为探讨RNAi策略在抗GFLV基因工程中的效果,通过RT-PCR克隆获得了310 bp的GFLV外壳蛋白基因保守片段,采用Gateway技术将该基因片段连入目标载体pHELLSGATE12构建了RNAi植物表达载体,并通过农杆菌介导法转入烟草中,RT-PCR检测表明目的基因片段已整合到烟草基因组中并在RNA水平上得到表达,病毒接种结果显示阳性植株的发病率明显低于对照,说明在转基因植株中dsRNA表达可干涉GFLV侵染过程。

为了研究芒果果实中ANS基因的功能。利用同源克隆方法从芒果果实中克隆得到了一个ANS 基因,该基因的cDNA长度为1 252 bp,开放阅读框的长度为1 056 bp,编码351个氨基酸。通过系统发育分析,发现该基因编码的蛋白与荔枝、葡萄、可可豆、桑树等聚在一类。通过序列对比分析表明,已经成功得到芒果ANS基因,并对其生物信息进行了分析,为下一步芒果ANS基因的功能研究打下了基础。

玉米是我国种植面积最大的粮食作物,是人类食物、动物饲料以及部分工业原料的主要来源。获取特定时空基因转录模式信息对于了解与植物特定表型相关基因表达情况至关重要。转录组学分析是当前研究整个基因组在特定时空表达模式的重要研究方法。综述了近年来有关玉米转录组学的研究进展。

为了研究芒果CCR基因在芒果对芒果树抗性的功能。采用传统的RT-PCR和RACE方法从芒果的枝梢中克隆得到了1个参与木质素生物合成的肉桂酰辅酶-A还原酶基因(CCR)的全长cDNA序列,进而对得到的序列采用TMHMM、DNAMAN 等软件进行生物信息学分析,发现芒果CCR 基因包含编码区、3'和5'非翻译区的长度为1 292 bp 的cDNA序列,编码305个氨基酸;对跨膜结构域进行了预测,发现该基因无跨膜结构域;蛋白二级结构元件以无规则卷曲和β-螺旋为主;聚类分析发现,该基因与美洲山杨木、油茶等植物的亲缘关系较近,而与百合、橡胶树等亲缘关系较远。从芒果中克隆得到了一个CCR基因,并对其生物信息学进行了分析,为后续转基因工作打下了基础。

为明确马铃薯S病毒内蒙古分离株(Potato Virus S-Inner Mongolia,PVS-IM)3'端序列结构的特点,通过在马铃薯S病毒亚基因组增强子保守区域设计引物,运用3'RACE技术获得了马铃薯S病毒内蒙古分离株3'端序列。比对显示PVS-IM分离株属于PVS^O(Ordinary)株系,为有针对性的防治病害以及预测产量损失提供依据;分析还发现PVS^O和PVS^A(Andean)两株系在外壳蛋白氨基酸N端和亚基因组增强子区域也存在可以区分两株系的差异,为区分两株系提供参考,也为PVS基因组功能以及作用机制的研究奠定基础。

为研究自然放牧乌珠穆沁羊成长过程中骨骼肌内MSTN 基因及其蛋白表达量的变化。分别采用实时荧光定量和ELISA技术测定乌珠穆沁羊生长过程中骨骼肌MSTN 基因相对表达量和蛋白表达量。MSTN 基因相对表达量为6月龄>3月龄>9月龄>1月龄>12月龄>18月龄,6月龄的基因表达量最高,与其他月龄之间相比有显著差异(P<0.05)。1,3,9,12月龄之间基因表达量无显著差异(P>0.05)。MSTN蛋白表达量为1月龄<3月龄<6月龄<9月龄<12月龄<18月龄,1,3,6月龄的表达量之间有显著差异(P<0.05),9,12,18月龄的表达量之间无显著差异(P>0.05)。MSTN 基因相对表达水平1~6月龄之间有上升趋势之后又下降。MSTN蛋白表达水平一直为上升趋势。

利用mtDNA CO Ⅰ基因片段(有效长度635 bp)对来自达里湖 (DL)、岗更湖(GG)、呼伦湖(HL)、黑龙江(HLJ)、松花江(SHJ)和乌苏里江(WSL) 6个地理群体共72个样品进行了遗传多样性和遗传结构分析。从碱基组成来看,6个地理群体在CO Ⅰ区段上的A+T含量(52.37%)明显高于G+C含量(47.67%),符合脊椎动物的碱基组成特点;从各项遗传参数来看,达里湖流域2个群体(DL和GG)的遗传多样性低于黑龙江流域4个群体(HL、HLJ、SHJ、WSL);6个群体共检测到20个单倍型,并共享1个单倍型,达里湖流域群体共享1个单倍型,黑龙江流域群体共享1个单倍型。虽然达里湖流域和黑龙江流域各群体间遗传分化明显(P<0.05),遗传结构存在差异,但AMOVA检验不支持这种遗传差异;另外,群体间频繁的基因交流进一步证实,6个地理群体亲缘关系近,有共同的起源,尚未达到分化为不同的种或亚种的水平。

为研究小鼠Dazl基因的功能及探究Dazl基因过表达在干细胞向生殖细胞分化过程中的作用,采用RT-PCR方法,从13.5 dpc 雌性胎鼠卵巢中克隆出Dazl基因的全部编码区,测序正确后利用限制性内切酶将其连接到真核表达载体pcDNA3.1上。线性化后对小鼠成纤维细胞进行转染,qRT-PCR及Western Blot技术显示外源基因Dazl已经成功转染并表达。为研究Dazl基因的功能及干细胞向生殖细胞的诱导分化奠定了基础。

为了筛选到具有木质部组织特异性并有较强功能的启动子,将河北林木种质资源与森林保护重点实验室前期已获得的MDCesA启动子、JCesAP启动子、DMDCesAP启动子(含2个串联MDCesAP启动子)融合GUS报告基因的pMDCesAP-GUS、pJCesAP-GUS、pDMDCesAP-GUS这3个植物表达载体,通过农杆菌介导转化杨树,对转化后的杨树进行GUS活性的定性及荧光定量检测,以比较3个启动子在转基因植物中的表达能力和水平。筛选到的组织特异启动子与抗天牛基因融合,将提高毒蛋白在相应部位的表达量,这对天牛类蛀干害虫的防治具有重大意义。

为了更快更准确地在病菌潜伏期或发病初期鉴定出尖孢镰刀菌引起的瓜类枯萎病和茄病镰刀菌引起的瓜类根腐病这2种病害,根据尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌的翻译延长因子TEF1-α序列设计了3条种特异性引物。引物对FO-F和Fu-R可以从尖孢镰刀菌中扩增到1条228 bp的片段,引物对FS-F和Fu-R可以从茄病镰刀菌中扩增到1条347 bp片段,并且3条引物FO-F、FS-F和Fu-R可以同时在1个PCR反应中扩增到2个片段,而这2对引物都不能从其他病原真菌中扩增到任何条带。结果表明,该多重PCR检测方法可以同时鉴定样品中的2种镰刀菌。

为了研究Cst B基因在大白猪、野猪及野家杂交猪肝脏组织中表达情况,采用RT-PCR技术对不同品种猪只进行检测,结果表明,肝脏中Cst B基因的表达在90,180,360日龄的大白猪表达量较低,其他个体表达量相对较高。

为了研究FT/TFL类基因山葡萄雌花和雄花中的表达模式,以山葡萄3个雄花品系和3个雌花品系为材料,根据GenBank上已经发表的3个葡萄FT/TFL类基因设计引物,利用实时荧光定量PCR技术研究VvFT、VvTFL1A 和VvTFL1B 这3个基因在山葡萄雌花和雄花中的表达。3个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达。VvFT基因在雌花中的表达量显著高于雄花。而VvTFL1A 和VvTFL1B 这2个基因在雄花中的表达量略高于雌花。VvFT基因的表达高峰出现在花序刚开始展露期(5月14日);而VvTFL1A 和VvTFL1B 表达高峰出现在芽体膨大期(4月30日)。结果表明,这两类基因在山葡萄花发育过程中作用时间不同。FT 类基因可能参与花的前期调控,而TFL 类基因在花器官发育中起作用。

通过对甘薯软腐病菌侵染甘薯的发病特征进行研究,首次建立了一种甘薯软腐病抗性鉴定的方法:每个品种取3 块中等大小的薯块,经严格消毒晾干后,切薯块中部薯片,每薯块切3 个薯片,每薯片厚度约为8 mm,置于放有灭菌湿润滤纸保湿的灭菌培养皿中,接种1 块6 mm的甘薯软腐病菌菌碟于薯片中央,将接种好的薯片置于26 ℃生化培养箱中培养,期间加无菌水保湿1次。21 h后将鉴定材料取出,量取薯片发病直径,根据病斑直径进行分级,计算病情指数,进行抗感评价。该方法的建立为抗病品种的选育提供了理论依据。利用该方法对44 份品种资源进行抗性评价,结果显示,鲁薯4号和广紫8号对甘薯软腐病的抗性级别为中抗;湛薯271、泰中11、渝紫1号、赣薯1号和PZJ商27E₂-2对甘薯软腐病的抗性级别为感病;其余品种对甘薯软腐病的抗性级别均为高感。

为了引进抗腐烂病新品种,调整云南苹果品种结构,需要对新拟引进品种抗性进行鉴定。以目前主栽品种红富士作为对照,通过观察果园自然发病程度和人工接种腐烂病原菌进行抗性鉴定相结合,对苹果品种对腐烂病的抗性进行鉴定。结果表明,这些测试的苹果新品种对苹果树腐烂病的抗性均存在差异,云南6个苹果新品种对腐烂病的抗性均比主栽品种红富士强。其中斯维塔、玉华早富对腐烂病的抗性表现较好,其次为新嘎啦、短枝富士、皇家嘎啦和金世纪。通过鉴定,明确这些品种均为云南未来可以推广使用的抗腐烂病的新品种。

为评价2008-2011年河南省参加全国小麦区试品种(系)的遗传多样性和抗条锈性,采用亲缘系数(Coefficient of parentage,COP)分析方法,对参试的91个小麦品种(系)的遗传多样性进行聚类分析,并利用我国当前或曾是小麦条锈菌流行小种和新的致病类型的混合菌系进行抗条锈性鉴定与评价。结果显示,在供试的91个品种(系)的4 095个组合中,约46.13%的品种(系)间存在遗传相似性,所有供试品种(系)的COP值为0.000 0~1.000 0,亲缘系数总和为423.966 2,平均值为4.659 0;通过COP值的聚类分析,将供试材料分为10大类,抗病品种占61.54％。4年间,参试品种(系)的遗传相似性逐年提高,遗传多样性下降,而抗条锈性呈上升趋势,这可能与周麦13和周麦16的广泛利用有关。

为探索干热处理后带菌种子贮藏时间对种子发芽率及病菌活力的影响,明确干热处理后种子贮藏的最佳条件。以3种自然带菌的黄瓜种子为材料,将不同干热处理后的带菌黄瓜种子在4 ℃中分别贮藏1,2,3,6,9个月,测定贮藏时间对种子发芽率的影响,同时采用平板保湿培养法和荧光双染技术测定种子上病原真菌活力的变化。结果表明,干热处理带菌黄瓜种子的发芽率和种子上病原菌的活力随贮藏时间的延长呈现下降趋势。70 ℃处理40,60 min的黄瓜种子贮藏3个月后,3种带菌种子的发芽率均保持在88%以上,贮藏6个月后,发芽率均下降至约80%,70 ℃处理90 min的黄瓜种子贮藏3个月后,3种带菌种子的发芽率均下降至75%以下;而贮藏3个月后,带菌种子内外均无病原菌生长,孢子死亡率均上升至100%。说明70 ℃干热处理 40,60 min后的带菌黄瓜种子贮藏3个月后发芽率仍在88%以上且病原菌死亡率达100%,因此,可作为种子贮藏前的处理条件,但70 ℃干热处理90 min后的种子适宜直接播种,且干热处理后的种子不适宜长期贮藏。

黄瓜花叶病毒(CMV)病是影响辣椒生产的主要病害,是辣椒抗病育种的主攻目标。分子标记辅助选择育种可有效地克服传统育种的缺陷,加速育种进程。分子标记的开发依赖于基础研究,辣椒基因组数据的公布为辣椒抗CMV研究提供了一个新的契机。所以本研究就黄瓜花叶病毒的危害、辣椒抗源材料的筛选和抗性鉴定、抗性遗传规律分析及抗性基因定位等方面进行了总结归纳,为进一步辣椒抗CMV研究和分子标记辅助育种提供一定的理论参考。

旨在探讨类猪圆环病毒P1感染对PK15细胞自噬的影响。将同一批PK15细胞分成对照组和感染组,感染组在类猪圆环病毒P1感染PK15细胞后14,24,48 h分别收集细胞,对照组也在同样时间收获,用透射电镜观察自噬现象的发生。结果表明,与对照组相比,感染组PK15细胞内出现典型自噬形态学变化。揭示类猪圆环病毒P1能诱导PK15细胞发生自噬,但细胞发生自噬的相关信号传导通路还有待进一步研究。

为澄清新种质QR-001对粗缩病的抗性遗传特性,将抗玉米粗缩病的新种质QR-001与5个感病自交系分别杂交和回交后,创造了5个F₂杂交群体和5个BC₁回交群体。初步研究了QR-001的抗性遗传规律,结果表明,新种质QR-001对粗缩病的抗性符合由2对隐性基因共同控制的遗传规律,并指出了该种质在育种实践中的应用策略。

为克服田间抗性评价的各种限制因素,充分发掘抗性种质,对枣缩果病抗性的高强度离体鉴定方法进行了研究。结果表明,在果实白熟期前(8月初)采集健康果实,用针轻刺枣果表面,喷施浓度为10⁷个/mL的病原菌(Alternaria alternata (Fr.) Keissler、Phoma destructiva Plowr.和Fusicoccum spp.)孢子悬浮液,经恒温(25 ℃)保湿(相对湿度为100%)培养5~7 d后调查病情指数较为适宜。采用此方法,对田间表现抗病(33个)和感病(3个)的品种进行了室内离体抗性鉴定,未发现对枣缩果病免疫的种质,但进一步筛选出了长鸡心、孔府酥脆、成武冬枣、苹果枣、串铃、酥圆铃、六月鲜等7份高抗种质,其病斑扩展速度慢、发病程度轻,与感病品种差异显著。总体上看,离体鉴定结果与田间自然发病调查的结果基本一致,但离体鉴定的选择强度更大,可鉴定出更高水平的抗性种质。

为研究丛枝菌根真菌对黄瓜苗期立枯病的防治效果和相关生理生化变化。以黄瓜品种中农16为材料,播种时接种丛枝菌根真菌,对20 d幼苗人工接种立枯丝核菌。结果表明,接种菌根真菌后能够显著提高黄瓜苗期对立枯病的抗性,降低发病率。黄瓜苗期人工接种立枯丝核菌后菌根苗和非菌根苗发病率分别为16.5%和52.0%,非菌根苗发病严重,病情指数为46.7,接菌病情指数为10,较非接菌苗下降了78.5%,接种菌根真菌提高黄瓜抗病性与改变相关酶活性有关,在病害发生前菌根真菌已经与寄主植物互利共生,提前启动了抵抗病害得相关机制,如提高了保护酶活性,促进植株生长,接种菌根真菌后菌根苗地上鲜质量和地上干质量分别比未接菌处理提高33.10%和25.93%。在病害发生过程中菌根真菌与病原菌互相竞争,抑制病菌对寄主的侵害,减轻细胞膜受损害程度。

从SMV株系划分、组成与分布、抗源筛选、抗病基因定位及病毒新类型等方面综述了国内外近年来对SMV的研究进展,重点总结了黄淮海SMV株系组成和分布最新研究结果。对比历年国家或地方区域试验的SMV抗性鉴定结果,分析了黄淮海地区的抗病育种研究现状,提出了该地区今后抗病育种研究方向。

TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)和CRISPR/Cas系统(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR.CRISPR-associated,Cas)是近年来发现的基因功能研究的新方法,且已经成功地在动物、植物及微生物等多个领域得到成功应用。它们可以对DNA双链进行切割,从而启动细胞内的DNA修复机制,以此来实现对靶位点的基因修饰。相较于传统方法,它们具有特异性高、操作简便及打靶效率高等特点。主要从结构、功能及作用机制等方面阐述这2种新基因功能的研究方法。

针对张杂谷3号具有抗性强、产量高的特征,对其叶片解剖结构、叶表皮特征、茎的解剖结构以及穗分化特性进行综合研究,探讨了张杂谷3号与抗旱性、抗逆性以及高产有关的结构特征。结果表明,张杂谷3号为C₄植物,叶片具有大维管束、叶绿体浓绿和密集、气孔密度高,叶片表皮毛密集,特化细胞多,气孔内陷的特征。茎具有维管束面积大,穗茎淀粉含量高的特征。谷子穗分化阶段枝梗原基数量多、密集,发育成的谷穗大、穗码密集,以上研究为其抗旱、高产能力的评价以及机理研究提供形态解剖学方面的依据。

为丰富我国冬小麦遗传多样性,为其遗传改良提供物质保障,对引进的104份斯洛伐克冬小麦种质资源的株高、株穗数、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量等主要农艺性状进行了调查分析。研究结果表明:引进的资源主要表现为株高偏高、穗子较大、千粒质量偏低的特点,且株高、穗长与千粒质量三性状均与对照品种存在极显著差异;6个性状变异系数幅度为0.08~0.37,变异系数的顺序为株穗数>株高=主茎穗粒数>千粒质量>穗长>小穗数,表现了丰富的遗传多样性;64份冬性种质与40份春性种质的千粒质量差异达到极显著水平,株高和主茎穗粒数差异达到0.05显著水平,株穗数、穗长和小穗数差异不显著;株高与株穗数、株高与穗长、穗长与小穗数、穗长与穗粒数、小穗数与穗粒数呈极显著正相关,穗长与千粒质量、穗粒数与千粒质量呈显著正相关;聚类分析将104份种质分为4类;筛选出综合农艺性状优良的种质3份,可直接作为亲本材料应用于黄淮冬麦区的小麦遗传改良研究。

旨在探索小麦叶锈菌寄主体外萌发的适宜载体及温度,并为小麦叶锈菌的孢子萌发阶段RNA转录组分析提供优良的试验材料。采用高湿度黑暗培养法,以新鲜小麦叶锈菌致病类型FHJT的夏孢子为供试材料,测试不同载体对小麦叶锈菌夏孢子萌发特性的影响。在所测最适温度20 ℃下,以6种不同材料为培养载体,小麦叶锈菌夏孢子的芽管生长率和芽管生长长度均有显著差异,在无纺布上的夏孢子的芽管长度最长达到465.85 μｍ,微孔滤膜上的夏孢子芽管伸长速度最快,而在这6种材料上夏孢子12 h的萌发率基本相同。微孔滤膜更利于萌发孢子的收集,因此,微孔滤膜是最适宜的萌发载体。

旨在研究瘤胃保护性赖氨酸和蛋氨酸添加水平及其配比对小尾寒羊瘤胃发酵及粗饲料成分瘤胃降解率的影响。选用装有永久性瘤胃瘘管、体重(45±2.6) kg的小尾寒羊10只,按完全随机原则进行3阶段试验,每阶段预饲期12 d,正试期3 d。对照组饲喂基础日粮,试验组分别在基础日粮中添加不同水平及配比的保护性赖氨酸和蛋氨酸。结果表明:保护性氨基酸添加水平及其配比对瘤胃液pH值、NH₃-N浓度、VFA含量及其比例无明显影响(P>0.05),但可不同程度提高菌体蛋白含量,其中I组极显著高于对照组(P<0.01);添加适当水平的保护性氨基酸,可明显提高DM、ADF的瘤胃降解率(P<0.05),而对CF、NDF瘤胃降解率无显著影响(P>0.05)。本试验条件下,每只小尾寒羊日粮中保护性赖氨酸及蛋氨酸的添加量分别以8.4,2.4 g/d为宜。

探讨小花棘豆黄酮对绵羊瘤胃微生物数量的影响,为小花棘豆的综合利用提供参考。将12只和田羊随机分为4组,即对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组。试验组分别按10,30,50 mg/kg的剂量饲喂小花棘豆黄酮,试验持续35 d。试验前及试验后每隔7 d取瘤胃液,检测瘤胃液中微生物数量的变化。结果显示,与对照相比,试验羊瘤胃液中总细菌数均有不同程度的升高,其中从第21天开始试验Ⅰ组和试验Ⅱ组瘤胃液总细菌数均显著高于对照(P<0.05),但试验Ⅲ组与对照差异不显著(P>0.05);所有试验羊瘤胃液中厌氧真菌数和瘤胃原虫数均无明显变化,试验Ⅰ组和试验Ⅱ组瘤胃液纤维素降解菌数量无明显变化,试验Ⅲ组可降低白色瘤胃球和黄化瘤胃球菌数,但与对照差异不显著(P>0.05)。结果表明,在日粮中适量添加小花棘豆黄酮对绵羊瘤胃微生物数量无不良影响。

为了研究影响超甜玉米鲜穗产量和主要农艺性状间的主次关系。对20个超甜玉米自交系的11个农艺性状与鲜穗产量进行相关及通径分析。相关分析表明,鲜穗产量与穗长、行粒数、穗粗、百粒质量、穗行数呈极显著正相关,与出籽率呈显著正相关,与秃尖长呈极显著负相关。进一步进行通径分析表明,各性状对鲜穗产量的相对重要性依次为穗长、穗行数、百粒质量、穗粗、行粒数、出籽率和秃尖长。因此,增加穗长、穗行数,提高百粒质量和出籽率,并兼顾其他性状是提高超甜玉米自交系鲜穗产量的有效途径。

旨在为冀中南棉区棉花高产栽培群体调控和品种审定设置合理的品比试验提供理论依据。以衡棉4号、冀棉958和快育66为供试材料,于2012-2013年在冀中南棉区(河北深州)设置密度试验(37 500,52 500,67 500 株/hm²),研究种植密度对陆地棉株高、果枝数、叶面积指数和产量品质性状的影响,结果表明:随密度的增加,株高和叶面积指数增高、果枝数减少;产量构成因子单铃重和衣分降低,不同时期单株蕾花铃数也降低。群体产量随密度增加而提高,52 500~67 500株/hm²是冀中南地区棉花适宜种植的密度范围,可作为高产栽培群体调控和区域品比试验安排的参考密度。密度对棉铃纤维品质存在一定影响,随密度的增加,棉纤维上半部平均长度呈增加的趋势,马克隆值呈降低的趋势。

为了解丛枝菌根真菌对玉米抗寒性的作用及其机理,利用盆栽试验,研究了低温胁迫下丛枝菌根(AM)真菌接种处理对玉米幼苗形态、生长和光合特征的影响。研究显示,低温胁迫下,与非AM真菌接种处理玉米相比,接种玉米具有更大的叶片大小和更高的地上生物量。低温胁迫降低了玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),增加了叶片胞间CO₂浓度(Ci)。接种丛枝菌根真菌的玉米Pn、Gs和Tr高于不接种植株,而Ci低于不接种植株。低温胁迫下,玉米叶片初始荧光(Fo)升高,而可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fm/Fv)和潜在光化学效率(Fv/Fo)均下降。无论常温或低温,接种AM真菌玉米叶片Fm和Fv高于非接种植株,同时,接种真菌玉米的叶片Fm/Fv和Fv/Fo也均高于不接种植株。研究结果表明,低温能够对玉米幼苗的生长和光合生理造成严重伤害;低温胁迫下,接种AM真菌能够通过其对玉米植株的保护和促进作用改善玉米的生长,以及对叶片光合系统的保护作用提高玉米的光合能力,增强玉米幼苗的抗寒能力。

为了筛选花生抗旱性鉴定评价指标,构建评价体系,利用177个株系组成的花生重组自交系群体为研究对象,连续2年在充分灌溉和干旱胁迫条件下种植,收获考种后分析了22个表型性状、2个生理指标与抗旱系数间的相关关系。结果表明:总分枝数、结果枝数、结果节数、单株果数、百仁质量这5个表型性状的干旱胁迫指数以及叶绿素含量、冠层温度2个生理指标的抗旱性综合评价值均与抗旱系数有显著相关关系,这7个性状可作为判定花生抗旱性的评价指标。以抗旱系数≥1.1为标准,筛选到3个抗旱株系,即L19、L121和L146。

通过筛选抗旱玉米品种和抗旱评价指标,进而对其进行生理生化研究,最终实现干旱半干旱地区玉米抗旱节水,是研究玉米高产高效的重要课题。采用盆栽试验方法,选用辽宁省近几年最新选育的12个玉米杂交种,在水分胁迫条件下,对苗期、抽雄吐丝期和灌浆期玉米形态和光合生理等性状特征进行了研究和分析,找出了不同时期水分胁迫下光合抗旱指数与产量抗旱指数的相关性,筛选出了抗旱性较强的玉米品种。结果如下:苗期水分胁迫缩短了58% 供试品种抽雄至散粉期时间,延长了83%供试品种的ASI,而铁研120在水分胁迫处理后ASI比对照短,且和其他品种相比,该品种苗期叶片叶绿素含量较高。相关分析表明,灌浆期水分胁迫处理,光合抗旱指数与产量均呈正相关关系,其中,蒸腾速率抗旱指数与产量抗旱指数相关性较强。不同水分胁迫时期的产量抗旱等级划分结果显示,铁研120和铁研58综合抗旱性较强,在苗期、抽雄吐丝期和灌浆期受到水分胁迫,在籽粒成熟期均能获得较高产量。

采用盆栽土培的方法,研究了不同土壤类型外源添加不同浓度的镉(Cd,0,1.5,3.0,6.0 mg/kg)对烤烟生长发育以及烤烟根际土壤微生物量(细菌、真菌、放线菌)及酶活性(脲酶、转化酶、酸性磷酸酶)的影响。结果表明:在试验的范围内,外源Cd对烤烟生长和土壤微生物数量及酶活性的影响程度与土壤类型及添加Cd浓度有关。随着添加Cd浓度增加,烤烟的生长受到抑制,在添加Cd浓度为6.0 mg/kg时,各部位的干物质降低最多,特别是红壤中烤烟根系受抑制更明显。土类和添加Cd浓度对微生物数量的影响顺序为放线菌>真菌>细菌。土类对酶活性的影响顺序为脲酶>转化酶>酸性磷酸酶,添加Cd浓度对酶活性的影响顺序为酸性磷酸酶>转化酶>脲酶。

在不同盐碱含量的试验地块下,通过整个生育期对供试材料耐盐碱指标的测定,评价了玉米骨干自交系的耐盐碱性,并对供试材料的耐盐碱性划分了等级。结果表明,成株率、株高、绿叶数、穗粒数和出籽率耐盐碱指数均与产量耐盐碱指数呈不同程度的正相关关系,其中,出籽率耐盐碱指数与产量耐盐碱指数相关性达到显著水平。可见,开花散粉期,较高的成株率、散粉后维持相对较多的绿色叶片数、成熟期确保较高的穗粒数和出籽率是耐盐碱性较高的材料获得高产的前提。和其他自交系相比,齐319玉米自交系耐盐碱性较强。

为研究高油玉米花粉对普通玉米籽粒性状及含油量的影响,通过3个普通玉米品种与3个高油玉米品种混种,利用高油玉米花粉为普通玉米授粉,试验结果表明:通过花粉直感效应,普通玉米在接受高油玉米花粉后籽粒产量提高或变化不大,胚的重量显著增加。普通玉米和高油玉米杂交与相应的普通玉米自交相比,籽粒中胚的比重大大增加。籽粒中含油量的增加很大程度上是由于胚在籽粒中比重的增加引起的。

为了研究Pb在芋主要产品器官中的富集及生理响应规律,以芋主栽品种8520为试材,采用土壤盆栽方式进行不同浓度Pb²⁺胁迫处理,分析芋不同器官Pb累积量的差异及生理指标的变化规律。结果表明:不同器官中Pb的累积量与土壤中Pb²⁺的浓度呈极显著正相关。芋植株中较易富集Pb的器官是球茎,其次为叶片和叶柄。低浓度Pb²⁺胁迫(100 mg/kg)诱导芋不同器官中的3种抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)升高,随着胁迫浓度逐渐提高到2 000 mg/kg,除叶片和叶柄的POD和CAT活性仍呈上升趋势外,其他酶活性开始波动下降。球茎、叶柄和叶片的Pro含量和MDA含量随着胁迫浓度的提高呈现先上升后下降的趋势,大多在Pb²⁺浓度为1 000 mg/kg时达到最大值。

为探究端粒酶活性与树龄以及叶位是否存在一定的关系,应用TRAP法对不同年龄的油松、银杏、楸树、国槐叶片及油松和银杏同一棵树不同叶位的叶片进行端粒酶活性的测定。结果表明,油松端粒酶活性同树龄无明确的相关性,而楸树、国槐的端粒酶活性随着树龄增加而表现为增加的趋势。端粒酶活性与叶位相关,越靠近顶端的叶片端粒酶活性较高,而靠近下端的叶片端粒酶活性较低。

为获取γ-PGA高产突变株,确定聚谷氨酸对钙溶解性和对小鼠体内钙吸收的影响。使用紫外照射纳豆芽孢杆菌诱导突变,根据形态特征变化筛选、培养突变株。分离纯化不同突变株的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)并测定产量。筛选出γ-PGA高产的突变株并测定其遗传稳定性。测定γ-PGA在体外和体内对钙溶解性的影响以及γ-PGA对小鼠骨矿物质含量的影响。筛选出了具有稳定遗传性的γ-PGA高产突变株Z-29,其γ-PGA的产量大于18 g/L。结果表明,在体外,γ-PGA能促进钙的溶解性;在体内,γ-PGA也能促进小鼠小肠钙的吸收,并能增加小鼠骨钙和骨磷的含量。筛选出了纳豆芽孢杆菌γ-PGA高产的突变株,证明了γ-PGA在体内外都能增加钙的溶解性,这为更深入地研究γ-PGA的功能和生产应用提供了依据。

为了研究水分胁迫复水后对水稻部分指标的影响,以冈优527为试材,通过对水稻幼穗形成期不同时间和不同程度的水分胁迫处理后复水,研究了复水后水稻生理、生化及产量等指标的变化。结果表明:产量与结实率、千粒质量、有效穗以及实粒数都表现为受轻度短期干旱的处理在复水后均提高,高于对照水平;水势受到水分胁迫后降低;可溶性糖、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)、MDA(丙二醛)的活性都表现为轻度短期干旱的水稻恢复效果最好,且活性都低于对照处理。说明水稻在幼穗形成期受到轻度短期干旱胁迫,复水后会达到节水、增产的效果。

为了深入了解矮秆糯小麦材料的遗传规律,以4个矮秆糯小麦材料为母本,5个高产小麦为父本,采用不完全双列杂交设计,对小麦13个农艺性状进行遗传分析。结果表明:13个农艺性状的表现都是由加性和非加性基因共同决定的。13个性状遗传力均较高,除倒3节间长、倒4节间长、倒5节间长、退化小穗和千粒质量5个性状外,其余性状主要由加性基因决定。除结实小穗外,其余各性状的GCV均较大,表明对其选择和改良的潜力较大。株高及各节间长与各产量农艺性状一般配合力间存在不同程度的依存关系。指出小麦高产育种应注意协调好穗下节长与株高之间的关系,各节间长度与单株穗数、穗粒数和千粒质量的关系,从而实现糯小麦高产稳产的育种目标。

通过研究NaCl胁迫对芹菜植株生长、生理生化特性以及品质的影响,以期为盐胁迫下芹菜品种的选用提供理论依据。选用西芹(京芹一号)、本芹(夏芹)和不同浓度NaCl(0,30,60,90,120 mmol/L)溶液为材料,通过盆栽试验,研究NaCl胁迫对芹菜植株生长、生理生化特性以及品质的影响。结果表明:NaCl胁迫可抑制芹菜的生长,株高、鲜质量、干质量随NaCl浓度的增加逐渐降低;芹菜叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二酸(MDA)、叶绿素含量均随着NaCl浓度的升高而升高,过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖含量随NaCl浓度升高而呈现先升高后降低的趋势;芹菜中Vc、纤维含量随NaCl浓度的升高而逐渐降低。盐胁迫对京芹一号生长、生理生化特性影响小于夏芹,京芹一号耐盐性大于夏芹。

为了确定在较长期NaCl胁迫条件下,青稞和大麦2种抗逆性较强的禾本科作物的耐盐性表型差异,并为应用比较基因组学技术进一步开发利用禾本科作物抗逆遗传资源打下基础。以1.0%及0.5%NaCl溶液(w/V)处理的大麦和青稞种子苗为材料,检测分析了这2种植物在NaCl胁迫1~5 d(4 d)条件下的营养生长状况及其对外界胁迫条件的生理响应表型。结果表明,相同NaCl胁迫条件下,青稞种子的萌发率显著高于大麦,而且在较长期的NaCl胁迫条件下青稞种子苗根和叶的生长状况均好于同期大麦。种子苗耐盐生理指标测定结果显示,在相同NaCl胁迫条件下青稞组织内的丙二醛(Malonyldialdehyde,MDA)含量极显著低于大麦,而脯氨酸、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)比活力则高于大麦,上述结果显示:青稞幼苗比大麦有更好的耐盐性。

为了明确外源硅对小麦铬、铜毒害的缓解效应,以普通小麦品种京冬8号为材料,采用水培试验,研究硅(Na₂SiO₃)对K₂Cr₂O₇(0.6 mmol/L)、CuSO₄(0.8 mmol/L)胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响。结果表明:在铬、铜胁迫下,小麦幼苗可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD活性显著升高,叶绿素含量显著降低;外源硅能显著降低铬、铜胁迫下小麦幼苗的可溶性糖含量、MDA含量以及SOD和POD活性,Na₂SiO₃浓度为1.5 mmol/L时,效果最明显;外源硅能显著提高铬、铜胁迫下小麦幼苗的叶绿素含量,Na₂SiO₃浓度为1.0 mmol/L时,效果最明显。适当浓度的外源硅能在一定程度上减轻重金属铬、铜胁迫对小麦幼苗的伤害。

为明确不同的砧穗组合对苹果果实品质的影响,2010-2012年连续3年研究4种苹果砧木对红将军苹果果实品质和香气成分组成的影响。结果表明,不同砧木嫁接对果实品质和香气成分均有影响。其中以八棱海棠砧单果质量最大,以MM106单果质量最小;M26中间砧果实的硬度、Vc含量及可滴定酸含量等指标均为最高;M26自根砧木的果实可溶性固形物、可溶性糖含量最高,八棱海棠砧的最低;M26中间砧红将军的果实检测到的香气种类最多,M9自根砧果实中检测到的香气成分最低;以八棱海棠砧的红将军醇类和酯类含量最高,M9自根砧和M26自根砧红将军的酯类和醇类含量分别最低。

为了探讨黄果柑果实粒化与细胞壁物质、多胺和果实品质的关系,以黄果柑果实为材料,研究果实粒化对果皮细胞膜透性、细胞壁物质等生理生化指标的影响。结果表明:随着黄果柑果实的成熟,粒化指数逐渐增大;果实粒化增大了果皮细胞膜透性和细胞壁物质含量,降低了(Spm+Spd)/Put的比值,降低了果实TSS、Vc、糖含量和可食率,对可滴定酸含量影响较小,增加了果皮厚度。研究认为:果实粒化导致果实木质化,增强了细胞壁物质的相关代谢,降低了果实品质。

以菊花小八叶乌塌菜品种为试验材料,利用LED精量调制光源,设红光、蓝光、红/蓝(3/1)、红/蓝(7/1)、白/红/蓝(3/2/1) 5个处理,以白光为对照,研究不同光质对乌塌菜光合特性及品质的影响。结果表明:叶绿素含量以红/蓝(7/1)处理最高,且叶绿素总量与红/蓝光比值呈正相关;光合速率、气孔导度、蒸腾速率均以红光处理最高,而蓝光处理下有较高的胞间CO₂浓度;不同光质处理对乌塌菜的荧光参数有较大影响,白光的Fm/Fo、Fv/Fo和ΦPS Ⅱ均最大;红光可以提高可溶性糖含量而蓝光却能提高可溶性蛋白含量,白光能增加维生素C含量。综合分析得出,红/蓝(7/1)有利于增加光合色素含量,提高光合速率和营养品质。

针对河北省高产夏玉米倒伏问题,以先玉335(XY335)和金海5号(JH5)为试验材料,通过设置6.75万,8.25万,9.75万株/hm²这3个密度梯度,研究了化学调控对玉米植株农艺性状、基部节间形态特征、力学性状、化学组分及产量的影响。结果表明,化学调控能显著降低植株高度、穗位、重心高度,缩短节间长度,增加节间粗度、降低长粗比值,显著增加茎秆可溶性糖含量、粗纤维含量和含钾量,同时基部节间硬度、抗折力和植株抗拉力值也显著提高,最终明显降低倒伏率。化控处理明显提高了高密条件下夏玉米产量。

以油橄榄(品种为弗奥)一年生幼苗为试验材料,喷施66.7 mg/L的多效唑(PP₃₃₃)于油橄榄幼苗叶片表面,每株喷施量为100 mL,且设置对照(喷施相同量的蒸馏水),随后停止浇水,分别取干旱胁迫0,2,7 d的油橄榄幼苗叶片进行各项生理生化指标的测定及比较分析,以期探讨干旱胁迫下叶面喷施多效唑对油橄榄幼苗叶片细胞膜保护系统的影响。结果表明,当干旱胁迫(停止浇水7 d)使细胞膜受到显著破坏时,叶片喷施PP₃₃₃显著减轻了细胞膜损伤程度,其细胞膜稳定指数比对照(叶片喷施对应量的蒸馏水)高41.5%;研究结果还显示,干旱胁迫下叶面喷施PP₃₃₃相对减小了油橄榄叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量下降幅度,显著提高了脯氨酸和可溶性糖含量, 进一步提高了SOD、POD和CAT活性,抑制MDA含量、O₂^{- ·}产生速率和H₂O₂含量升高的幅度,提高了Vc和还原型谷胱甘肽这2种重要抗氧化物质的含量。可见,干旱胁迫下叶面喷施PP₃₃₃能通过相对提高干旱胁迫下叶片的抗氧化酶活性、抗氧化物质及渗透调节物质含量,减轻了光合色素含量的下降和活性氧、自由基的累积,由此加强了对油橄榄幼苗叶片细胞膜的保护。

为建立鉴定水稻孕穗期耐冷种质资源的生化指标,以云南孕穗期耐冷标准品种昆明小白谷、丽粳2号和半节芒及粳稻近等基因系(十和田⁴//丽江新团黑谷/十和田)的BC₄F₈、BC₄F₉群体105个家系及亲本为材料,在大田冷水胁迫及正常温度条件下,连续在2011年和2012年于水稻孕穗期分别测定剑叶、花药和籽粒的26个生化性状,采用主成分分析、隶属函数法、逐步回归分析和K-means聚类法进行指标筛选及耐冷性综合评价。结果表明,剑叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、叶绿素c、POD活性、游离氨基酸,以及剑叶和花药中可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、CAT活性、抗坏血酸、游离脯氨酸和籽粒中可溶性蛋白、可溶性糖、蛋白质和γ-氨基丁酸含量对耐冷性影响显著,可作为穗期耐冷性鉴定综合指标。采用隶属函数法获得低温胁迫下以剑叶、花药和籽粒中各生化性状为对象的综合耐冷D值,用K-means聚类法对各D值进行联合聚类,可将丽江新团黑谷NILs的105个株系划分为3类,其中强耐冷株系32株,中度耐冷10株,弱耐冷63株。

为研究日粮中不同比例小麦替代玉米对奶牛氮代谢参数的影响,选择8头泌乳天数为84±17 d,体重为569±47 kg的经产中国荷斯坦奶牛作为试验动物,采用重复4×4拉丁方设计,分别饲喂含不同比例粉碎小麦(GW)和粉碎玉米(GC)的日粮,4个处理组分别为(DM基础):W0组(0%GW+27.9%GC),W9.6组(9.6%GW+19.2%GC),W19.2组(19.2%GW+9.6% GC)和W28.8组(28.8%GW+0%GC)。结果表明:奶牛的产奶量、乳蛋白率和乳蛋白产量未受影响;随着日粮中小麦比例的增加,奶牛的干物质采食量(DMI)呈二次曲线增加趋势(P=0.07),牛奶尿素氮(MUN)浓度线性增加(P<0.01),且W28.8组显著高于W0和W19.2组(P<0.01);粪氮排出量未受日粮影响,尿氮排出量呈线性增加趋势(P=0.08);尿氮(P=0.02)和总排出氮(粪氮+尿氮)(P=0.05)占食入氮的比例呈二次曲线降低;尿素氮产量(P<0.01)及其占总尿氮的比例(P=0.03)线性增加,且W19.2和W28.8组的尿素氮产量显著高于(P=0.01)其他2组;尿中尿囊素(P=0.05)和总嘌呤(P=0.09)产量呈线性降低趋势,W9.6组的微生物氮产量显著(P=0.02)高于W28.8组。结果提示:泌乳盛期奶牛日粮中用9.6%的粉碎小麦替代玉米效果最佳,高比例的小麦替代玉米(W28.8组)时能够增加尿氮及奶和尿中尿素氮的排出量,降低微生物氮的合成。

为给江淮麦区饲料大麦生产氮肥合理施用提供参考,于2012-2014年连续2年以盐丰1号和扬饲麦1号2个饲料大麦品种为试验材料,研究了不同氮肥用量与运筹比例对大麦籽粒产量与品质的影响。结果表明,氮肥用量增加使2个品种的产量随之增加,施氮量从A1(90 kg/hm²)增至A2(210 kg/hm²)时,盐丰1号、扬饲麦1号平均产量分别增加16.4%,31.6%,施氮量从A2增至A3(330 kg/hm²)时,处理间产量差异不显著;相同施氮量不同运筹比例对2个品种产量影响不明显;对于籽粒品质,施氮量从A1增至A2时,盐丰1号与扬饲麦1号籽粒蛋白质含量增幅分别为8.6%~10.2%和8.8%~10.8%,施氮量从A2增至A3时,籽粒蛋白质含量也有增加,但未达显著水平;施氮量的增加使2个品种籽粒淀粉含量略有下降,但降幅不明显;相同施氮量不同运筹比例对2个品种籽粒品质影响不显著。氮肥处理下产量与农艺性状相关分析表明,用氮肥来调控大麦产量可能主要是通过调控穗粒数与穗数来实现增产。综合考虑,建议在江淮麦区生产上大麦氮肥施用方案为,总施氮量为210 kg/hm²,氮肥运 筹比例为基肥:拔节肥:穗肥以5:2:3或6:2:2为宜。

通过田间试验,研究了包膜尿素减量施用对马铃薯产量及品质的影响。结果表明,与习惯施肥相比,适量减量施用包膜尿素能较好地保证马铃薯产量、叶片叶绿素含量及提高马铃薯品质。在产量方面,以80%硫加树脂包膜尿素增产效果最好,增产幅度为13.14%;在马铃薯叶片叶绿素含量方面,以100%速效尿素及80%速效尿素处理效果较好,且两者差异不显著;在马铃薯品质方面,80%硫加树脂包膜尿素处理的马铃薯淀粉含量最高,达16.85%,处理的硝酸盐含量最低,仅为20.89 mg/kg,明显提高了马铃薯品质。

为研究安国市药田和粮田土壤中有效氮含量累积及分布特征,分析了河北省安国市药田和粮田不同土壤深度中有效氮的含量。结果表明,药田和粮田土壤中有效氮含量在各地块间差异较大;药田和粮田土壤中有效氮含量随土层深度的增加而减低,差异极显著(P<0.01);药田0~20,20~40,40~60 cm土壤中有效氮含量分别为39.42,24.02,16.07 mg/kg,粮田0~20,20~40,40~60 cm土壤中有效氮含量分别为37.37,22.88,13.20 mg/kg,粮田土壤中有效氮含量略低于药田土壤。按照第2次全国土壤普查确定的土壤肥力分级标准可知,药田和粮田中有效氮含量处于五级或六级水平,肥力很低。由此说明,药田和粮田土壤的供氮水平相当,但土壤氮素肥力较低,生产中应多采取有机肥与无机肥配施提高地力。

为研究糯小麦和普通小麦植株生长发育和籽粒产量对氮素水平响应的差异,在大田条件下,以糯50222和轮选987为试验材料,设计3个氮肥处理(0,100,200 kg/hm²),结果表明:糯50222植株的分蘖力和成穗率均低于轮选987,最终表现为单位面积穗数明显低于后者;但糯50222的穗粒数明显高于轮选987。2个品种籽粒干物质积累均呈"S"型变化,灌浆速率呈单峰曲线变化,且糯50222的灌浆速率小于轮选987,导致其千粒质量低于轮选987。增施氮肥后,糯50222的分蘖增多,成穗率增大,穗数增加;而轮选987的穗数也增多,但是分蘖成穗率表现为先增后降的趋势。增施氮肥促进了糯50222植株茎、叶和鞘部干物质向籽粒的转移,而轮选987呈相反趋势,但两品种的千粒质量均呈下降趋势。施氮在0~200 kg/hm²内,与轮选987小麦产量出现了先增后降的趋势不同,农大糯50222小麦产量随着施氮量的增加而提高。

针对岗南水库水体中度富营养化的现状,在保证作物稳产的同时,最大限度减少农田养分流失是降低农田面源污染、缓解水体富营养化的必由之路。以氮平衡原理研究氮素的盈余或亏缺,开展了不同水肥组合对岗南水库周边冬小麦-夏玉米种植体系中氮素淋失的影响研究。结果表明:在岗南水库周边旱地小麦-玉米轮作体系下,施氮量、施肥类型和灌水共同影响了硝态氮向深层的淋失,且施氮效应大于灌水效应。除不施氮的对照处理以外,其他水肥组合的土壤氮素均有盈余,淋失到140 cm以下的硝态氮量在35.23～212.53 kg/(hm² · a)。推荐环境友好水肥组合为缓控释肥的精确施用处理N_控W₂,比农民习惯施肥量的处理N₂W₂氮素淋失量减少141.19 kg/(hm² · a),减少了80%。通过合理施肥与灌溉能有效降低岗南水库周边旱地小麦-玉米农区氮素淋失,提高肥料利用率,减少硝酸盐对地下水的威胁,对于保护石家庄珍贵的水资源具有十分重要的意义。

为了寻求水肥资源的合理利用方式,以九农21为材料,于2008年研究了遇旱灌水和施肥方式对大豆各生育期、各土层土壤中铵态氮和硝态氮变化的影响。结果表明,从各土层土壤中的铵态氮和硝态氮含量来看,灌水前优化施肥处理对保持土壤中的铵态氮和硝态氮含量效果明显,尤其是R1和R5期,减少了土壤中的氮损失。用地质统计学中的区域化变量理论和半方差函数分析,从变程值来看,灌水对优化施肥处理的铵态氮和硝态氮空间变异性程度影响较大;此外块金值与基台值之比较小,分别为0.02和0.21,表明由土壤的空间结构本身引起的空间变异性占主要部分,说明优化施肥处理对改变土壤的空间结构具有良好的作用。

为明确37个玉米品种耐低氮潜势,于2013年通过大田试验研究了施氮量对玉米品种植株性状、产量及其组成性状的影响。结果表明:施氮量对玉米的穗上叶叶面积、穗下叶叶面积、穗位叶叶面积、叶绿素含量、有效功能叶片数、散粉至吐丝间隔期(ASI)、穗长、穗粗、秃尖长、行粒数、百粒质量和籽粒产量影响显著或极显著,对株高、穗位高和穗行数影响不显著;不同施氮水平下37个品种各性状的变异系数除穗下叶叶面积ASI和秃尖长外,其余性状均为45 kg/hm²施氮量的变异系数最大,该施氮量可能是玉米品种耐低氮鉴定的适宜施氮量。低氮胁迫对玉米各性状具有不利影响。低氮胁迫下玉米籽粒产量与穗位叶叶绿素含量、有效功能叶片数、穗长、穗粗、行粒数显著或极显著正相关,可作为耐低氮性筛选指标。不同玉米品种耐低氮能力存在基因型差异,采用模糊数学隶属函数分析方法筛选出三峡玉3号、三峡玉5号、三峡玉9号、忠玉9号、先玉508、M8(XZ071-4×渝561)、M15(11Y2×08HC-7)、BH1421(281H×S99)共8个高产耐低氮玉米品种。

为了解不同氮效率类型茄子苗期生理特性,以高氮高效低氮高效型(HH-LH)06-991和高氮高效低氮低效型(HH-LL)06-867茄子基因型为试验材料,采用溶液培养方法在低氮和高氮处理下研究了不同氮效率类型茄子苗期植株形态和根系形态的差异。结果表明,在高氮处理下06-991和06-867茄子的植株形态、根系形态差异不显著;低氮处理下06-991的平均株高、叶片总叶绿素含量、植株叶面积、植株干质量、平均根长、根体积、根干质量和氮累积量显著高于06-867,06-991的植株向根系中分配的氮素较06-867显著增加。

以规模化养猪场猪粪为原料发酵的沼渣作为供试材料,研究施用沼渣对白菜及土壤重金属含量状况影响。结果表明:在施用化肥基础上,传统沼渣用量条件下白菜生物产量显著高于不施肥和单施化肥处理,低于传统施用猪粪处理;与不施肥和单施化肥处理相比,在施用化肥基础上施用不同用量沼渣能显著增加白菜镉、铜、锌及降低铬、砷的含量水平,且重金属镉、铜、锌含量随沼渣用量增加呈直线上升关系,当季施用沼渣不会对白菜造成重金属污染风险,但不排除长期施用沼渣因土壤重金属积累而对白菜重金属造成潜在污染风险;从土壤重金属积累状况来看,与不施肥和单施化肥处理相比,施用不同用量沼渣能增加土壤全铬、全铜、全锌的含量水平,其含量水平随沼渣用量呈直线上升趋势,长期大量施用沼渣对土壤重金属存在污染风险。在同等用量条件下,沼渣作有机肥其安全风险性大于猪粪作有机肥。

为了验证小麦地膜覆盖技术是否适用不同气候地区。于2012-2013年在河北省曲周县中国农业大学万亩"双高"示范基地,在灌溉条件下观测了地膜覆盖对冬小麦生长发育及倒伏性能的影响。试验结果表明,地膜覆盖对小麦生长发育,尤其是前期群体数量和叶面积等有一定的促进作用,但在当季小麦生长后期雨水较多的情况下,会因使根系分布变浅、基部节间变长而增加小麦倒伏风险,抵消其增产增收的效果,据此探讨了华北灌区小麦覆膜栽培中需要注意的问题。

为了探明甘蔗叶在土壤中腐解及养分释放特征,应用网袋法模拟秸秆还田方式,研究了不同还田方式下甘蔗叶碳、氮、磷、钾养分的释放特征。结果表明:不同还田方式下,甘蔗叶在0~60 d腐解速度较快,在180 d时,覆土、覆土覆膜和仅覆膜处理下甘蔗叶的质量累积减少率分别为95.1%,94.6%,82.1%,表现为覆土>覆土覆膜>覆膜。腐解过程中甘蔗叶养分的释放速率表现为K>P>N≈C。180 d,碳、氮、磷、钾的累积释放率分别为83.0%~95.0%,82.0%~95.1%,73.5%~97.0%,98.4%~99.7%。考虑甘蔗叶还田养分的释放情况,可以适量减少基肥中钾肥的用量,覆土处理下,养分释放率最高,但是与覆土覆膜处理差异并不显著,覆地膜可以保持土壤水分、抑制杂草生长,因此,如果生产实际情况允许建议甘蔗叶还田采用覆土覆膜方式。

采用模拟土柱方法,研究了含氯肥料施入盐渍化土壤后Cl^-的淋溶及残留特点,并通过田间试验研究了不同程度盐渍化土壤施用硫酸钾和氯化钾后对棉花产量及对土壤盐分、Cl^-残留的影响。模拟试验结果表明,施入土壤中的Cl^-很容易被淋洗掉,在不考虑返盐的情况下,每年正常降雨量能够将40 cm土层中氯离子淋洗掉的数量可高达施肥带入量的24~74.7倍。田间试验结果表明,在速效钾含量332 mg/kg的土壤上,棉花施用2种钾肥均未表现出明显的增产效果,而在速效钾含量189.5 mg/kg的土壤上,棉花施用2种钾肥增产效果都显著。在轻度盐渍化土壤上,施用硫酸钾和氯化钾的产量差异不显著,但在中度以上盐渍化土壤上,硫酸钾的增产效果显著高于氯化钾。在氯化钾施用量较大的情况下,20~40 cm土层中的盐分和氯离子含量明显增加。

为探明幼龄和成龄国红苹果园不同土层土壤中微量元素的动态变化规律,在河北省农林科学院石家庄果树研究所苹果标本实验园内,分别采集了幼龄和成龄国红苹果园0~20,20~40,40~60 cm土层的土壤样品,通过VISTA-MPX等离子光谱仪对国红苹果土壤中5种微量元素进行了含量测定,采用SPSS软件进行多元统计分析和相关性分析。结果表明,整个生长周期内幼龄和成龄国红苹果园土壤硼元素含量均呈波动性起伏变化的动态规律,而铁、锌元素则无明显变化。典型性相关分析表明,0~20 cm土层锰元素之间、锌元素之间均呈显著正相关,20~40 cm土层锌元素之间、硼元素之间呈显著正相关,40~60 cm土层幼龄和成龄各元素之间无相关性。可为指导果园优质栽培和研究不同栽培措施对改善优化国红苹果园土壤中微量元素含量提供科学的理论依据。

为研究与播前启动肥配套的播后不同施肥种类、施肥浓度及施肥频率对结球甘蓝幼苗生长发育及壮苗形成的影响,以结球甘蓝中甘11 品种为试材,通过测定茎粗、全株干质量等形态指标及叶绿素含量、根系活力等生理指标,筛选出结球甘蓝穴盘育苗播后灌溉施肥较优处理为:子叶平展~2片真叶平展时施肥浓度为N 25 mg/kg,2片真叶平展~4片真叶平展时施肥浓度为N 50 mg/kg,4片真叶平展~6片真叶平展时施肥浓度为N 75 mg/kg,3个阶段施肥种类选用17-5-17复合肥,施肥频率均为每次施肥。结球甘蓝幼苗表现为壮苗指数增加、叶绿素含量升高和根系活力增强。说明培育结球甘蓝优质穴盘苗播后灌溉施肥应采用低浓度、多频次的施肥原则。

为了解三江平原农田土壤重金属含量并摸清其来源,通过野外调查取样,结合地统计学和经典相关分析方法,分析了三江平原农田土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg及As含量的空间变异与来源,结果表明:研究区Hg的变异系数为100%,属于高度的空间异质性,其他7种重金属含量的变异系数为34.68%～51.93%,具有中等空间异质性。土壤重金属含量呈斑块状、条带状、大斑块状零星块状分布特征。三江平原农田土壤中Pb、Ni和Zn的平均值低于黑龙江省土壤背景值,其他5种重金属含量均高于黑龙江省土壤背景值,即表现为累积的特征,但8种重金属含量的平均值与最大值均未超过(GB 15618-1995)国家二级标准限值,土壤质量良好。经Pearson相关系数法、地统计分析和主成分分析得出,Pb、Cu和Cr主要来自于自然源,其余各元素主要由人为源构成,且人为源中占主导地位的是化肥和农药的大量施用及燃煤尘。

以2份高耐低磷和2份对低磷胁迫高度敏感的自交系为材料,采用河沙盆栽的方法,研究低磷胁迫对玉米地上部生物学性状及伤流性状的影响。结果表明,自交系的总体耐低磷能力为178>511>>492>9782。低磷胁迫下,植株伤流强度减小,伤流液中的磷、游离氨基酸和可溶性糖的浓度和转运速度都下降,且低磷胁迫对伤流成分转运速度的影响大于对浓度的影响。耐性自交系各性状受低磷胁迫的影响小于敏感自交系。相对伤流强度、伤流液中磷、游离氨基酸和可溶糖的相对转运速度与地上部生物学性状相对值极显著正相关,可以作为玉米耐低磷特性鉴定的生理指标。

为了探明适宜的钾肥施用量与施肥时期在提高甘薯产量和品质的同时,实现钾肥的高效利用和优化管理。以优质食用型甘薯徐薯32为试验材料,研究3个钾肥用量 (0,150,300 kg/hm²) 和3个施钾时期(生长早期即栽插后2周内、封垄期和块根膨大初期)处理对甘薯产量及营养成分的影响。结果表明:生长早期施用钾肥300 kg/hm²时,块根鲜薯和薯干产量获得最高值,分别为36 495.0,12 175.5 kg/hm²。钾肥不同施用期和施用水平对所测甘薯品质性状影响较大,甘薯生长早期追施钾肥有利于淀粉、麦芽糖和蔗糖的积累;低钾处理有利于淀粉及糖类物质的积累,而高钾处理则有利于蛋白质的积累。