长叶红砂为内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区特有珍稀泌盐,强旱生小灌木,对盐渍荒漠环境具有极强适应性。利用RT-PCR和RACE技术从该植物中分离出质膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因(RtSOS1),该cDNA全长为3 829bp,开放阅读框为3 438 bp,编码一个含1 145个氨基酸的蛋白质,推测分子量为126.76 kDa。氨基酸序列的生物信息学分析推测,该蛋白N端含有11个跨膜结构域,C端为一个长约700个氨基酸的亲水性尾,具有磷酸化和自我抑制结构域。同源性比对和系统发育分析证实,RtSOS1与其他植物的质膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白亲缘关系较近。

水稻的芒性是一个与驯化相关的重要性状,是由多基因控制的数量性状,遗传基础复杂,且易受环境因素影响。染色体单片段代换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。以籼稻品种广陆矮4号为受体和粳稻品种日本晴为供体构建而成的119个染色体单片段代换系为材料,对芒长性状进行了调查分析。结合2011,2012年的调查结果,通过代换作图共鉴定出15个与芒性相关的QTL,这些QTL分布在除1,10,12外的9条染色体上,第3染色体上检测到的QTL最多为3个。15个QTL中效应最大的QTL是qAN4-1,2年平均芒长为4.7 cm;效应最小的QTL是qAN11-2,2年平均芒长为0.7 cm。这些QTL的定位,为进一步克隆芒性相关基因以及研究芒性的分子机理提供了重要的依据。

利用简单钙溶液培养法对广东高州普通野生稻部分编号进行了耐铝性鉴定,对盆栽条件下低pH值和Al胁迫对植株重要农艺性状的影响进行了调查,并利用铝敏感品种华粳籼74为受体与高州普通野生稻耐铝性编号为供体所构建的高世代回交群体BC3F3对高州普通野生稻耐铝性QTL进行了初步定位分析。结果表明,在铝处理浓度为50μmol/L的0.5 mmol/L CaCl2(pH值=4.5)溶液培养24 h后,供试的8个野生稻材料种子根的相对根伸长量RRE均大于0.5;以其中4个编号的离蘖茎新生根在相同胁迫条件下培养,发现其仍然表现RRE>0.5。表明供试野生稻具有耐铝性。盆栽试验结果表明,Al胁迫对野生稻和栽培稻植株株高影响明显,处理材料的株高明显低于对照,结实率和千粒质量也受到Al胁迫的不利影响。利用以华粳籼74为受体与供试野生稻构建的BC3F3群体,运用基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)进行QTL分析,共鉴定到4个耐铝毒QTL。其中qRRE-6-2与qRRE-7-2来自华粳籼74×GZW003的BC3F3群体,qRRE-4与qRRE-2-2则分别来自华粳籼74×GZW006及华粳籼74×GZW087的BC3F3群体。这4个QTL分别解释了表型遗传变异的18.33%,9.18%,19.02%,24.88%;除qRRE-6-2外,其余3个耐铝性增效基因来均自供体亲本高州普通野生稻。

利用穗粒数和穗长差异较大的2个粳稻品种日本晴与大穗型粳稻种质B0801组配群体,对水稻穗粒数、穗长和着粒密度等穗部性状进行数量基因位点检测,共检测到11个QTL,分布于第1,2,5,7以及9号染色体上,QTL的贡献率范围为0.21%～68.20%。其中,4个控制穗粒数的QTL分别位于第1,2,7,9号染色体,其贡献率为0.21%～25.06%。第9号染色体RM1328～RM3533标记区间的控制穗粒数性状的qGNP9-1位点,为主效QTL;控制穗长的QTL 4个,4个QTL分别位于第1,2,5,9号染色体。其贡献率范围为0.28%～61.19%,其中qPL9-1的LOD值为31.88,对表型变异的贡献率为68.19%,为主效QTL。控制着粒密度的QTL 3个,位于第1,2,9号染色体,其贡献率为0.43%～6.91%。qSD1-1增效等位基因来自大穗亲本,基因作用方式为加性。

在异黄酮合成途径中,异黄酮合酶(Isoflavone synthase,IFS)基因起着重要作用,为此,分析了IFS1基因(IFS基因的同源基因之一)在大豆中的表达特点。组织表达分析表明,IFS1基因在根、茎、叶、花、籽粒、豆荚和胚中均有表达,其中在较嫩的组织(萌发7 d的豆苗根、茎、叶)中表达量较高,在较老的组织(生长70 d的豆苗根、茎、叶)中表达量较低,在开花后25,45 d的籽粒和豆荚及花中表达量也较低,而在成熟胚中IFS1基因表达量较高,推测该基因在胚形成早期就已经完成了大豆异黄酮的积聚过程。不同非生物胁迫的诱导表达分析表明,IFS1基因不同程度地受IAA、ABA、PEG、NaCl、低温和创伤胁迫诱导表达,表明该基因参与了大豆的逆境应答。

野生茄托鲁巴姆高抗黄萎病,是研究茄子黄萎病抗性的理想试材。胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)是植物在逆境条件下生成的一类应激蛋白。研究以1个受黄萎病菌诱导的托鲁巴姆EST为种子序列,结合电子克隆及RT-PCR验证的策略,获得了LEA蛋白基因的全长cDNA序列,命名为StLEA1。该基因的完整开放阅读框为291bp,编码96个氨基酸,编码蛋白的分子量为10.748 kDa,等电点为9.913。经序列分析,StLEA1为水溶性蛋白,不存在信号肽,具有LEA5家族的典型结构域和保守序列,预测含有多个磷酸化位点。表达分析表明,托鲁巴姆受黄萎病菌侵染后,StLEA1在根系中上调表达。为探讨野生茄托鲁巴姆抗黄萎病分子机制提供了素材。

基于物种同源性,应用PCR和RT-PCR技术,克隆得到藏山羊瓣胃溶菌酶基因cDNA编码序列,并命名为TGOLyz,应用生物信息学软件对TGOLyz基因核苷酸序列及预测的蛋白序列进行了分析,并预测该蛋白的三级结构;应用qRT-PCR技术检测了TGOLyz在5个组织中的定量表达。结果表明,藏山羊瓣胃溶菌酶基因TGOLyz cDNA编码区长444 bp(Accession No.KC558501),编码147个氨基酸,分子量为16.29 kDa,等电点为6.08。同源性对比显示,TGOLyz与牛胃1(Cow stomach 1)的同源性最高,达95.24%,与牦牛胃(Yak stomach)的同源性最低,仅为67.61%;系统进化树显示,该基因属于c型溶菌酶(c-type lysozyme)家族;qRT-PCR分析表明,TGOLyz基因在5个组织中均有表达,在瓣胃中表达量最高。这为进一步深入研究TGOLyz的抗菌及消化功能的分子调控机制提供了理论基础。

用PCR-SSCP和测序技术对河西绒山羊、辽宁绒山羊和内蒙古绒山羊3个品种共394个个体的生肌决定因子5(Myf-5)和垂体转录释放因子-1基因(Pit-1)进行遗传多态性分析,并研究基因型对体质量和体尺性状的影响。结果表明:Myf-5基因第1外星子在3个山羊品种中未发现多态性。在Pit-1基因第3外星子中检测到1个SNP(A/G),并存在AA和AB 2种基因型,A等位基因为优势等位基因。最小二乘分析结果表明,AA基因型有较高的产绒量和体质量且达到显著水平(P<0.05),而对于体尺性状,基因型间未达到显著水平(P>0.05),但AB基因型个体的表型值明显低于AA基因型,2种基因型在这3个体尺指标的大小排列顺序均为AA>AB。推测Pit-1基因对山羊生长性能存在一定影响,提示AA基因型可作为分子标记用于预测山羊生产性状。

沙门氏菌是人畜共患的重要食源性病原菌,建立灵敏的双重PCR方法有益于实现对致病性沙门氏菌(Sal-monella)的快速检测。以沙门氏菌毒力岛基因为研究对象,根据GenBank发表的沙门氏菌毒力岛基因序列,分别设计合成了沙门氏菌毒力岛mgtC和sopB的2对引物。以鼠伤寒沙门氏菌(ATCC9150)菌株的核酸为模板,经过引物特异性试验,DNA模板灵敏度试验,优化反应条件,成功地建立了快速鉴别以及检测鼠伤寒沙门氏菌的双重PCR方法。特异性试验结果表明,引物mgtC和sopB建立的双重PCR仅能扩增出沙门氏菌(ATCC9150)的2段特异性片段,大小分别是500,1 000 bp。敏感性试验结果表明,沙门氏菌的最低检测限为10 cfu/mL。此方法能鉴定产生毒力因子的沙门氏菌,其特异性强、敏感性高,可实现对食源性致病菌的快速检测。

以成熟的莱阳茌梨果实为试材,应用同源克隆和RACE方法从茌梨果肉中克隆到内切-β-1,4-葡聚糖酶基因的一个同源基因cDNA的全长序列,命名为PbEG,其碱基长度为1 971 bp,PbEG的开放阅读框编码493个氨基酸,相对分子量为54.596 1 kDa,等电点为9.14;PbEG编码的蛋白属于糖基水解酶第9家族,不含有跨膜区域但在N-端含有一段信号肽。其编码氨基酸同源性分析表明,茌梨PbEG基因与蓖麻EG基因同源性较高,达到84%,其次是豌豆和葡萄。

小麦TaNADP-ME2是一光反应基因,并对干旱、盐、低温等非生物胁迫作出响应。构建TaNADP-ME2基因的重组植物表达载体,并转化水稻获得转基因植株。利用重组技术构建植物表达载体,冻融法转化农杆菌,农杆菌介导方法转化水稻成熟胚诱导的愈伤组织,潮霉素筛选和PCR鉴定转基因植株。成功构建了重组植物表达质粒pSUE2,并将pSUE2转入农杆菌EHA105,潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因和TaNADP-ME2基因PCR鉴定获得16棵转基因阳性水稻植株。为进一步确定TaNADP-ME2基因的水分利用效率功能奠定了基础。

为了研究不结球白菜内部的群体结构,从全国搜集了78份广泛种植的蔬菜用不结球白菜品种,使用SSR标记对其进行多态性分析,并利用Structure 2.1软件统计分析标记数据划分群体结构。结果表明,初筛出的21对多态性SSR标记覆盖了白菜10个连锁群,在78份材料中扩增共产生了56个等位基因变异,平均每个SSR标记产生的等位基因数目为2.7个。Structure分析表明,所选的不结球白菜可分为4个亚类群,S1和S2亚类群主要集中了来自于南北方各省份的49份普通白菜,苗用大白菜主要分布在S3和S4亚类群,乌塌菜主要分布在S1和S4亚类群,菜心的遗传背景比较复杂;材料的类群划分与地理来源的关系在S2亚类群表现的较为明显。结果表明,不结球白菜内部存在着明显的群体结构,为合理利用现有的种质资源指导育种和进行新基因的挖掘奠定了基础。

先期抽薹已成为胡萝卜冬春大棚栽培和早春露地栽培的瓶颈,了解胡萝卜先期抽薹调控机理,有助于开展耐抽薹品种的选育。以春季栽培先期抽薹敏感的松滋野生胡萝卜(P1)为亲本,分别与6个栽培品种正反杂交获得F1和F2进行遗传分析,结果表明,胡萝卜先期抽薹以加性效应(VA)为主,还有显性效应(VD)及环境因子(Ve)。在露地和温室低温天数相似的生长条件下,P1和7262B(P6)在温室中的先期抽薹率显著降低,Amsterdam forcing(P4)在温室中均未出现抽薹,这可能是弱光条件所致。通过对P1、P4及其F1、F2植株遮光处理,发现短日照可显著推迟P1、F1和F2植株起始抽薹时间,降低先期抽薹率,而且处理时间越长,效果越显著,但P4处理前后均未出现抽薹。P1种根经不同时间7℃低温处理后,在长、短日照条件下表现出同样规律。而且P1植株经4～13℃处理14 d均能发生先期抽薹,其中7℃处理效果最佳。

为开发以绿色荧光蛋白(GFP)为基因的原核表达载体,根据NCBI基因序列设计引物,通过PCR扩增获得GFP编码基因,经限制性核酸内切酶消化后将GFP定向克隆至原核表达载体pMAL-c2X中malE基因下游的EcoRⅠ与HindⅢ位点之间,与malE基因融合为一个表达框。重组产物转化E.coli TB1感受态细胞,在添加有50 mg/mLAMP、10μmol/L IPTG的LB平板上于37℃培养12～16 h后放置于25～30℃的培养箱中继续培养4～6 h,365 nmUV照射下挑取转化克隆,经扩大培养后用IPTG诱导GFP的表达并用SDS-PAGE检测表达效率。结果表明,融合在麦芽糖结合蛋白下游的GFP编码基因可以在宿主细胞中有效表达,在365 nm UV照射下,可以直接从加有50 mg/mLAMP、10μmol/L IPTG的LB平板上挑取发绿色荧光的重组克隆,SDS-PAGE分析结果显示其扩大培养物经IPTG诱导后可高效表达GFP。该结果为进一步构建以GFP为标记基因取代抗生素筛选标记的原核表达载体提供了切实的试验依据。

小麦品系L224-3苗期和成株期对目前大多叶锈菌生理小种表现抗性,鉴定和定位其中抗叶锈病基因对培育持久抗叶锈品种十分重要。苗期利用L224-3及37携带已知抗叶锈病基因的对照品系接种15个中国小麦叶锈菌小种,同时对由L224-3和感病品种郑州5389杂交获得的F2:3群体进行抗叶锈性遗传分析,进一步利用SSR和STS标记对L224-3中的抗叶锈病基因进行分子定位。遗传分析结果显示,L224-3可能携带1对显性抗病基因,暂命名为LrL224,标记分析表明,LrL224与1BL上的4个SSR标记barc8、gwm582、wmc419、wmc694和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3)紧密连锁,其中距离最近的2个SSR标记为barc8、gwm582,与LrL224的遗传距离分别为4.3,4.6 cm。LrL224位于1BL染色体上,鉴于之前对其他已知抗叶锈病基因的研究,其抗性反应均与此不同,推断其可能为1个新的抗叶锈病基因。

以不同生态型甘蓝抗枯萎病高代自交系R4-P1和感枯萎病自交系R2-P2组配得到的142个F2单株作为构图群体,利用AFLP、SSR、SRAP这3种分子标记技术对该群体进行遗传连锁分析,构建了一张含有9个连锁群、240个标记位点的高密度甘蓝分子遗传连锁图谱(LOD≥4),其包含162个AFLP标记、52个SSR标记和26个SRAP标记,标记间平均图距3.6 cm,覆盖864.4 cm。该图谱涉及标记种类多,是目前发表的覆盖基因组较全面的结球甘蓝亚种内遗传连锁图谱,可供参考的SSR标记数量多,将为后期甘蓝枯萎病抗性基因的定位及克隆搭建良好平台,同时为结球甘蓝重要农艺性状的QTL定位及分子标记辅助选育新品种奠定基础。

研究不同剂量的硫酸铜对小鼠睾丸组织的损伤,为研究动物生殖毒性和繁衍提供参考依据。首先采用上下法测定硫酸铜对小白鼠的半数致死量LD50为55 mg/kg,95%可信限区间为35.02～155。将40只小白鼠随机分为4组,即对照组(生理盐水)、低剂量组、中剂量组、高剂量组,采用灌胃法染毒。期间记录小鼠体质量,染毒结束后采集睾丸组织称质量并制作石蜡切片,观察其病理组织学变化。结果显示,与对照组相比,不同剂量的试验组体质量的增长率均下降,高剂量组在第1周和第2周甚至出现了负增长,分别为:-3.86%,-0.62%。光学显微镜观察睾丸的病理切片,与对照组相比,试验组小鼠睾丸曲精细管呈现不同程度的变性,管内各级生精细胞数目减少或缺失,精子形成极少或无,且随剂量的升高,睾丸组织病理损伤越严重。以上结果表明,硫酸铜可诱导生精细胞凋亡,且可显著抑制精原细胞的增殖,随着剂量的增加对睾丸组织的生殖毒性效应越强。

为分析系列化学诱变对玉米自交系AS-9诱变后代的影响,以玉米自交系AS-9及其化学诱变自交第1代M1和第4代M4为材料,进行发芽试验,同时利用分布在10条染色体上的68对SSR引物进行遗传变异分析。结果表明:诱变M1和M4种子的发芽率、芽长和根数普遍高于对照;能在2代玉米试材中扩增出多态性条带的引物有54对,占引物总数的79.41%;M1诱变系与基础材料对照的遗传相似系数平均值为0.364 7,遗传相似系数中心化后的数据在-0.12处,可将材料分为2个类群,基础材料(ⅠCK)为一类,诱变系为一类;M4诱变系与基础材料对照的遗传相似系数平均值为0.434 6,遗传相似系数中心化后的数据在-0.09处,可将材料分为基础自交系(ⅣCK)和诱变系2个类群;M1和M4主成分分析与聚类结果基本一致。说明基础材料AS-9与诱变系材料间存在真实的遗传差异,系列化学诱变已使玉米自交系AS-9产生了广泛的遗传变异。

对5个变种的10个甜瓜材料的10个成熟性状进行测定,同时采用固相微萃取(SPME)与气相色谱质谱联用技术(GC-MS)检测其香气成分,并对它们做了主成分分析。结果表明:不同变种的甜瓜果实在成熟性状上存在很大的差异。Cantalupensis变种的Ogen、Charentais表现出典型的呼吸跃变果实特征,不仅呼吸速率和乙烯释放率高,且香气物质总量及香气成分种类亦远高于典型的非呼吸跃变型的Casaba甜瓜。不同变种类型的甜瓜果实香气成分组成差异很大,其中酯类作为主要香气物质含量差异最大(48.17%～92.74%);醇类成分在变种inodrous与reticulatus中含量较高(15.85%～26.45%),而醛类成分在变种conomon一窝猴菜瓜中含量最高,达37.26%;薄皮类型甜瓜因其他类香气物质(包括烯、烷、呋喃、醚、酸、萘、酚类和少量含硫化合物)含量较高(10.78%～18.81%)而区别于厚皮类型甜瓜。呼吸速率和乙烯释放速率与非乙酸酯类香气物质含量均呈极显著的正相关(r分别为0.904**和0.967**)。在10个甜瓜果实中共检测到167种化合物,其中共有化合物12种,但各香气成分含量在不同变种甜瓜果实中差异较大。不同变种甜瓜果实在成熟性状及香气特征上的差异性共同决定了其独特品质与它们之间的多样性。

针对南方红壤区施氮量高、肥料利用率低等问题,设置了不施氮(N0)、传统施氮(CFN)2个对照处理和6个氮肥减施处理,分析了土壤养分在水稻不同生长阶段的动态变化以及与产量的关系。结果表明:在低于传统施N20%,等P、K的条件下,30%传统氮肥用量+50%厩肥有机氮肥用量(30F+50M)、30%传统施氮肥用量+50%缓释氮肥用量(30F+50S)产量与CFN持平,比80%传统氮肥用量(80F)分别增产4.7%,5.2%;其余减施氮肥处理与80F产量基本持平。30F+50M处理在分蘖盛期、抽穗期、成熟期土壤有机质和有效磷含量均达到最高,碱解氮在分蘖盛期和成熟期达到最高,30F+50S处理在水稻抽穗期土壤碱解氮含量最高,N0处理土壤速效钾在分蘖盛期、抽穗期、成熟期均达到最高。与产量关系分析表明,在土壤全氮、碱解氮、有效磷含量与水稻籽粒产量显著正相关,土壤速效钾含量则与产量显著负相关,其中有机质、有效磷、速效钾在不同生育时期之间存在显著正相关。因此,在南方红壤区,减施氮肥的条件下,可通过化肥配施厩肥或者化肥配施缓释肥来提高不同生育时期土壤速效养分含量来实现增产或达到传统施肥产量水平。

以3个芒属植物杂交种为材料,研究了收获期对芒属植物杂交种植物学性状、生物产量与氮磷钾含量的影响。结果表明,随着收获期的推迟,3个品种生物产量均呈下降趋势,湘杂芒2号和湘杂芒3号自10月20日开始显著下降,而湘杂芒1号自11月20日才开始显著下降,至12月20日,3个品种生物产量仍在40 t/hm²以上,至次年1月20日,3个品种生物产量分别为40.6,38.8,31.6 t/hm²;3个品种叶片SPAD值与植株含水量均从10月20日开始表现下降趋势,但二者的显著下降时期均存在品种间差异;3个杂交种的氮、磷、钾含量自10月20日开始下降,但氮、钾含量的大幅度下降时期具有品种间差异。3个杂交种平均来看,氮磷钾含量分别从10月20日的1.1%,0.15%,0.76%下降到1月20日的0.32%,0.07%,0.20%。综合叶片SPAD值、植株含水量、生物产量、植株氮磷钾含量与累积量等因素,湘杂芒2号适宜收获期应在11月20日以后,而湘杂芒3号与湘杂芒1号应在12月20日以后。

采用田间定位试验,研究了膜下滴灌条件下,以氮磷推荐有机肥(M0、M170N、M400N、M600N和M70P),按照氮素供应目标值和根层土壤氮素水平确定配施化肥的不同调控模式对温室番茄干物质、产量和果实品质的影响。结果表明,随着有机肥推荐量的增加,番茄干物质量增加,与单施化肥相比,以氮磷推荐有机肥对番茄干物质的影响差异不显著。以氮推荐M400N和以磷推荐M70P处理的番茄产量较高,比M0处理分别增产7.7%和5.5%,显著高于对照。以氮推荐M170N和M400N处理的番茄果实品质较好,降低番茄果实硝酸盐含量,提高Vc含量、可溶性糖和糖酸比,但对可溶性固形物和可滴定酸含量的影响不显著。综合分析番茄干物质、产量和品质指标,在本试验条件下,以磷推荐有机肥70 kg/hm²,每季追施氮肥213 kg/hm²,或以氮推荐有机肥400 kg/hm2,每季追施氮肥113 kg/hm²为设施番茄高产优质有机无机养分管理模式。

为了解滴灌条件下水分调控对春小麦产量及水分利用的影响,以新春22和新春19为试验材料,在其关键生育期:Ⅰ期(出苗-拔节期)、Ⅱ期(拔节-扬花期)、Ⅲ期(扬花-乳熟期)内进行土壤水分控制。结果表明,Ⅱ期是小麦水分调控最为关键和敏感的时期。新春22在Ⅱ期采用75%～80%、Ⅰ期和Ⅲ期采用65%～70%的土壤水分下限处理时产量和水分利用效率均显著高于其他处理,分别达6 894.2 kg/hm²和15.824 kg/(mm.hm²);而新春19在各期下限均为75%～80%时,产量和水分利用效率最高,达7 409.1 kg/hm2和14.586 kg/(mm.hm²);就整个生育期的耗水情况来看,矮秆品种新春22在不同土壤水分处理下的耗水量均低于高秆品种新春19,是个节水型品种;新春22和新春19的耗水量、水分利用效率与产量之间均呈极显著的对数关系(r²=0.85)和直线关系(r²=0.97)。

采用砂培培养方法,比较研究淹涝与否和不同氮形态(铵态氮、硝态氮以及铵硝态氮以1∶1混合)对苗期玉米伤流液流量及组分的影响。结果表明,与非淹涝胁迫条件相比,在淹涝胁迫处理的第3天,铵态氮处理玉米的根、茎鞘和整株的生物量干物质量显著增加,当胁迫延长至7 d时,其叶的生物量干质量的增加幅度也达差异显著性水平。此时,其根、茎鞘和叶的生物量干物质量明显高于硝态氮处理,且其中茎鞘的生物量干物质量也明显高于铵、硝混合处理。尽管在遭受淹涝胁迫3 d时,铵态氮处理的伤流液流量及其中的可溶性糖的量均明显降低,但当胁迫时间延长至7 d时,其根系活力明显增高,伤流液的流量及其中的可溶性糖的量也均恢复至非淹涝胁迫条件下的水平。相对而言,与非淹涝胁迫条件相比,为期3 d的淹涝胁迫显著提高硝态氮处理的玉米植株的根系活力,但降低其伤流液流量及其中的硝态氮的量;且随着胁迫时间的延长,其伤流液中的可溶性糖的量也由遭受淹涝胁迫3 d时的无明显变化的趋势,发展为呈明显的降低趋势;而其夜间伤流液中的氨基酸的量则由明显降低转变为与对照无明显差异;其根系活力也恢复至与对照无显著差异的水平。因此,在不同供氮形态下,苗期玉米的根系对淹涝胁迫的响应也存在阶段性差异,进而影响其对淹涝胁迫的适应性。

为明确籽粒内激素含量变化动态与源库矛盾的关系,通过梯度减除稻穗上部枝梗的方法,改变不同穗位籽粒的源库关系,进而研究了不同粒位籽粒的IAA、ABA、ZT、GA3的动态变化及其与胚乳细胞增殖、粒质量形成之间的关系。结果表明,籽粒中激素以IAA、ABA含量较大,而ZT、GA3含量较小;自然状态下,粒位间IAA含量总的变化趋势是灌浆前期下位籽粒大于上位籽粒,灌浆后期则相反;其他激素总体表现为灌浆前期上位籽粒大于下位籽粒,灌浆后期则相反;粒位间激素含量差异存在波动。源库比例改变后,各粒位激素含量总体提高、弱势粒的变化幅度较大,粒位间、激素间存在不同的变化特征;相同粒位激素含量变化幅度并不随减库程度的增加而增加。灌浆中期的激素含量对胚乳细胞增殖有延后效应,灌浆前期及后期的激素含量对籽粒干质量增加既存在即时效应,又存在延后效应。

分析不同磷处理下的大豆幼叶、根尖酸性磷酸酶活性与植株磷利用率间的相关性,提供能够快速准确筛选磷高效利用大豆基因型的生化指标;在3种不同磷处理水平下,测定并比较12个大豆品种的幼叶、根尖酸性磷酸酶活性以及植株磷利用率;检测2μmol/L磷处理下的159份大豆品种的根尖酸性磷酸酶活性。2μmol/L磷处理下,根尖酸性磷酸酶活性与磷利用率间存在极显著正相关(r>r0.05),并从供试171份材料中筛选出6个磷高效大豆基因型;低磷条件下,大豆根尖酸性磷酸酶活性可作为磷高效基因型筛选的重要生化指标。

为了探索华北地区适宜的耕作培肥方式,通过在河南省获嘉县小麦-玉米轮作区高产农田4年的定位试验,比较研究了深耕(DT)与浅耕(ST)2种耕作方式和增施有机粪肥(OF)、秸秆还田(SF)、有机粪肥+秸秆还田(OSF)与对照(CK)4种培肥方式对土壤养分和小麦产量的影响。结果表明,对于不同耕作方式,耕层土壤的全氮、有机质含量均为ST>DT,而全磷含量变化不定;对于不同的培肥方式,土壤全氮、有机质含量均为:OSF>OF>SF>CK,但土壤全磷含量变化则有所不同,深耕条件下为:OSF>OF>SF>CK,浅耕条件下则为:OF>OSF>SF>CK。耕作方式对土壤全氮含量影响极显著,对有机质含量影响显著;培肥方式对土壤全氮含量影响极显著,对全磷含量影响显著。从小麦产量来看,无论深耕还是浅耕均以OSF处理最高,其中深耕+有机粪肥+秸秆还田(DTOSF)处理最高,单独深耕处理(DTCK)最低。此外,耕作方式对穗长的影响极显著,培肥方式对穗长、结实小穗、千粒质量、穗粒数的影响均为极显著,耕作与培肥互作对不孕小穗影响显著。综上所述,DTOSF处理是华北地区较好的增产耕作培肥方式。

以京欣一号西瓜为试材,用0(清水对照),0.5,1.0,2.0,4.0,8.0 mg/L Na₂SeO₃喷施叶面,定期采样监测西瓜叶片和果实中硒、镉和铅等生理指标动态变化,研究叶面喷施硒肥后重金属镉和铅在西瓜生物体内的积累和代谢机制,以及硒对重金属镉和铅的拮抗作用。结果表明,西瓜坐果期叶片喷施Na₂SeO₃,叶片有机硒含量最高,对硒吸收能力最强。4.0 mg/L Na₂SeO₃处理叶片镉含量最低,对镉抑制效果最好,2.0 mg/L处理对铅抑制效果最好,2.0～4.0mg/L处理对丙二醛(MDA)积累抑制效果最好。1.0～8.0 mg/L Na2SeO3处理西瓜果实中硒的积累量均与对照差异显著(P<0.01),不同质量浓度Na2SeO3处理对镉积累抑制效果大小为4.0 mg/L>2.0 mg/L>1.0 mg/L>0.5>8.0 mg/L>清水对照,对铅积累抑制效果大小为2.0 mg/L>1.0 mg/L>0.5 mg/L>4.0 mg/L>8.0 mg/L>清水对照。因此,叶片喷施硒肥是西瓜补硒的一种有效措施,质量浓度为2.0～4.0 mg/L的Na₂SeO₃,既能提高西瓜硒含量,又能降低果实内镉和铅的积累。

在大田试验条件下,研究了在冬小麦-夏玉米复种连作体系下氮肥周年运筹对其产量以及关键构成要素的影响,分别对两季作物中各产量构成要素。穗部性状和关键农艺性状进行了相关以及通径分析。结果显示,在冬小麦-夏玉米复种连作体系下,中高氮肥水平对冬小麦产量关键性构成要素穗粒数、穗粒质量和每穗结实小穗数的影响均较对照和低氮肥水平有所提高,千粒质量下降;对夏玉米百粒质量、果穗粗、果穗长的影响具有显著提高,但中高氮肥之间差异不显著。本研究认为,华北地区冬小麦-夏玉米复种连作模式下,对冬小麦季灌拔节水和开花水,氮肥施用量为210～270 kg/hm²,采用基施和拔节施,对夏玉米季氮肥施用量为240～300 kg/hm2采用拔节施和大喇叭口施的栽培措施,可以使产量最优。

以青麦6号为试验材料,研究了小麦玉米轮作制度下夏玉米季缓释氮肥施用量(0,150,225,300 kg/hm2)对后茬冬小麦土壤氮含量、分布及冬小麦氮素利用的影响。结果表明:与对照(不施氮)相比,夏玉米施氮肥明显增加了后茬冬小麦季土壤0～80 cm各土层全氮含量,尤其当施氮量达到300 kg/hm²时,氮肥在小麦季土壤中大量积累;小麦各生育期植株地上部氮素积累量随着夏玉米施氮量的增加而增加,而氮素向籽粒转移率呈先增加后降低趋势;夏玉米季施氮量对小麦干物质和籽粒产量影响显著,当夏玉米施氮225 kg/hm²时,干物质和籽粒产量值均最高,过量施氮则导致冬小麦干物质和籽粒产量下降。

以韭菜品种新世纪雪韭为供试材料,设不施氮(N)、低氮(N 12g/m₂,L)、中氮(N 24g/m₂,M)、高氮(N 36g/m₂,H)4个氮素水平,结合4 g/m₂硫磺(S)对韭菜进行土施处理,分析氮硫互作对韭菜叶片硝酸盐(NO^3-)累积及NO^3-还原同化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,NO^3-和硝酸还原酶活性(NRA)均呈现出逐渐增加的趋势,而谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性、可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及干物率则表现出先增加后降低的变化趋势,且均在中氮水平达到最高。土施硫磺可降低不同氮水平下韭菜硝酸盐的累积,提高NA、GOT和GPT的活性,各酶活性均以中氮水平下增幅最大,分别为21.23%,20.15%,17.74%;另外,施硫处理还显著提高了中氮水平下氮代谢产物游离氨基酸和可溶性蛋白含量,分别为22.79%,25.27%。综上所述,施硫和适量的氮素配合不但促进了氮素水平韭菜叶片氮代谢中硝酸盐的还原和同化,同时调动转氨作用的积极协同配合,促进了硝态氮转化为游离氨基酸和可溶性蛋白,降低了硝酸盐累积。

在我国典型半湿润偏干旱的山西寿阳试验区,通过16年的长期定位试验,研究了不同秸秆还田方式对土壤硝态氮空间分布与累积的影响。结果表明,秸秆还田可以有效提高作物产量,同时会增加土壤氮素盈余,提高硝态氮淋失的风险;各处理土壤剖面硝态氮累积量主要集中于0～200 cm区域,在80 cm土层以下出现了明显的硝态氮累积峰;由于秸秆过腹还田处理氮素盈余最多,所以硝态氮累积量最高,在80～100 cm处和200～220 cm处出现了2个硝态氮累积峰,土壤下层硝态氮累积量明显增高,被淋失的风险增大;秸秆覆盖还田虽然累积量最少,但其在200～300 cm的累积量却占总累积量的25.63%,硝态氮淋失风险最高。

利用已开发的与穗发芽抗性相关的STS标记Vp1A3和Vp1B3,对我国46份代表性小麦品种进行穗发芽抗性基因的综合筛选。结果表明:用Vp1A3共检测出13种Vp-1A等位基因,分别是Vp-1Aam、Vp-1Aan、Vp-1Aao、Vp-1Abm、Vp-1Abn、Vp-1Agm、Vp-1Agn、Vp-1Ahm、Vp-1Aho、Vp-1Aim、Vp-1Ain、Vp-1Aio、Vp-1Ajm,各占总数的17.4%,8.7%,2.2%,4.3%,4.3%,6.5%,2.2%,2.2%,2.2%,15.2%,28.3%,4.3%,2.2%;用Vp1B3共检测出3种Vp-1B的等位基因,分别为Vp-1Bc、Vp-1Ba、Vp-1Bb,各占总数的71.7%,17.4%,4.3%。通过Vp1A3和Vp1B3的综合筛选,在46份材料中共选出5份抗穗发芽基因型材料,分别是绵阳31、豫麦35、凤麦24、CA0489和山东928802,其Vp-1基因的单倍型分别为:Vp-1Agm和Vp-1Bc,Vp-1Agm和Vp-1Bc,Vp-1Agm和Vp-1Bc,Vp-1Aam和Vp-1Bb,Vp-1Abm和Vp-1Bb。利用Vp1A3和Vp1B3对小麦的穗发芽抗性基因进行综合筛选,提高了选择效率。

利用黑麦基因组特异SCAR标记对小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr45和其背景材料Thatcher进行PCR扩增,在TcLr45中获得了单一条带,而在Thatcher中则扩增出2条与其大小不同的条带。进一步利用49个小麦抗叶锈近等基因系进行扩增,经5%聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,该片段为TcLr45特有片段。经TcLr45×Thatcher F2分离群体验证,该标记与Lr45基因连锁距离较远。对该片段进行克隆测序,片段长度为650 bp,与该引物在黑麦中的扩增序列有差异(643 bp),进一步经BLAST2对这2个序列分析,相似性为97%,表明该片段为由黑麦向小麦转移的外源片段。100个小麦品种检测中有16个品种扩增出与TcLr45相同的条带。

在经过高代自交选育出结球甘蓝高抗霜霉病自交系R103和感霜霉病自交系S101的基础上,根据苗床田间自然发病的S101病害症状,以及病原物镜检和回接鉴定,明确该病害的病原是十字花科霜霉菌。经过苗期田间自然诱发和十字期人工室内接种抗性鉴定,以感病亲本为回交亲本的BC1群体中抗病株和感病株的比例,田间是0.91∶1,室内为0.96∶1,经卡平方适合性检测均符合1∶1分离比例;F2分离群体中自然鉴定和人工鉴定抗病单株和感病单株的比例分别为2.93∶1和3.01∶1,检测结果经卡平方分析证明均符合3∶1的分离比例,2种抗性鉴定方法都表明这些群体中结球甘蓝霜霉病抗性受单基因显性控制,为了缩短抗性鉴定时间,可采用人工接种鉴定代表整个苗期结球甘蓝霜霉病抗性。

为了减轻氟磺胺草醚对土壤的污染问题,利用富集培养技术从山东某农药厂活性污泥中筛选到1株具有高效降解氟磺胺草醚能力的细菌,命名为BX3。通过菌落形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株BX3为微嗜酸寡氧单胞菌。同时对菌株BX3的生长特性及降解特性进行了初步研究。结果表明,该菌株降解氟磺胺草醚的最适条件为:氟磺胺草醚质量浓度为100 mg/L,培养温度为30℃,pH值6～7。在最适条件下,菌株BX3具有较强的降解氟磺胺草醚的能力,培养5 d后对氟磺胺草醚的降解率达到80%以上。可为氟磺胺草醚污染土壤的生物修复提供适宜的菌种资源。

对沾化冬枣根际解无机磷细菌进行了分离、筛选与鉴定,并对获得的高效溶磷菌进行培养条件及溶磷特性研究。利用透明圈法对沾化冬枣根际土壤中具有溶磷能力的细菌进行初筛;利用改良蒙金娜液体培养基对初筛菌株进行培养后采用钼锑抗比色法测定发酵液的可溶性磷含量,对解磷菌进行复筛;通过形态指标、16S rDNA序列分析对该菌株进行了初步鉴定;同时对该溶磷菌株进行了耐盐试验、液体培养条件下溶磷特性研究、发酵培养基的优化试验,以及促进土壤中有效磷含量增加等一系列研究。结果显示,本试验从沾化冬枣根际土壤中分离出1株耐盐高效解无机磷细菌PSB6,初步鉴定该菌株为土壤杆菌属,能显著增加发酵液和土壤中有效磷的含量。为通过生物途径改善沾化冬枣磷素供应,促进其生长提供了优良的菌株资源。

通过室内培养法,研究了不同比例生物碳对含有肉桂酸土壤的微生物数量、土壤酶活性及土壤有效养分含量的影响。结果表明:肉桂酸对所测4种土壤酶活性均产生了不同程度的影响,其中影响最大的是蛋白酶;细菌的数量呈增加趋势,而真菌的数量呈减少趋势;加剧了土壤中硝态氮含量的积累,降低了土壤铵态氮、有效氮、有效磷和速效钾的含量。添加2.5%和5%碳化玉米芯后促进了土壤酶的活性;增加了土壤中细菌的数量,减少了真菌的数量,B/F值增加;有效地缓解肉桂酸对土壤有效养分的影响。说明生物碳可以吸收土壤中的化感物质,从而缓解化感物质的毒害作用。

为研究长期不同施肥制度造成的作物产量及土壤质量变化,为我国华北地区冬小麦夏玉米生产中肥料资源的合理利用和农业可持续发展提供技术支撑。采用长期定位试验,开展了长期施肥对华北平原褐土土壤肥力以及作物产量的影响研究。试验结果表明,单施氮肥的处理,明显增加对地下水硝酸盐污染的环境风险。多年连续不施用磷肥或钾肥,土壤磷或钾的耗竭严重。氮磷、氮磷钾、氮磷钾锰锌配合处理冬小麦籽粒可以获得较高产量。氮磷钾和氮磷钾锰锌配合夏玉米籽粒可以获得较高产量。因此,无论从产量还是保持土壤肥力,以及保护环境方面,均应选择氮磷钾配合或氮磷钾锰锌配合。

首先根据空肠弯曲菌mapA基因序列设计LAMP引物,建立检测空肠弯曲菌的LAMP检测方法。继而对LAMP方法中不同反应组分的浓度分别进行筛选,结果显示,当内外引物浓度分别为1.6,0.2μmol/L、Mg²⁺。浓度为8mmol/L、dNTP浓度为1.4 mmol/L、Betaine浓度为0.8 mol/L时获得最佳的反应结果。最后对LAMP反应的特异性和敏感性进行检测,特异性检测结果显示,对其他13种革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌扩增结果均为阴性;敏感性检测结果显示,对空肠弯曲菌基因组DNA的检测限为每个反应管100 fg,对空肠弯曲菌培养菌液检测限为每个反应管7.5cfu。试验建立的LAMP方法为快速简便地自动物源性产品中检测空肠弯曲菌奠定了基础。

通过对模板DNA、Primer、dNTPs、10×Taq 10 Buffer、Taq酶的不同浓度进行单因素筛选,并对退火温度和循环次数进行摸索,建立和优化了灰葡萄孢菌Flipper转座子PCR扩增体系。采用该体系及Flipper转座子引物扩增得到了1 159 bp的片段,通过比对发现,该片段与Botryotinia fuckeliana的Flipper转座因子转座酶基因相似性达99%,表明扩增得到的是预期目的片段。Flipper转座子扩增体系的建立,为深入研究我国葡萄灰霉病菌菌株的转座子类型及其与致病力、抗药性等因素之间的关系奠定了重要的基础。

通过RT-PCR方法从山西省不同地区养鸡场病、死鸡法氏囊组织中扩增得到IBDV SX/12 VP2基因全长,将其克隆至pMD18-T载体。测序分析结果表明,IBDV SX/12 VP2全长为1 356 bp,推导其编码452个氨基酸;核苷酸与氨基酸同源性分析显示,二者均与超强参考毒株同源性较高,分别为99.2%和99.6%;遗传进化树分析结果表明,IB-DV SX/12与超强参考毒株位于同一进化分支,IBDV SX/12高变区关键氨基酸具有以下特征:222S,249Q,254G,256I,279D,284A,294I,299S以及SWSASGS七肽区不变,超强参考毒株高变区关键氨基酸为:222A,249Q,254G,256I,279D,284A,294I,299S,除222S外,其他关键位点氨基酸均符合超强毒株特征,因此,从分子水平推断IBDV SX/12属于超强毒株。