻压9 d后,油菜、毛叶苕子、冬牧70黑麦钾的矿化率分别为94.5%,93.2%,91.9%。翻压前21 d,绿肥碳含量显著降低,以后逐渐缓慢,翻压113 d后油菜、毛叶苕子、冬牧70黑麦碳矿化率为93.4%,91.3%,81.9%。在翻压前15 d,冬牧70黑麦C/N呈上升趋势,其他两品种C/N变化不显著。

通过田间试验研究了不同灌溉处理下三江平原寒地水稻生理生态需水变化特征。试验在三江平原沼泽湿地生态试验站农田综合试验场进行。采用非称重式蒸渗仪(有底无底测坑)和小型蒸渗仪对间歇灌溉(IT)、湿润灌溉(MT)和淹灌(CSF)条件下的稻田蒸散量、渗漏量和棵间蒸发量进行了测定。结果表明:间歇灌溉、湿润灌溉条件下的水稻蒸腾量与淹灌差异不显著,而稻田棵间蒸发量分别减少14.8%,29.6%,深层渗漏量分别减少22.7%,31.8%,水分利用效率分别提高了28.6%,42.9%,在显著减少耗水量的同时还显著的提高产量。与淹灌相比,间歇灌溉、湿润灌溉的实际籽实产量分别增加9.4%和12.7%。湿润灌溉的节水增产效果要略优于间歇灌溉,但差异不显著。

为明确灌溉模式对不同群体小麦茎秆倒伏的调控机制,在大田条件下设置了不灌水(W0)、灌1水(W1j,拔节期灌水;W1b,孕穗期灌水)、灌2水(W2,拔节和孕穗期灌水)、灌3水(W3,拔节、孕穗和灌浆期灌水)5种灌溉模式和基本苗180株/m²(D1)、300株/m²(D2)和450株/m²(D3)3种密度,研究了灌溉对不同群体小麦茎秆特征和抗倒伏能力的影响。结果表明:灌溉显著影响了小麦的茎秆特征和倒伏指数。随着灌溉次数的增多,株高、重心高度和产量均呈低-高-低的变化趋势;单位茎秆与基部节间干质量及干物质输出量、茎秆粗度及机械强度均随灌溉次数增多显著降低或变细。5种灌溉模式中,株高、茎粗、成熟期茎秆机械强度与单位茎秆干质量、基部一二节间单位干质量及产量均以W2较高。随密度增加,株高和重心高度显著增高;茎粗、机械强度、单位茎秆与基部节间干质量显著减小或降低;产量高低以D2>D3>D1。综合各项指标,春季灌拔节和孕穗2水,并采取300株/m²基本苗密度更有助于改善小麦的茎秆质量和产量。

以藁城、无极、正定三个县(市)为例,分析了当前太行山前平原小麦/玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾三要素养分平衡特征。结果表明,与第二次土壤普查相比,三县(市)土壤有机质平均含量由1.13%提高到1.86%,全氮平均含量由0.73g/kg提高到1.14 g/kg,速效磷含量由10.3 mg/kg提高到29.83 mg/kg,速效钾含量由103.0 mg/kg提高到117.2 mg/kg,总体而言,土壤有机质虽有大幅提高,但仍然处于低水平,全氮由很低水平提高到中等水平,速效磷由中等水平提高到高水平,速效钾略有提高,处于中等水平;三县(市)农田氮、磷、钾总体均处于盈余状态,平均盈余量分别为119.8,53.5,12.2 kg/hm²,有97.5%农田的氮素、82.0%农田的磷素、63.2%农田的钾素处于盈余状态。在当前生产条件下,化肥的过量投入是导致氮、磷、钾养分盈余、积累的主要原因。

通过8年定位试验,研究了长期施肥对褐土及其微团聚体中磷素形态分布和有效性的影响。结果表明,褐土磷素组成以无机磷为主,各级微团聚体各形态磷素含量均随粒级减小而增加,磷素有效性<10μm粒级最高,10～50μm粒级最低。不施肥处理土壤及其微团聚体各形态磷素含量显著减少;施肥均可提高土壤及其微团聚体磷素含量,全磷和无机磷含量以增量NPK化肥处理增加最多,有机磷和有效磷含量则以有机肥(物)料配施化肥处理较高,微团聚体各粒级磷素消耗或积累幅度因施肥制度而异。单施化肥处理土壤及其微团聚体中磷有效性降低,有机肥(物)料配施常量NPK化肥处理积累态磷有效性显著提高。采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥是改善土壤磷素肥力的有效措施。

活性测定表明仙人掌苷对荔枝霜疫霉菌菌丝生长具有良好的抑菌活性,EC50达到173.52μg/mL。为了从蛋白质水平探讨仙人掌苷对荔枝霜疫霉菌的抑菌机制,利用蛋白质双向电泳方法分析仙人掌苷处理前后荔枝霜疫霉菌蛋白质组表达的差异,结合飞行质谱以及数据库检索鉴定差异蛋白。结果发现,仙人掌苷处理后荔枝霜疫霉菌有16个蛋白发生了显著变化,其中11个下调表达蛋白,4个上调表达蛋白,1个诱导表达蛋白。其中鉴定的5种差异蛋白质为:线粒体二羧酸载体蛋白(DIC 1)、半胱氨酸合成酶A、ABC转运蛋白(ABCF-EF-3)、Class III stress response-re-lated ATPase以及假定蛋白BSU31030。功能分析发现这些蛋白在药物胁迫反应、氨基酸与硫代谢、细胞膜药物运输外排、能量代谢等方面发挥重要的作用。这为阐明仙人掌苷对荔枝霜疫霉菌抑制作用的分子机理提供了重要参考。

为了分离纯化及鉴定枯草芽孢杆菌BSD-2代谢产物中抗菌肽,采用盐酸沉淀、Sephadex G-50层析以及反相HPLC对其进行分离纯化,并利用Tricine-SDS-PAGE、MAIDL-TOF-MS、红外光谱和核磁共振技术对其分子量、氨基酸序列以及结构进行初步解析。结果显示该抗菌肽是由29个氨基酸组成,分子量为3 514 Da,等电点为10.46。红外光谱和核磁共振分析其结构中含有-CH2-、-CH3、-OH、-NH2、-CH、-CO-以及苯环等官能团。

灰飞虱是水稻生产上的一种重要害虫。对灰飞虱为害后水稻叶片的DAB组织化学染色表明,抗虫品种比感虫品种较早产生虫害响应,在为害3 d时就检测到H₂O₂的积累,随着为害时间延长,抗虫品种细胞内的H₂O₂积累程度逐渐下降,直至恢复至为害初期水平,而感虫品种细胞内H₂O₂的积累呈不断上升趋势。通过扫描电镜发现,抗虫品种能分泌某种物质使灰飞虱取食造成的伤口愈合,对植株起到了保护作用,而感虫品种则无类似反应。利用电子显微镜对水稻叶片细胞内的超微结构进行观察表明,灰飞虱为害3 d后,抗虫品种叶绿体结构完整,基粒及片层结构完好,而感虫品种中叶绿体内部结构排列无序;为害6 d后,抗感品种叶绿体膜结构均溶解,但抗虫品种内部片层结构依然存在,排列整齐,而感虫品种内部结构松散,排列不整齐。

利用室内人工接种方法对腐烂茎线虫杂交后代进行致病力、繁殖力的测定,结果表明:同一基因型内各组合中均能杂交成功,比较发现各种群的后代数目与对照亲本的数目有显著差异,各杂交组合中杂交率与F₁数量均低于对照组(对照组为亲本自交);各杂交群体在致病力、繁殖力表现方面与对照DeSD种群在P0.05水平上均存在差异;各种群正反交群体致病力、繁殖力与对照相比,对照DeSD种群所在的反交组合表现特征均高于其正交组合;相关性分析,腐烂茎线虫两类基因型各种群基因型内杂交群体致病力与繁殖力均存在正相关。本研究对模拟我国不同地理来源腐烂茎线虫种群扩散后所产生杂交代的致病力分化情况,腐烂茎线虫遗传多样性具有重要的应用价值,并为不同地理来源有害生物入侵分险评估提供理论依据。

采用酶联免疫吸附测定法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定玉米粗缩病发病植株中,不同病级植株内源激素水平。结果表明,不同病级玉米植株中,赤霉素(Gibberellin GA3)、生长素(Indole-3-acetic acid,IAA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和玉米素(Zeatin,ZR)的含量变化特点不同:人工接种RBSDV后,病株中GA3及ZR含量明显低于健株,且随病级增加,植株体内GA3、ZR含量逐渐降低,其含量与病情严重度呈显著正相关;抽穗孕穗期病株叶片中IAA含量低于健株,但根部IAA的含量差异不明显;人工接种RBSDV后,病株中ABA含量明显升高,且随病情严重度增加,含量逐渐升高,其含量与病情严重度呈显著负相关。

为了弄清桃亚属中国分布植物的系统发育及演化关系,对这些种类的植物学性状以及核ITS序列和叶绿体psbA-trnH序列进行比对分析,植物学性状和ITS序列分析分别采用SPSS和MEGA构建系统树,psbA-trnH序列分析采用Network构建进化网络。结果表明:新疆桃确为普通桃的一个亚种;陕甘山桃不是山桃的变种,而是一个独立的种;桃亚属植物的演化关系为光核桃→甘肃桃,甘肃桃通过其中一支演化为山桃→陕甘山桃,另一支演化为普通桃和新疆桃。

以9个新育成的BT型粳稻不育系和5个恢复系及按NCⅡ设计配制的45个组合为材料,研究杂交粳稻上部3片功能叶性状的遗传特征以及与产量性状的相关性。结果表明:杂交粳稻12个功能叶性状均受加性效应和显性效应的影响,但以加性效应占主导地位,其中倒二叶角和倒三叶角受环境等影响较大。各功能叶性状的狭义遗传率和广义遗传率均较大,在早世代选择效果较明显。相关分析表明,叶长、叶宽、叶角的遗传可能是相互独立的,彼此之间的相关性不大。3片功能叶叶长、叶面积及剑叶角与穗长、单株穗数、总粒数、单株产量均呈显著或极显著正相关;叶宽与总粒数呈显著或极显著正相关;千粒重与叶长、叶角呈负相关,与叶宽呈正相关;结实率与功能叶的相关性不显著。上述结果为杂交粳稻高产育种提供了一定的参考和理论依据。