基于水稻增产基因OsTAW1,从大豆全基因组中鉴定出23个GmTAW1同源基因家族成员,分析了大豆GmTAW1基因家族成员的保守结构域,并利用MEGA 4.1软件构建了系统发生树。研究了大豆GmTAW1基因成员的表达特征,为大豆产量性状的分子技术改良提供了候选基因资源。

为了对玉米护颖基部颜色进行遗传分析和定位,利用玉米颖片基部颜色分别为红色的自交系48-2和绿色的自交系黄野四为亲本,构建F₂分离群体,采用SSR分子标记进行遗传分析。结果表明,玉米颖片基部颜色为红色的性状属于质量性状,受1对显性核基因Rab1控制。连锁分析发现,位于玉米第2染色体上的标记bnlg2277与目标基因紧密连锁,并进一步将该基因定位在标记umc2195和umc1185之间,遗传距离分别为2.5,0.4 cM,物理距离为2.1 Mb,并以此为基础构建了目标区段的遗传连锁图谱。

为研究生肌因子如Myogenin和Myf5在调控肌特异基因表达时的作用机制,将这2个因子共转染非肌细胞,为确保转染效果,依次将这2个因子的编码序列克隆在双表达载体pVITRO2上。测序结果显示,克隆到载体的myogenin和Myf5编码区序列正确;初步的功能检测表明,它们都能有效地激活各自的靶基因。

为构建桃果胶乙酰酯酶(PpPAE)基因的原核表达载体pET-32a(+)-PpPAE,并获得稳定高效表达的重组蛋白,以青岛市现代农业质量与安全工程重点实验室前期获得的PpPAE基因(GenBank登录号KF017595)序列为依据,设计引物并扩增其cDNA片段,重组到原核表达载体pET-32a(+)中,将重组表达载体转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,并用IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析表达产物。结果表明,已成功构建原核表达载体pET-32a(+)-PpPAE,重组质粒在0.1 mmol/L IPTG浓度下诱导4 h后,有大量融合蛋白表达,分子量约为64 kDa。为进一步研究该蛋白的功能奠定了基础。

以甜高粱品种Roma为试验材料,在生物信息学分析基础上,采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,克隆了SbAGL6基因的编码区序列。序列分析表明,SbAGL6基因编码具有256个氨基酸的转录因子,在其N端含有MADS-box结构域,中间存在K-box结构域,与拟南芥AtAGL6等直系同源基因在核苷酸和氨基酸序列上都有较高的相似性。为验证其生物学功能,采用Gateway的方法,构建了SbAGL6基因的可诱导过表达载体。利用农杆菌介导侵染拟南芥的方法,获得了SbAGL6基因的转基因拟南芥植株,并对其进行了功能鉴定。结果表明,未施加诱导物地塞米松Dex时,转基因拟南芥与野生型生长一致,而施加DEX后,转基因植株比野生型提早开花,SbAGL6基因在调控植物花期转换中发挥了作用。

对鹅细小病毒YZ株非结构蛋白1的基因进行克隆、测序、比对及蛋白质结构和功能等生物信息学分析,探究了非结构蛋白1的基因分子特征和理化特性及病理学相关致病机理。通过PCR、质粒克隆及核苷酸序列测定方法获得病毒YZ株非结构蛋白1基因序列,采用DNAsis、Mega 5.10、Blast等多种生物学软件完成核苷酸序列及氨基酸序列和系统进化分析。结果显示,鹅细小病毒YZ株非结构蛋白1的基因全长1 881个核苷酸,编码627个氨基酸。与GPV-GB标准株、MDPV、ChPV、AAV的NS1基因序列存在很高的同源相似性,与MDPV的亲缘关系最近,提示番鸭和鹅细小病毒来自共同的祖先,其宿主的不同而演化为不同的分支。对应GPVNS1-YZ的同源区段序列(293～524)含231个氨基酸,分子量为26.446 kDa、PI=6.04,带负电的氨基酸30个,带正电的氨基酸28个,体外表达半衰期为5.5 h时,不稳定系数为40.23,脂肪系数为78.01,平均疏水值为-0.43,表明这一蛋白质为亲水性蛋白;该蛋白还存在9个抗原肽的位置:55～69,185～195,94～129,156～167,19～30,76～83,6～12,205～210,40～45,出现16个可能的B细胞抗原表位,表明它具有较高的免疫原性;但不存在跨膜片段,也不含信号肽和二硫键,可能不会分泌到宿主细胞的细胞膜外发生作用;其二级结构包含α-螺旋占30.74%,β-折叠占17.32%,无规则卷曲占51.95%,三级结构近似球状,包含一个SF3解旋酶超家族的DNA病毒解旋酶功能域(AA₁₇-AA₁₇₃),提示鹅细小病毒的非结构蛋白1可能在感染发生后参与病毒DNA自我复制中的DNA解旋过程。

用组织化学染色观察甘蓝型油菜温敏核不育系SP2S小孢子释放过程中胼胝质累积、降解情况,并用定量PCR检测花蕾不同发育阶段的小孢子释放相关基因表达情况。结果表明:苯胺蓝染色荧光检测发现甘蓝型油菜雄性不育系SP2S四分体及小孢子被大量胼胝质包裹,而且降解困难,壁物质降解延迟使得小孢子粘连在一起;对胼胝质酶基因BnMSR66进行扩增及测序,所得片段长度为445 bp,SP2F和SP2S材料的cDNA和DNA序列完全相同。包含一个全长为390 bp的开放阅读框,编码130个氨基酸;对花蕾不同发育时期参与四分体外周壁上纤维素降解的基因BnQRT1、BnQRT2、BnQRT3及胼胝质降解相关基因BnA6和BnMSR66进行实时荧光PCR定量分析,这些基因在不育株中表达量比可育株中大幅度提高,胼胝质过多而且延迟降解趋势与荧光染色观察结果一致。表明绒毡层变形及功能异常导致小孢子释放有关酶基因表达异常与小孢子败育有关。

为挖掘有价值的基因资源,对甘薯近缘种I.trifida的基因组文库进行了研究。通过流式细胞法测定I.trifida(2x,编号DLP4597)基因组大小为531.699 Mb。以叶片为材料采用包埋法提取基因组DNA,通过物理剪切进行基因组DNA片段化并进行末端平滑化和磷酸化处理,脉冲场电泳回收33～48 kb的DNA片段,然后连接到Fosmid载体pCC1FOS(Epicentre)上,包装转化大肠杆菌EPI300,构建了I.trifida的基因组Fosmid文库,该文库包含101 952个单克隆,保存于1 062个96孔培养板中,平均插入片段35 kb,覆盖基因组约6.7倍,理论上任意片段筛出率达到99.88%。以20个96孔板为一组构建三维PCR筛选体系,共分为53个组(第53组包含22个96孔板),每组包含1个超级池,20个板池,12个列池,8个行池,理论上最多通过93个PCR反应即可筛选到1个阳性单克隆。随机选择来自I.trifida的10个基因进行文库克隆筛选,平均阳性克隆数为8.2个,最少阳性克隆数为3个,最多为16个。

克隆天祝白牦牛脱嘌呤嘧啶核酸内切酶基因(APEX-1)全长cDNA序列,为研究天祝牦牛高原抗逆性机制提供理论基础。根据已知哺乳动物APEX-1基因cDNA序列同源性,设计引物以及5’和3’特异性引物,运用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得天祝白牦牛APEX-1基因全长cDNA序列。扩增获得天祝白牦牛APEX-1基因全长cDNA序列为1 391 bp(GenBank登录号:KF611690),ORF长957 bp,编码318个氨基酸。氨基酸序列分析显示天祝白牦牛APEX-1基因编码氨基酸序列与大多数哺乳动物相似,但有7个氨基酸突变。同源建模预测,显示天祝白牦牛APEX-1蛋白由8个α-螺旋和11个β-折叠片形成一个呈三明治的α/β球蛋白。天祝白牦牛APEX-1基因的成功克隆为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

采用室内苗期鉴定、大田人工接种鉴定和Pm4b分子标记对黄淮麦区的98个小麦品种(系)进行了白粉病抗性分析。苗期鉴定结果表明,被测品种中,抗病品种5个,占参试品种的5%。田间接种鉴定发现,抗病品种39个,占参试品种的39%。分子标记检测发现,98份供试材料中有3份样品检测到Pm4b基因的标记片段,占供试材料的3%。苗期感病而在成株期表现中等抗病有可能是慢病性品种,是一种更有利用前途的抗病种质。

采用RT-PCR方法,分段扩增出猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)Shanxi-6株15个基因片段,并将这15个片段分别连接到pMD18-T载体上进行克隆测序、拼接后,得到PRRSV Shanxi-6株全基因组长15 320 bp(不包含PolyA尾),包含9个开放阅读框,5’UTR长189 bp,3’UTR长150 bp。基因组序列分析结果表明,Shanxi-6株与欧洲型代表毒株LV的核苷酸序列同源性为54.35%,与美洲型代表毒株VR-2332的核苷酸序列同源性为88.80%,与HPPRRSV毒株(JXA1、HUN4、HuN、HUB1)亲缘关系最近,核苷酸序列同源性高达97.44%～97.74%,且在非结构蛋白Nsp2上有30个氨基酸的缺失。

根据PCV2 ORF1设计1对特异性引物,建立了SYBR GreenⅠReal-time PCR检测方法。该方法灵敏度可达10～100拷贝/μL,比常规PCR检测方法灵敏度高10倍,而与猪繁殖和呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪伪狂犬病毒(PRV)、猪瘟病毒(CSFV)以及猪细小病毒(PPV)没有交叉反应,利用该方法从50份临床病料中检测出43份阳性PCV2病毒,阳性检出率为94%。与常规PCR比较结果显示,该方法具有较高的灵敏度和特异性,能够快速检测和监控PCV2的感染流行。

筛选到应用于多主棒孢实时荧光定量PCR检测的特异性引物CIR5/CIF5,并建立了土壤中多主棒孢的实时荧光定量PCR检测技术。引物CIR5/CIF5能够从多主棒孢基因组DNA中特异性扩增出一条259 bp的片段,常规PCR检测中灵敏度可达10 fg/μL。利用实时荧光定量PCR检测模拟带菌土壤中的带菌量,结果证明该技术对土壤中多主棒孢的检测下限为1个孢子/g土壤,可以快速、准确地定量土壤中病原菌的孢子数目,为栽培前土壤中病原菌的监测预报提供有效的技术手段。

为了对大白菜芜菁花叶病毒病的抗性遗传规律进行研究,并筛选相关的分子标记,分别以高抗TuMV的高代自交系材料73和感TuMV的自交系材料06-247为亲本,构建其BC₁群体,运用摩擦接种法以TuMV的C4株系对上述群体进行接种,同时采用生物学观察法进行抗病性鉴定,采用BSA法筛选相关基因的分子标记。研究结果表明,在该试验组合中,TuMV抗性是由一对隐性基因控制的,筛选出与该基因连锁的3个分子标记BrID90143(4.2 cM)、BrSSR4068(4.2 cM)和BrID10645(10.1 cM),为大白菜抗TuMV分子标记辅助选择及相关基因的精细定位奠定了基础。

从灰葡萄孢ATMT突变体库中筛选获得一株不产生菌核的突变体,并利用TAIL-PCR技术获得插入位点的侧翼序列,将其在灰葡萄孢基因组数据库中进行Blast比对分析,采用分子生物学技术,对突变菌株BMH174鉴定并获得其突变基因（BC1G₀6945.1）;并对突变体的形态学、生长速率、分生孢子产量、致病能力、胞壁降解酶活力、毒素的生物学活性等方面进行了研究,这将为深入了解灰葡萄孢的致病机制奠定基础。

通过前期对江苏水稻地方品种抗条纹叶枯病资源的筛选获得的一份高抗条纹叶枯病水稻品种旱稻,配制其与条纹叶枯病感病品种武育粳3号杂交组合,采用田间自然接种鉴定方法,以病情指数为表型值,对141个F₂单株的F_2:3株系进行了条纹叶枯病抗性鉴定。同时利用群体分离分析法(Bulked segregant analysis,BSA法)对抗/感DNA池分析发现第11染色体SSR标记RM209、RM21与条纹叶枯病抗性有明显的连锁关系。利用基于完备复合区间作图方法的QTL检测软件(QTL IciMapping V3.2)在第11染色体上检测到一个条纹叶枯病抗性相关QTL,位于SSR标记RM209和RM21之间,LOD值为13.25,可解释表型变异38.39%,加性效应为负值,表明该数量性状基因座对水稻条纹叶枯病的抗性来自抗病亲本旱稻。

以前期研究中筛选得到的强毒菌株和弱毒菌株为试材,旨在探讨不同毒性玉米大斑病菌侵染对寄主多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的影响。在确定了检测玉米PPO活性的最佳反应体系及最佳酶活测定时间的基础上,建立了快速准确测定PPO活性的方法;探讨了玉米大斑病菌强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T侵染对寄主PPO活性的影响,结果发现,在优化的最佳试验条件下,弱毒菌株01-23T侵染对寄主防御酶PPO的影响与强毒菌株YC有很大不同,前者比后者更容易引发寄主防御反应,使寄主防御酶活性升高、抵抗力得以维持。为深入探讨玉米大斑病菌与玉米之间的相互作用奠定了基础。

根据猪伪狂犬病病毒(PRV)gE、gH基因序列,设计合成了2对特异性引物,分别建立gE和gH基因的单项PCR扩增方法。通过对PCR扩增条件的优化,建立了鉴别PRV强毒和疫苗毒的双重PCR检测方法,即利用一次PCR反应,从强毒株基因组中可同时扩增出2条大小分别为429 bp(gE基因)、355 bp(gH基因)的特异性片段,从弱毒株DNA中仅扩增出1条大小为355 bp的片段,而猪圆环病毒2型和猪细小病毒DNA扩增结果均为阴性。敏感性试验表明,所建立的双重PCR检测方法最低有效检测量为1×10²TCID₅₀/0.1 mL。该方法适合对PRV强毒和疫苗毒的快速鉴别诊断。

旨在检测以小黑麦干酒糟及其可溶物(TDDGS)替代肉牛日粮中的所有粗料和部分精料对5种瘤胃代表性菌(Fibrobacter succinogenes、Succinovibrio dextrinosolvens、Selenomonas ruminantium、Megasphaera elsdenii和Prevotella ruminicola)比例的影响。利用Real-time PCR法检测了饲喂TDDGS前后5种瘤胃代表性菌数量百分比的变化。结果表明,30%TDDGS组与对照组相比,瘤胃中F.succinogenes、S.ruminantium和M.elsdenii菌数量百分比均有升高,分别显著升高3倍(P﹤0.05)、10倍(P﹤0.05)和2倍(P﹤0.05),而S.dextrinosolvens和P.ruminicola菌数量百分比却都降低了,但差异均不显著。

研究重组大肠杆菌不耐热肠毒素B亚单位(rLTB)在鸭体内的吸收代谢及组织分布,为rLTB的临床应用安全性提供依据。试验鸭分别肌注1,50,100 mg/kg rLTB后,以神经节苷脂GM1酶联免疫吸附法(GM1-ELISA)测定注射后不同时间点鸭血清中的rLTB含量;连续3次肌注rLTB后,观察临床症状和剖检病理变化,并采集心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏和大脑制备组织切片,HE染色观察组织病理学变化,免疫酶组织化学染色观察rLTB在各脏器内的分布及含量变化。结果表明:鸭血清中的rLTB含量变化及维持时间与rLTB注射剂量呈正相关。1 mg/kg注射组2 h达到峰值,维持至6 h开始下降,24 h后基本检测不到;50,100 mg/kg注射组分别于2 h和1 h达到峰值,并均维持至12 h才开始下降,48 h后基本检测不到。HE染色切片显示50 mg/kg注射组肝细胞轻度浊肿变性,肺脏轻微炎症;100mg/kg注射组肝细胞浊肿变性明显、肺脏重度炎症、脑组织出现局灶性坏死。免疫组化染色结果显示,在被检脏器中均检出rLTB,以大脑含量最高,脾脏和肝脏次之,心脏和肺脏检出量低。rLTB大剂量肌肉注射可引起鸭一定的组织学病变,对鸭的安全使用剂量应不超过50 mg/kg。

以Thatcher及23个以Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈病近等基因系为材料,开展了MITE扩增体系的建立研究,获得了适合小麦MITE分子标记的扩增体系及不同引物的退火温度,所用56对引物有27对获得稳定扩增。

为探讨甜瓜的遗传转化技术,以甜瓜品种河套蜜瓜腋芽生长点做外植体,利用庆大霉素基因作为筛选基因,对影响农杆菌转化的菌液浓度、转化时间、共培养时间进行了正交试验。通过优化转化条件,建立了农杆菌介导的甜瓜腋芽生长点遗传转化体系。结果表明,采用培养20 d的无菌苗,以腋芽作为外植体,预培养1 d;用OD₆₀₀=0.7的菌液转化10 min后,黑暗中共培养2 d,然后用40 mg/L庆大霉素进行筛选;移栽后在叶片上喷洒20 mg/L庆大霉素筛选转基因植株,效果最好。通过对庆大霉素抗性苗进行PCR检测,初步验证外源基因已经整合进甜瓜基因组,转化率达到76%,幼苗移栽成活率为76.3%。

借助SSRs软件查找葡萄属含有SSR的EST序列,从葡萄属EST-SSR数据库中开发新型的EST-SSR标记,进行可利用性筛选,并设计引物。共开发出28对引物,从中筛选到16对多态性引物对62份葡萄材料进行PCR扩增。计算相似系数并构建聚类树状图,通过聚类分析研究葡萄属不同品种之间的亲缘关系,进一步验证EST-SSR在葡萄种质分类鉴定中的可行性。结果表明:绝大多数材料间的相似系数大于0.74,62份供试材料在相似系数0.658处可分为4个类群,大多数亲缘关系较近的种质资源都聚集在一起,相似系数种内较种间大,与传统分类情况基本一致。

为探寻一种高效、稳定、廉价的单条线虫DNA提取方法,以6种植物寄生线虫作为试验材料,比较了4种方法,即直接裂解法、冻融裂解法、切割裂解法、切割冻融裂解法对单条线虫DNA的提取效果。结果表明,对线虫进行管内切割的切割冻融裂解法与切割裂解法高效、稳定,冻融裂解法效果较差,直接裂解法效果最差。对线虫进行管内切割的切割冻融裂解法和切割裂解法可高效、稳定地获得高质量的单条线虫总DNA,满足下一步的PCR扩增需求。

为明确播期和密度对小麦光合效应及产量的影响,研究了6个播期和4种密度对小麦品种烟农19(半冬偏冬性)的影响。结果表明,同一播期下,小麦抽穗期和灌浆中期的叶面积指数随密度的增加而增加,并以10月10日(S2、正常播种)和10月17日(S3、适度晚播)播种的最高。同一密度下,小麦不同生育期的叶绿素含量及灌浆中期的各叶绿素荧光参数(F_o、F_m、F_v/F_m、ETR和Φ_psⅡ)皆以10月10日和10月17日播种的最高,且同一播期下随密度的增加而降低。播期和密度对小麦光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率具有明显的影响,并在合理播期10月10日和10月17日及适宜密度120万株/hm²(M1)和210万株/hm²(M2)下表现最优。2年小麦高产播期密度组合皆为S2M1、S2M2、S3M1和S3M2,其产量2011年分别为7 892.8,7 978.6,7 996.2,8 020.6 kg/hm²,2012年分别为7 911.5,7 978.6,7 970.1,8 032.9 kg/hm²。相关分析表明,小麦叶面积指数与产量呈二次抛物线的关系,叶绿素含量、光合速率和实际光化学效率与产量呈直线正相关关系。研究得出,淮北地区烟农19的适宜播期为10月10日-10月17日,适宜密度为基本苗120～210万株/hm²。

在小麦-夏玉米轮作制度下设计小麦季、玉米季免耕、旋耕、深耕、深松不同周年耕作组合方式(8个),以小麦季传统旋耕+玉米季免耕+秸秆不还田为对照,探索进一步挖掘夏玉米增产潜力的最佳耕作方式。结果表明,定位试验第3年与对照相比,W3M2(小麦季深松+玉米季免耕+秸秆还田)的穗粒数、百粒质量分别增加了42粒和1.83 g,产量比CK提高了23.9%,其他耕作处理增产不显著。Logistic方程模拟结果表明,W₃M₂的灌浆持续期最长,比CK延长了2.18 d,平均灌浆速率和最大灌浆速率分别比CK提高了0.05,0.1 mg/(粒·d)。CK、W₁M₂(小麦季旋耕+玉米季免耕+秸秆还田)和W₁M₁(小麦季旋耕+玉米季隔年旋耕+秸秆还田)在灌浆后期灌浆速率均持续降低,其中CK降低幅度最大,而其他5个处理则在灌浆40 d后灌浆速率稳定,降低缓慢。总体上,秸秆还田下,小麦播种前深松、玉米季免耕(W₃M₂)耕作方式的玉米穗部性状改善显著,灌浆优势明显,增产潜力较大。

以沈农265水稻为试材,自然光为对照,研究了2种增强紫外辐射处理下(分别增加5%和10%),水稻不同生育时期光合色素含量和叶绿素荧光动力学参数的变化特征。研究结果显示,两处理下的叶绿素含量在拔节期减少最多,叶绿素a分别下降13.87%和23.30%,叶绿素b分别下降10.76%和17.70%;而类胡萝卜素含量均有所增加,其中抽穗期增幅最大,分别比对照增加了21.55%和31.02%。2种处理下的PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)在灌浆期下降最多,分别比对照下降了4.4%和7.83%;PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)也比对照降低了9.02%和17.03%;实际量子产量(Φ_PSⅡ)在抽穗期降幅较大,但处理间差异不显著(P<0.05);2种处理下的光化学荧光淬灭系数(qP)均有所降低,且降幅随生育进程逐渐减小;2种处理下的非光化学荧光淬灭(NPQ)在各生育时期的变化截然相反,分别比对照升高和降低。

以爱甘水梨果实为试材,测定了果实发育成熟时期的香气成分及代谢关键酶-脂氧合酶(LOX)、氢过氧化物裂解酶(HPL)、乙醇脱氢酶(ADH)和醇酰基转移酶(AAT)的活性,并对果实中香气成分与酶活性的关系进行了分析。结果表明,爱甘水梨果实的主要香气成分为酯类、醛类和醇类,其中,酯类物质百分含量在果实生长发育过程中逐渐升高,从0.41%增加到57.05%;醛类物质百分含量在果实生长发育过程呈现先增后降的变化规律,最大值为31.86%;而醇类物质百分含量在果实生长发育过程呈现"M"形的变化规律,最高达到18.28%。相关分析结果表明,酯类及醛类物质与LOX、HPL、ADH、AAT活性呈正相关,而醇类则与LOX、ADH、AAT呈负相关,与HPL活性呈正相关。研究认为,LOX、HPL、ADH、AAT是爱甘水梨果实酯类及醛类香气物质积累的主要酶类,而LOX、ADH、AAT不利于醇类物质的积累。

为了明确DCPTA与CCC复配对玉米幼苗根系以及茎秆农艺性状的影响,以丰禾1号为供试品种,在玉米六叶期时喷施复配剂,以清水为对照。喷施药品后的2,4,6,8,10 d及抽雄初期分别进行测量。研究结果表明,喷施复配剂后,处理的根体积、根表面积、根长及单株根干质量较对照有所增加。根表面积与总根长处理与对照差异显著,前者在处理后第2天增幅最大,后者在第6天增幅最大,分别为49.16%和58.20%。茎秆节间直径较对照有所增加,茎秆节间长度较对照有所缩短,但差异不显著。单位茎长干质量和干物质百分比较对照有所增加,其中增加幅度最大的为抽雄后5d,分别为5.99%,7.99%。研究结果为DCPTA与CCC的复配剂应用于玉米生产提供了理论和试验基础。

为廓清不同耕作措施下玉米光合效率的差异性,利用Li-6400光合作用测定系统对保护性耕作和传统耕作措施下玉米净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO₂浓度(Ci)等光合性能指标的日变化进行了测定。结果表明:保护性耕作玉米和传统耕作玉米净光合速率和气孔导度最高值都出现在11:00时,净光合速率最高值分别为30.61,27.30μmol/(m²·s),气孔导度最高值分别为0.20,0.19 mmol/(m²·s);保护性耕作玉米蒸腾速率的日变化曲线呈双峰型,2个峰值分别出现在11:00和15:00时,其峰值分别为5.81,6.05 mmol/(m²·s),传统耕作玉米蒸腾速率的日变化曲线呈单峰型,峰值出现在11:00时,其峰值为4.82 mmol/(m²·s);在其他时间点2种耕作类型玉米的日变化曲线大体趋势一致。胞间CO₂浓度的日变化曲线呈先下降后上升的变化趋势。表明保护性耕作玉米的净光合速率明显高于传统耕作玉米。鉴于此可以推断,从光合效率的角度看,在内蒙古土默川南部保护性耕作模式可以替代常规耕作模式。

采用Hoagland营养液水培方法,研究了不同浓度NaCl胁迫条件下,转TaNHX2基因玉米自交系昌7-2和非转基因对照的幼苗生长情况、植株形态和生理指标的差异。结果显示,转基因玉米植株表现出一定的抗逆性,生长状况明显优于对照;随着盐胁迫浓度的增加,转基因和非转基因玉米植株株高、根长、鲜质量、干质量和叶绿素含量逐渐下降,丙二醛含量逐渐上升,但是转基因玉米的变化幅度较小;在几乎所有胁迫浓度下,转基因玉米植株的株高、根长、鲜质量、干质量、叶绿素含量均显著高于非转基因植株,丙二醛含量均比非转基因植株低。以上结果说明,转TaNHX2基因玉米幼苗的耐盐性明显优于非转基因对照。

以模式植物拟南芥为研究材料,探讨了Ca在拟南芥根生长发育及抵御盐胁迫过程中的重要生理作用。结果表明,低Ca条件会导致拟南芥幼苗鲜质量降低、抑制主根生长、侧根发育及根毛发育与生长。研究发现,50 mmol/L NaCl胁迫会导致对照培养植物产生1个细胞质Ca²⁺([Ca²⁺]_cyt)升高峰值,为0.325μmol/L;而低Ca培养植物产生3个[Ca²⁺]_cyt升高值,升高频率明显增多,最高达0.467μmol/L,是对照的1.40倍。由此推断,低Ca条件使植物对盐胁迫更敏感。

为研究水分胁迫条件下不同类型冬小麦品种生理特性的变化特点,在干旱胁迫和正常水分条件下对不同抗旱类型冬小麦品种(青麦6号、鲁麦21、良星99、烟农21、烟农24、济麦22)的旗叶生理特性进行了研究。结果表明:不同小麦品种旗叶在开花后干旱胁迫下的可溶性蛋白含量以及保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,而可溶性糖含量和丙二醛含量均升高,而且这种降低和升高的幅度随生育进程而增大。旱地品种青麦6号和烟农21在干旱胁迫下旗叶的可溶性糖含量高于其他品种且上升幅度快,青麦6号和鲁麦21可溶性蛋白含量以及SOD、CAT和POD活性均高于其他品种且下降幅度缓慢,而丙二醛含量均低于其他品种且随着生育进程积累速度平缓,产量及产量构成因素降低的幅度小。因此,旱地小麦品种在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强,最终获得高产。

以常规籼稻桂香占和华航31干种子为试验材料,通过人工气候室培养,研究了超声波和包衣及其互作对籼稻种子发芽特性和幼苗根系生长的影响。结果表明:经超声波1,5,10 min处理,籼稻桂香占和华航31干种子均显著提高其发芽率和发芽指数,其中桂香占以超声波处理10 min效果最好,华航31以超声波处理5 min效果最好;包衣处理能够在种子处理后60,90 d时显著提高种子的发芽率和发芽指数;超声波和包衣处理在处理后90 d内都能提高种子的发芽率和发芽指数。超声波处理还可以促进水稻幼苗根系总根长的生长,增大了根系表面积和根系体积。

为了探究花生适宜的断根深度,为花生高产栽培提供理论与技术依据。采用箱栽方法,研究了断根深度对花生光合特性及干物质积累的影响。结果表明,不同断根深度处理在短时间内均造成叶片叶绿素含量、净光合速率、单株叶面积、茎叶干物重、根系干物重、荚果干物重降低,并随着断根深度的加深降低幅度呈加大的趋势。之后适度断根处理的叶片叶绿素含量、净光合速率、单株叶面积、茎叶干物重、根系干物重、荚果干物重均高于对照,且有时达到显著或极显著水平,但过度断根处理叶片叶绿素含量、净光合速率、单株叶面积、茎叶干物重、根系干物重、荚果干物重则一直均低于对照。说明适度断根在前期可以控制花生茎叶根系的生长,之后具有补偿甚至超补偿效应,过度断根则不具有补偿效应。认为花生的适宜断根深度在10～15 cm。

以中华寿桃果实为试材,研究在(1±0.5)℃、相对湿度(90±5)%冷藏条件下不同浓度水杨酸(SA)处理(1.25,2.50,5.00 mmol/L)对桃果实褐变的影响。试验分别测定了与褐变有关的果肉色泽、果实硬度、PPO和LOX活性、H₂O₂、·O₂^-、MDA和褐变指数及其值的变化。试验结果表明,SA能一定程度维持中华寿桃果肉色泽,减缓果实硬度下降速度,能降低果实中PPO和LOX活性。在活性氧代谢方面,SA能降低果肉组织中·O₂^-含量水平,提高贮藏前期果实组织中H₂O₂含量,维持活性氧较高代谢平衡。SA能够减轻MDA对细胞膜的伤害,维持细胞膜稳定性。与对照相比,水杨酸能显著降低果实褐变指数,抑制果肉褐变,但在对果实褐变指数的影响方面,水杨酸处理各水平间无极显著差异。

为了探讨不同施肥对土壤钾素的变化规律,基于连续进行36年的长期定位试验,研究了长期定位单施氮肥和有机肥配施氮肥对无石灰性潮土全钾及不同形态钾的含量影响。结果表明:连续单施高量氮肥与对照相比水溶性钾降低了0.09 mg/kg,交换性钾降低了16.34 mg/kg,速效钾降低了3.61 mg/kg,缓效钾降低了12.3 mg/kg,全钾降低了2.1 g/kg。而长期高量有机肥配施低量氮肥与对照相比,水溶性钾增加了1.28 mg/kg,高量有机肥配施高量氮肥与对照相比,交换性钾增加了27.22 mg/kg;而单施有机肥、有机肥配施氮肥土壤速效钾、缓效钾和全钾的含量均呈增加趋势。土壤速效钾与有机质和阳离子代换量显著相关。这表明长期单施氮肥不利于土壤各形态钾素及全钾的积累,单施有机肥或有机肥配施氮肥有利于提高无石灰性潮土中各形态及全钾的含量。

为给安徽淮北地区晚播小麦的高产高效栽培提供技术支撑,以近年来淮北地区主导小麦品种济麦22为试验材料,研究了淮北地区晚播条件下不同氮肥运筹和播种密度对小麦群体总茎数、产量及其构成要素的影响。结果表明,不同播种密度下晚播小麦群体的总茎数变化一致,呈明显的单峰变化趋势,除返青期外,总茎数均以基本苗525万/hm²(以D₅₂₅表示,下同)处理最大;晚播小麦的籽粒产量以D₄₅₀最高,为8 823.3 kg/hm²,但不同密度间的产量差异不显著;进一步分析表明,随着播种密度的增加,穗数升高,穗粒数降低,千粒质量变化不明显;不同氮肥运筹方式下晚播小麦群体总茎数的变化与不同密度处理表现趋同,即亦呈单峰变化趋势,同时适当延迟氮肥追施时间有助于稳定晚播小麦生育后期的群体总茎数;不同氮肥运筹间晚播小麦的穗粒数、生物学产量、经济系数的差异均未达到显著水平,但籽粒产量以基追比为4∶6(孕穗期)处理最高,为8 618.0 kg/hm²,除与10∶0(基施)处理间差异显著外,与其他施肥处理间的差异并未达到显著水平。

为了探明栗褐土上长期施肥对玉米籽粒中植物必需营养元素含量的影响,在长期定位施肥试验的第25年,研究了不同施肥处理玉米籽粒中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo的含量。结果表明:长期施用不同肥料不同程度地提高了玉米籽粒氮、铁、锰、硼的含量,其中,氮的提高幅度为20.5%～48.6%,以处理M₁NP、NP、M₂N效果更明显。铁的增幅为4.92%～40.5%,随施用肥料种类和数量的增加而增加,锰的增幅为3.53%～10.2%,硼为0.41%～25.3%,以M₁NP处理的效果更明显。磷肥和有机肥及有机无机配施可有效提高玉米籽粒磷和钾含量,磷以M₁、M₁N处理的效果更明显,较对照增加78.4%,82.4%,钾以M₁处理的效果更明显,较对照增加62.1%。有机肥还可有效提高玉米籽粒镁含量,与化肥配施效果更佳,较对照提高幅度为5.52%～20.9%。长期施用氮肥、磷肥和有机肥对玉米籽粒Ca、Zn、Cu、Mo的含量无明显影响。

通过小麦田间试验所测数据,研究分析北疆滴灌春小麦全生育期内土壤水分状况变化、耗水量、耗水规律及作物系数,结果表明:滴灌春小麦根系吸水主要是0～60 cm处的土壤水,从苗期至分蘖期主要消耗0～40 cm的土壤水分,随植株根系增大、伸长,到拔节期吸水主要以0～60 cm土壤水为主,而80～120 cm土层受根系长度影响,土壤含水率变化幅度不大。在成熟期停止灌溉后,各土层含水率都减小;北疆春小麦生育期内总耗水量为抽穗期>拔节期>分蘖期>苗期>灌浆期。从苗期至灌浆期叶面积系数从小变大又逐渐减小,作物系数也由小变大,后又由大逐渐变小。

为探究冬小麦-夏玉米田蒸散量变化规律,利用大型称重式蒸渗仪系统研究了冬小麦-夏玉米田蒸散量周年、不同阶段和日变化,对蒸散量与净辐射等气象要素进行了回归分析。结果表明:年蒸散量四季分布不均,春、夏、秋、冬四季分别占1年的44%,32%,17%,7%,总体呈"M"型变化;冬小麦拔节-抽穗期和夏玉米拔节-抽雄期是1周年的2个蒸散高峰期,也是作物生长水分临界期和补充灌溉的关键期;农田日蒸散量呈抛物线型;气象要素对蒸散量的影响顺序为:太阳净辐射量>气温>降雨量,太阳净辐射量和气温对蒸散量有显著的影响。

在田间条件下研究了覆膜、灌溉及其交互作用对冬小麦生长及产量、效益的影响。初步研究结果表明,覆膜可显著提高返青期至拔节期0～5,5～10 cm土壤含水量,增加小麦株高。灌溉可显著增大扬花期小麦旗叶SPAD值,但覆膜处理对旗叶SPAD的影响不明显。灌溉可因增加小麦的公顷穗数、穗粒数和千粒质量而显著提高小麦产量。覆膜也可显著提高小麦产量,但在不同水分管理条件下增产幅度和原因不同,其中不灌溉条件下覆膜可比不覆膜增产19%,其增产因素主要是增加了千粒质量;在灌溉条件下覆膜可比不覆膜增产25%,其增产的主要原因是增加了公顷穗数和穗粒数。在华北灌区小麦覆膜栽培技术具有重要意义。

通过盆栽试验,以生物炭作为镉污染植烟土壤改良剂,研究不同生物炭用量对镉污染植烟土壤上烤烟生长、烟叶品质及镉积累的影响。结果表明:添加生物炭对烤烟生长有一定的促进作用,且随着添加量的增加效果更显著。生物炭施用增加镉污染土壤烤烟叶片总糖、N和K含量,降低Cl的含量;随生物炭施用量的增加,Cd₁污染土壤中烤烟叶片烟碱含量先增加后降低,而Cd5污染土壤中烤烟叶片烟碱含量逐渐增加。生物炭施用能有效降低烟叶中镉含量,5 g/kg生物炭使Cd₁和Cd₅污染土壤中烤烟叶片镉含量分别降低4.40%和6.46%;20 g/kg生物炭使Cd₁和Cd₅污染土壤中烤烟叶片镉含量分别降低58.47%和41.22%,均达显著水平。

通过盆栽试验研究蚓粪与猪粪堆肥配合栽培苋菜腐殖质组成成分变化特征以及腐殖质对苋菜产量的影响。结果表明:蚓粪与猪粪堆肥配合处理栽培苋菜过程中,各处理的可提取腐殖物质、胡敏酸、富里酸数量均表现出增加趋势,增幅随着蚓粪比例的增加而增加;胡敏素、胡敏素/可提取腐殖物质数量呈现下降趋势,降幅随着蚓粪比例的增加而减小;胡敏酸/富里酸呈现先降后升,总体上升趋势,并且随着蚓粪比例的增加上升幅度减小。栽培初期40%蚓粪添加比例苋菜产量最高,纯蚓粪处理产量最低;栽培后期60%蚓粪添加比例苋菜产量最低,纯猪粪产量最高。在养分不足条件下,腐殖质含量与苋菜产量没有相关性。