水稻低氮相关性状的遗传分析对研究氮素吸收和利用效率及培养耐性品种具有重要意义.缺氮是限制作物生长和产量提高的重要因素.利用一套以9311为遗传背景携带日本晴置换片段的染色体片段置换系为材料,对低氮胁迫下水稻苗期性状进行了QTL定位.共定位到高氮和低氮下株高、主根长、根干质量、苗干质量和总干质量及其相对性状的44个QTLs,其中2种氮水平下检测到28个QTLs,低氮与高氮相对性状检测到16个QTLs.检测到2个QTL热点区,聚集了不同氮水平及其相对性状的多个QTLs,通过搜索预测基因,发现这2个区域包含氮代谢的关键基因,说明极有可能是氮吸收和利用相关基因控制了这些QTLs的表达.以上结果将为利用分子标记辅助选育耐低氮品种提供依据.

ZIP 基因家族是生物体内非常重要的一类金属阳离子转运蛋白基因家族,通过对陆地棉基因组的全面分析和鉴定,获得GhZIP 基因家族系统性的生物学信息.运用比较基因组学的方法,从陆地棉异源四倍体标准系TM-1基因组数据库中鉴定出45个GhZIP 基因,这些基因分布在除了A04、A09、D04和D09号亚基因组以外的22个亚基因组,D亚组比A亚组多5个GhZIP 基因,有16对基因在A亚组和相对的D亚组上存在一一对应关系.有44个GhZIP 基因具有跨膜结构,其中有36个GhZIP 基因的跨膜结构域是6~9个,具有His富集区序列并位于膜内侧可变区的有20个GhZIP 基因,只有1个GhZIP 基因亚细胞定位不在细胞质膜.对NCBI 中陆地棉的EST数据库做比对统计,有21个GhZIP 基因没有可匹配的EST序列,其他24个GhZIP 基因在棉花的根、茎、叶、花、胚珠、纤维等组织中广泛表达,其中有18个基因在根和/或茎中表达.研究结果为GhZIP 基因的克隆和功能研究提供了理论基础.

为了研究毕氏海蓬子中水通道蛋白基因的功能,利用RACE技术克隆了毕氏海蓬子经盐诱导后差异表达的水通道蛋白基因SbPIP1 ,并利用生物学软件对其编码的氨基酸序列进行了分析.进一步构建SbPIP1 基因的植物高效表达载体pcAMBIA2301-SbPIP1 ,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR筛选鉴定阳性转基因苗;对转基因烟草进行抗旱性分析,同时测定转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中破裂所需时间,以及在不同浓度PEG6000处理后转基因烟草叶片的相对含水量(RWC)、离子外渗率(IL)、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量,研究毕式海蓬子SbPIP1 基因的功能,分析转基因烟草的抗旱生理机制.结果表明,从毕氏海蓬子克隆的SbPIP1 基因(GenBank 登录号:DQ451602)cDNA 全长1 268 bp,开放阅读框长度为858 bp,共编码285个氨基酸.生物信息学分析显示,SbPIP1 编码的蛋白包含6个跨膜区、2 个NPA(Asn-Pro-Ala)单元和2个典型的质膜信号肽序列.通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR鉴定筛选,最终获得10个株系转基因烟草苗.转基因植株的抗旱性与对照相比明显提高.转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中的破裂时间明显短于对照烟草.在不同浓度PEG6000处理下,随着处理浓度的提高,转基因烟草和对照烟草叶片RWC均呈现逐渐下降趋势;但在相同浓度处理下,转基因烟草植株叶片的RWC与对照植株相比,下降幅度较小,具有较强的抗脱水能力.转基因烟草和对照烟草叶片MDA和IL随着PEG处理浓度的提高均呈现逐渐上升趋势,但转基因烟草MDA和IL增加幅度明显小于对照植株.转基因烟草和对照烟草叶片中脯氨酸含量随着PEG处理浓度的提高也呈现逐渐上升趋势,但与对照相比,转基因烟草植株叶片中脯氨酸含量增加的更快.

为探讨PGIP蛋白与PG的互作及pgip 基因在油菜抗黑胫菌病中的作用,根据GenBank中油菜pgip9 、pgip15 CDS序列设计引物,并去掉信号肽序列,以接种黑胫病病原菌Leptosphaeria biglobosa (菌株NM-1) 7 d后油菜叶片总RNA反转录的cDNA为模板,PCR扩增出pgip9 、pgip15 除信号肽以外的编码区片段,并克隆到巴斯德毕赤酵母表达载体pPICZαA中构建重组质粒pPICZαA-pgip9 、pPICZαA-pgip15 .重组质粒经单、双酶切、菌落PCR筛选鉴定后热激化法转化酵母细胞PMAD16,再经Zeocin^TM的YPD平板和菌落PCR筛选鉴定,经甲醇诱导表达,SDS-PAGE和Western Blot检测,均在36~37 kDa处出现单一的蛋白条带,蛋白分泌表达成功.通过对pgip 基因的体外表达,为探讨PGIP蛋白与PG的互作及pgip 基因在抗油菜黑胫菌病中的作用奠定基础.

为研究过表达cdc20 基因对绒山羊卵母细胞体外成熟的影响,构建了Myc-cdc20 载体,在体外转录成cRNA后显微注射到绒山羊卵母细胞中,观察其对绒山羊卵母细胞体外成熟过程的影响.结果表明,在对照组卵母细胞体外培养的过程中,卵母细胞培养到8 h后发生GVBD,18 h后进入MⅠ期,直到24 h后,约75%的绒山羊卵母细胞排出第一极体.卵母细胞在GV期时显微注射gMyc-cdc20 cRNA,培养10 h后,通过Western Blotting的方法检测到了MYC-CDC20融合蛋白的表达.但统计结果显示,试验组卵母细胞各阶段发育时间和成熟率与对照并无显著差异.因此,单独过表达cdc20 基因不影响绒山羊卵母细胞体外成熟过程.

对溶藻弧菌外膜蛋白OmpU进行分子克隆构建,抗原性生物信息学分析,为疫苗的开发奠定了基础.通过分子克隆获得OmpU蛋白的原核表达菌株,重组表达后利用切胶纯化获得OmpU蛋白,免疫小鼠制备抗血清,Western Blotting检测发现OmpU蛋白具有很好的抗原性.采用在线软件预测OmpU为亲水的分泌型蛋白;存在多个酶切位点.采用TMHMM Server v.2.0程序预测OmpU无跨膜结构并定位于细胞膜外.通过SignalP 4.1软件分析发现OmpU的1~21位氨基酸为信号肽序列.SOPMA服务器预测OmpU的二级结构含无规则卷曲27.94%,α-螺旋为33.24%,β-转角为10.29%,β-片层为28.53%.采用Swiss Model程序预测三维结构显示OmpU具有3个孔道结构.综合利用ABCpred和BepiPred方案,预测OmpU存在8个B细胞表位.运用神经网络法预测OmpU具有3个CTL表位.使用MHC-Ⅱ类分子结合肽在线程序预测OmpU存在1个Th表位.

在高等植物发育过程中,会发生许多形态学和生理学特征上的改变.为了更好地研究草原龙胆特定发育阶段雄蕊内蛋白质组的差异,以草原龙胆栽培品系49号为试材,利用荧光差异双向电泳技术(2D-DIGE)研究了草原龙胆孢原细胞与小孢子母细胞的差异表达蛋白质组,分析了差异表达蛋白质在草原龙胆雄蕊发育过程中的可能作用.结果表明:利用DeCyder软件分析获得了72个主要差异蛋白质点,其中表达上调点为35个,表达下调点为37个.使用MALDI-TOF-TOF质谱仪对胶上消化后的差异蛋白点进行质谱分析,可信度达到90%以上的蛋白质点为15个,分别为5-甲基四氢蝶酰三谷氨酸高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、33 kDa光系统Ⅱ放氧复合体、核酮-1,5-二磷酸羧化酶、质体分裂环状蛋白、34 kDa的线粒体外膜膜孔蛋白、70 kDa热激蛋白、磷酸甘油酸激酶、蛋白水解酶复合体β6型亚单位、天冬氨酸蛋白酶、对ATP和Zn²⁺依赖型金属蛋白酶和未知功能蛋白等.因此,在草原龙胆雄蕊发育的特定阶段由于蛋白质组的差异表达,导致雄蕊在形态学和生理学特征上发生改变.

为建立一套稳定高效的小麦叶肉细胞原生质体制备技术流程,以小麦幼苗叶片为材料,采用正交和随机设计试验分析了影响小麦叶肉细胞原生质体产量的制备因素.结果发现,酶解条件相关因素对制备原生质体产量的影响由大到小依次为酶解液甘露醇浓度、纤维素酶浓度、酶解时间和离析酶浓度;甘露醇浓度和纤维素酶浓度对原生质体产量的增长表现相互促进模式,延长酶解时间情况下低纤维素酶浓度产出的原生质体较高纤维素酶浓度破碎情况少,峰值过后的产量下降慢.研究还发现取材幼苗苗龄、光照条件和取材叶位等因素对原生质体产量也有影响.综合以上结果确定了一套优化的参数组合:以黑暗培养条件下的10 d苗龄小麦幼苗第2片真叶为材料,酶解液中的纤维素酶浓度为0.5%、离析酶浓度为0.6%、甘露醇浓度为0.5 mol/L,酶解时间为6 h,使用此参数组合制备的原生质体形状均一、破碎情况轻,产量可达(7.28±2.18)×10⁶ 个/g,有活性原生质体的比例可达(95.06±2.66)%.采用PEG-Ca²⁺介导的方法将目标基因导入制备的原生质体,结果表明GFP基因的转化效率可达(61.31±5.74)%,小麦基因TaATG8h 和异源植物拟南芥基因 AtPIP2 ; 1 的蛋白质产物均定位于正确的亚细胞结构处.

为研究芸芥自交亲和机理,采用mRNA差异显示反转录PCR(DDRT-PCR)分析技术,从芸芥自交亲和系开花前柱头中获得1条差异片段.测序及DNA序列的生物信息学分析表明,该差异片段与拟南芥DnaJ蛋白同源基因AtJ3 有较高同源性,暂命名为esAtJ3 基因.该序列含有一个长度为297 bp的完整开放阅读框,编码98个氨基酸残基,含有一个DnaJ-C保守结构域,属于植物DnaJ超家族.esAtJ3 基因编码的蛋白无信号肽,是一个亲水性蛋白,该蛋白主要由不规则卷曲和α螺旋组成.实时荧光定量PCR分析表明,esAtJ3 基因在芸芥SC系开花前柱头中表达量较高,初步推测该基因可能参与芸芥亲和性调控.

为了建立以本氏烟为模式作物研究SMV侵染机制的平台,以可系统侵染本氏烟的重组型SMV分离物HB-RS为毒源,构建感染HB-RS本氏烟的酵母双杂cDNA文库.利用SMART技术获得本氏烟的双链cDNA文库,通过双酶切手段将cDNA文库构建至pGADT7-SfiI载体上.检测结果显示,文库容量约为3.2×10⁶ cfu,插入cDNA片段长度为0.75~2.00 kb,平均长度大于1.00 kb,且多态性丰富,表明文库质量较好.该酵母双杂文库的构建为钓取与SMV互作的寄主因子和系统性研究SMV侵染机制奠定了物质基础.

为研究牦牛肿瘤抑制蛋白Tp53(Tumor protein p53)的基因序列特征及其在牦牛卵巢中的表达情况,采集不同发情时期牦牛卵巢.根据黄牛的基因序列设计5'到3'端特异性引物,RT-PCR扩增基因克隆得到Tp53 基因,并对其基因结构等其他生物信息进行分析.采用Real-time PCR方法分析牦牛不同发情时期卵巢中Tp53 基因的表达差异.结果显示:牦牛Tp53 基因序列的编码区为1 161 bp,编码386个氨基酸.相似性与进化分析显示,与瘤牛Tp53 基因的相似性最高,达到98.4%,与家猫的相似性最低,为80.7%,表明Tp53 基因在进化中具有高度保守性;Real-time PCR检测结果显示,Tp53 基因在各个发情时期卵巢中均有表达,且表达量差异显著(P<0.05).Tp53 基因的表达量出现差异可能是由于在不同发情时期卵巢细胞DNA损伤程度及内分泌等因素的不同所致.牦牛Tp53 基因的成功克隆及生物信息学分析为该基因的进一步研究奠定了一定基础.

为了丰富牦牛FAM134B 基因研究的基础数据,进一步探讨FAM134B 基因的生理功能,通过PCR扩增和测 序技术并结合生物信息学分析软件,对牦牛FAM134B 基因进行克隆、测序以及相关生物信息学分析.克隆获得1 079 bp 的牦牛FAM134B 基因,其中CDS区全长1 071 bp(GenBank 登录号:KM587693),编码356个氨基酸残基组成的蛋白质.与普通牛比对,牦牛FAM134B 基因在CDS区存在3个碱基突变,其中第727位上碱基C→T的突变导致密码子CCC→TCC,使编码的氨基酸由脯氨酸变成丝氨酸.牦牛FAM134B 基因编码蛋白的分子式为C₁₇₀₅H₂₆₈₆N₄₄₈O₅₇₅S₁₃ ,分子量为39.077 5 kDa,理论等电点(pI)为4.46,消光系数为24 450.不稳定系数为46.85,疏水指数为79.47,平均亲水性为-0.439,属不稳定可溶性酸性蛋白质.二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,其中α-螺旋占23.88%,无规卷曲占74.72%,属混合类蛋白质.亚细胞定位结果显示:FAM134B 编码的蛋白在内质网、细胞质膜、空泡、细胞核、高尔基体、细胞骨架和线粒体中分别占30.4%,21.7%,17.4%,17.4%,4.3%,4.3%,4.3%,推测其可能在物质的运输以及辅因子的生物合成等过程中发挥离子通道载体以及信号转导和转录调控的作用.系统发育树分析表明,牦牛FAM134B氨基酸序列与普通牛、绵羊、小鼠、褐家鼠、猕猴、黑猩猩、人、非洲爪蟾的FAM134B氨基酸序列的同源性分别为99.7%,97.2%,87.1%,86.8%,90.4%,90.2%,90.4%,57.9%,物种间的同源性较高,其系统进化的情况与亲缘关系的远近相一致,说明FAM134B 基因的编码区在进化的过程中比较保守.FAM134B 基因的成功克隆和分析为揭示牦牛FAM134B 基因的遗传特性提供了理论依据.

为了获得具有良好免疫活性的基因工程抗原蛋白,利用毕赤酵母真核表达系统,表达猪传染性胃肠炎(河北分离株)的纤突糖蛋白.根据GenBank TGEV S 基因设计一对引物,经PCR扩增出长2.2 kb的目的基因S ,将S 基因亚克隆于pPIC9k载体,转化TOP10感受态,PCR、酶切鉴定阳性克隆,Sal Ⅰ线性化重组穿梭质粒pPIC9k-S,然后电转GS115感受态,利用G418抗性进行多拷贝整合子初步筛选,提取基因组并做PCR鉴定,得到阳性菌株,经诱导发酵后,上清发酵液经SDS-PAGE电泳检测,显示获得分子量为82 kDa左右的目的蛋白,同时用Western-Blotting检测到一条特异的目的条带;用目的蛋白免疫小鼠, ELISA检测免疫S蛋白小鼠血清抗体效价为1 : 100,表达蛋白具有免疫活性.

基于多重PCR技术,建立鸡传染性贫血病病毒(CAV)、禽网状内皮增生症病毒(REV)、禽白血病病毒禽(ALV)A、C、D亚群的基因芯检测方法.根据NCBI收录的鸡传染性贫血病毒(CIAV)、禽网状内皮增生症病毒(REV)与禽白血病病毒(ALV)A、C、D亚群参考毒株的序列,设计合成特异性扩增引物及探针,将下游引物进行Cy3荧光标记,制备基因芯片;分别提取几种病毒的基因组DNA,进行PCR扩增后与探针进行杂交,荧光检测仪扫描并分析结果.结果表明:制备的芯片能够同时检测CIAV、REV与ALV A、C、D亚群,该方法对病毒的最低检测限为10⁶ copies/mL,特异性试验结果表明,该方法与NDV、MDV和IBDV均无交叉反应,可快速鉴别ALV、REV、CIAV.为今后在临床应用中快速鉴别诊断CIAV、REV与ALV A、C、D亚群提供了可行性.

为探究玉米高产品种在水分胁迫下的生理响应机制,以2个玉米高产品种,伊单52和满世通526为材料,采用盆栽控水试验,研究水分胁迫对玉米高产品种生物量、光合特性及抗氧化系统的影响.结果显示,水分胁迫抑制了玉米的生长,降低了净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)、 胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶绿素含量(SPAD)、PS Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm),PS Ⅱ的实际量子产量(Φ_{PS Ⅱ})和电子传递速率(ETR),增加了过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化物酶(POD)活性升高. 两玉米品种相比,水分胁迫8 d,满世通526生物量积累较多,Pn较高,H₂O₂和MDA含量较少,抗氧化酶(SOD、CAT、APX)活性较高.相关性分析表明,水分胁迫下叶片光合能力降低是2个玉米品种生物量减少的主要因素.但满世通526变化幅度小于伊单52,表明满世通526植株光合能力比伊单52受水分胁迫的影响小.进一步研究表明,较高的光化学效率、较强的抗氧化能力和较轻的氧化伤害是满世通526适应干旱环境的重要生理特性.

为了研究56份玉米骨干自交系的遗传多样性,充分挖掘种质资源的遗传潜力,用MultiNA微芯片电泳系统 通过36对多态性SSR分子标记对56份玉米自交系进行遗传多样性分析,通过 PowerMarker V3.25与 Structure V2.3.4 等软件揭示其基因多样性与群体结构.结果表明:在56份自交系中,36对SSR标记所检测到的等位变异为8 ~39个,平均为24.694个;基因多样性为0.758 ~0.968,平均为0.918;PIC为0.722 ~0.967,平均为0.911.聚类分析表明,K=7时,ΔK值最大,即这些自交系可以划分为7个类群,依次为旅大红骨群、兰卡斯特群、瑞德群、P群、塘四平头群、综合种选亚群、热带种质.研究结果为供试材料的利用提供了理论依据.

为了更好地利用矮秆突变体,对突变体dm676 的形态特征、突变基因遗传规律、矮化机理、3个性状一般配合力(General combining ability,GCA)进行了试验研究.从正常玉米自交系M676中发现一矮秆突变体dm676 ,与野生型相比,其株高降低了2/3,节间数减少且节间长度明显缩短;遗传分析表明,该突变体属于隐性单基因遗传;外施生长素(IAA)和赤霉素(GA₃)试验均不能使突变体dm676 株高恢复到正常水平,表明该突变不属于IAA或GA₃缺乏性突变;石蜡切片结果显示突变体dm676 的穗位下1节间表皮细胞明显缩短,且细胞排列较为紊乱,推测突变体节间长度缩短可能由于茎部细胞长度缩短所致;dm676 的小区产量性状GCA为正效应,株高、穗位高GCA为负效应,与M676的产量、株高、穗位高的GCA比较差异极显著.结果为进一步矮秆突变基因定位研究、育种应用提供参考.

为了研究重金属Cd对玉米生理生化特性的影响及体内的转运规律,探索玉米应答Cd胁迫的品种差异和耐性机理.以低积累型品种郑单958和高积累型品种成单30为材料,采用室内溶液培养方法,在不同浓度(0,50,100,200,400 μmol/L)胁迫不同时间后测定玉米幼苗生长,部分生理生化特性以及植株叶片和根系的Cd含量,分析Cd对玉米苗期形态特征,生理生化特性及Cd在叶片的转运能力的影响. 结果表明,随着Cd浓度的增加和胁迫时间的延长,总根长、株高、整株鲜质量以及叶绿素(a+b)含量,富集能力和转运能力均明显下降,叶片的相对电导率显著上升.相关性分析进一步证实,叶片Cd含量分别与叶片SOD、CAT活性、叶片相对电导率和叶片转运系数极显著相关,说明在耐Cd生理中,维持叶片SOD和CAT的活性能提高玉米对Cd耐性能力.此外,当生长介质的Cd浓度为50~200 μmol/L,两品种的生理生化指标产生明显差异,敏感品种的生理特征和细胞膜结构均受到较强的破坏.高于200 μmol/L时,成单30的叶片转运系数大于100%,将对Cd污染的生长介质具有一定的修复能力.

对棉花根系蛋白的双向电泳提取技术进行改良,以获得更好的分离效果,为棉花根系蛋白质组学研究奠定基础.以鲁棉研28为材料,分别采用TCA/丙酮法、改良TCA/丙酮/SDS法、饱和酚-甲醇醋酸铵法这3种根系蛋白质提取方法,提取棉花幼苗根系总蛋白,并进行双向电泳进行蛋白质分离.在蛋白质含量、蛋白纯度和电泳图谱等方面对3种方法进行比较.利用饱和酚-甲醇醋酸铵提取法提取的棉花根系蛋白,其蛋白样品纯度高,SDS-PAGE电泳图谱清晰,蛋白点数量最多为601个点;TCA/丙酮法提取得到的蛋白总量最高约为7.53 mg/g,但样品纯度低,SDS-PAGE电泳图谱模糊,蛋白点数量最少为417个点.采用考马斯亮蓝染色,上样量为1 500 μg获得的凝胶图谱效果较好.总之,适合棉花根系蛋白质提取的方法为饱和酚-甲醇醋酸铵法,在考马斯亮蓝染色蛋白质上样量为1 500 μg时能获得优良的分离效果.

为加速分子标记在鸟巢蕨研究中的应用,利用鸟巢蕨EST序列开展了EST-SSR标记的开发和应用研究.利用MISA软件对鸟巢蕨EST序列进行SSR位点查找,分析EST-SSR的总体特征,并利用Primer 3.0软件设计40对引物,选用10份蕨类材料检测引物的多态性.从42 907条鸟巢蕨EST序列中检测到6 067个SSR位点,其出现频率为1/6.62 kb,包括106种重复基元.在鸟巢蕨EST-SSR中,二核苷酸重复(2 873个,47.35%)是最主要的类型,其次是三核苷酸(1 107个,18.25%)和单核苷酸(972个,16.02%).出现最多的重复基元是AG/TC(1 371个,22.60%),其次是CA/GT(1 066个,17.57%)和A/T(628个,10.35%).设计合成了40对EST-SSR引物对10份蕨类材料进行PCR扩增,26对引物能扩增出明显条带,其中17对引物扩增出了65条多态性条带,平均每对引物多态性带为3.82条.遗传分析表明,10份蕨类材料之间的遗传相似系数为0.338~0.815,可将供试蕨类材料分为2个类群.从鸟巢蕨EST序列中开发SSR标记是有效和可行的,开发的EST-SSR引物可用于蕨类植物遗传分析研究.

利用56个不同来源的水稻品系,在温室抗旱筛选平台通过孕穗期干旱胁迫,测定光合作用、蒸腾速率、抗活性氧等8个生理指标,结合隶属函数分析方法对所有材料进行综合抗旱能力评价,并调查了待测品系在干旱处理与对照条件下主要产量相关的农艺性状.干旱处理后的气孔阻抗值和冠层温度显著高于正常处理,表明水稻幼穗分化期干旱胁迫处理主要影响水稻的光合和蒸腾作用.利用主成分分析和隶属函数分析方法对水稻品系抗旱性进行了综合评价,最终筛选出3个幼穗分化期高抗水稻品系.同时,对产量相关农艺性状的分析结果表明,产量性状中的结实率与综合抗旱能力D值显著相关,可作为衡量水稻幼穗分化期抗旱性的产量性状指标.

为了明确插秧密度和苗数对寒地不同分蘖类型水稻品种群体构成、产量及产量构成因素等的影响,以多蘖型东农428和寡蘖型龙稻5为试材,采用大田裂区试验设计对不同插秧苗数、密度对寒地不同分蘖类型水稻品种群体构成、叶片SPAD值、产量及产量构成因素的影响进行了研究.结果表明:密度对多蘖型东农428分蘖数量影响更大,而插秧苗数对寡蘖龙稻5影响更为明显.密度和插秧苗数对不同类型水稻品种的SPAD值影响较为一致,即栽植密度较小、插秧苗数较少的处理SPAD值较大.龙稻5在插秧数为8,插秧规格为30 cm×12 cm时产量最高,东农428在插秧苗数为8,插秧规格为30 cm×14 cm时产量最高.

为了探讨苏北沿海滩涂不同栽培模式对马齿苋鲜菜产量的影响,寻求马齿苋获得高产的最佳栽培模式,以苏马齿苋2号为试验品种,研究了不同盐分含量土壤上播种量、播种密度及氮肥底追比对马齿苋鲜菜产量的影响.结果表明,相对于0.5~1.0 g/kg(A1)土壤盐分,1.5~3.5 g/kg(A2)的土壤盐分对马齿苋生长发育有一定促进作用,鲜菜产量增加14.4%,但随着土壤盐分含量的增加,在4.5~7.0 g/kg 时,鲜菜产量显著下降.经过对土壤盐分、播种量、播种密度以及氮肥底追比的交互作用分析,试验处理A2B1C2D2、A2B2C2D2下的马齿苋鲜菜产量最高,即土壤盐分为1.5~3.5 g/kg,播种密度为75 cm,底追比为3 : 4 : 3,播种量为3,6 kg/hm²的处理组合最有利于马齿苋鲜菜产量的积累.各栽培措施均能影响马齿苋鲜菜产量,经方差分析,土壤盐分含量、播种量、播种密度以及氮肥底追比交互作用均呈显著关系,从处理间区别看,影响马齿苋鲜菜产量的主要因素是土壤盐分,氮底追肥比次之,播种量及播种密度再次之.

为研究华北冬绿肥(WGM)对生菜生长与营养品质的影响,采用盆栽试验,以不施氮肥(CK)和尿素(N)为对照,设计了二月兰、冬油菜、草木樨单施、倍施及与氮肥(N)配施处理.结果显示:冬绿肥倍施对生菜增产显著,是CK的3.95~4.52倍,是尿素的1.31~1.50倍;与尿素相比,冬绿肥有利于促进生菜根长指标的发育,以冬绿肥倍施最佳.尿素和冬绿肥均会增加生菜硝酸盐含量,冬绿肥与尿素相比,可不同程度抑制生菜硝酸盐累积,以冬绿肥单施效果最好;与CK和尿素处理相比,冬绿肥各处理均可促进生菜中可溶性糖和可溶性蛋白含量的积累.与CK相比,各处理中只有2WGMI处理可促进生菜维生素C的合成;绿肥倍施、绿肥单施和绿肥与尿素配施维生素C含量均高于尿素处理,差异显著.研究结果为华北冬绿肥在蔬菜上的应用提供了依据.

为了明确不同生物学性状对玉米籽粒直接机械化收获质量的影响,设置了8个不同程度适宜机收的玉米品种籽粒直接机械化收获试验,比较了玉米籽粒含水率、株型性状、穗部性状、产量构成因素、穗下茎节抗倒伏性状对8个玉米品种的籽粒直接机械化收获后籽粒破碎率、杂质率、落穗率和落籽率的影响.结果表明,8个玉米品种籽粒直接机械化收获时籽粒含水率差异较大,德美亚1号含水率最低,桥玉8号次之;蠡玉16含水率最高,郑单1002次之;郑单958籽粒含水率为29.91%,处于中间水平.相关分析表明,显著影响玉米籽粒直接机械化收获质量的主要因素有:籽粒含水率、穗位高、穗粗、苞叶总宽度、穗下茎节压碎强度.综合分析,适宜我国籽粒直接机械化收获的玉米品种应该具有后期籽粒脱水速率快、籽粒含水率较低、穗位高较低、穗粗较细、苞叶总宽度较窄、穗下茎节压碎强度较大多个生物特性.为今后培育适宜籽粒直接收获玉米新品种提供了重要参考.

为明确淡紫拟青霉PL-HN-16促进植物生长的活性因子.采用Salkowski比色法、胚芽鞘法和高效液相色谱(HPLC)分析培养物中生长素(IAA);离子柱层析和生物活性跟踪法,明确其促植物生长活性因子.Salkowski比色、小麦胚芽鞘试验和HPLC试验结果表明:PL-HN-16不产生IAA;柱层析和活性跟踪结果表明,其促生长活性因子为分子量约14 kDa的蛋白,当蛋白浓度低于0.10 μg/mL时,促生长作用呈明显剂量相关性,对菜心生长促进率达13.15%,高于0.10 μg/mL抑制菜心生长.PL-HN-16促植物生长因子为分子量约14 kDa的蛋白,有关植物外源激素样功能蛋白研究鲜有报道,开展其研究具有理论和应用价值.

为鉴定河北省谷子病穗中分离获得的一个滑刃线虫群体,对其相关形态特征及测量值进行比较,并对其核糖体28S rRNA-D2/D3区与ITS区核酸序列进行比对和系统进化分析.结果表明:从河北谷子中分离的滑刃线虫群体在形态上与以前报道的贝西滑刃线虫群体非常相似;与GenBank中贝西滑刃线虫序列相比,28S rRNA-D2/D3区序列相似度为100%,ITS序列相似度为98%~99%;系统进化分析表明,河北谷子中贝西滑刃线虫群体与GenBank中贝西滑刃线虫以100%支持率聚类于同一分支.因此,河北谷子病穗中分离获取的滑刃线虫群体为贝西滑刃线虫.

为了探究苦瓜几丁质酶在生物防治和植物抗真菌病害中的潜势作用,以青皮苦瓜为试验材料,采用0~60%(NH₄)₂SO₄分级分离苦瓜蛋白质,通过几丁质亲和柱层析色谱工作站,分步聚集纯化出几丁质酶.SDS-PAGE凝胶电泳显示单一条蛋白带;经生化分析鉴定,苦瓜几丁质酶的分子量为35.4 kDa,等电点pI=6.2;酶活力为24 U,比活力为32 U/mg.理化性检测表明,苦瓜几丁质酶的最适温度和pH值分别为50 ℃、6.0;氧化剂、还原剂和金属离子影响酶活力;其清除羟自由基能力和总抗氧化能力均有上升的趋势.抑菌试验显示,苦瓜几丁质酶对霉菌有一定的抑制效力,对植物致病真菌有不同程度的抑制作用,提示偏酸性几丁质酶具有明显的抗菌活性及抗氧化能力,利用区隔性分级提纯苦瓜几丁质酶,将能开发出有发展潜力的新型抗真菌病虫害药物.

为研究酸化土壤对晚稻根系活力、吸收面积、POD与SOD活性等根系生理特性指标以及植株氮素利用效率指标的影响,探讨酸化土壤影响晚稻氮素利用效率的途径,以前期试验筛选出的7个具有不同氮素敏感性的酸性敏感型晚稻品种为材料,在湖南长沙县不同酸度大田开展了试验.结果表明:酸化土壤使各品种根系活力、总吸收面积、活跃吸收面积与POD活性降低,但下降的程度与品种氮素敏感类型有关,一般氮素敏感型品种极显著下降,氮素中间型品种显著下降,而氮素迟钝型品种下降不显著;酸化土壤使各品种孕穗期和齐穗期根系SOD活性极显著下降,但对灌浆期根系SOD活性影响不明显;各品种在酸化稻田上的氮素积累量、氮素利用效率、氮肥效率和氮生理效率多呈下降趋势,其中,前三者的下降程度与品种氮素敏感性有关,一般氮素敏感型品种下降极显著,氮素中间型品种下降显著,而氮素迟钝型品种下降趋势不显著;而各品种氮生理效率一般均呈极显著下降趋势,与品种氮素敏感性无关.根系生理特性与氮素利用效率指标的相关性分析表明,根系POD活性和根系活力与晚稻品种氮素利用效率指标相关性较明显,因此,初步确定酸化土壤对晚稻氮素利用效率的影响主要是通过影响根系POD活性和根系活力实现的.

为研究不同氮肥施用方式对棉花生长及生理特性的影响.在东营滨海盐碱地设置棉花大田试验,设不施氮肥、氮肥基施、氮肥分施(1/2基施、1/2花期追施)、控释氮肥4个处理,测定分析棉花生物量和氮素积累及氧自由基代谢相关酶活性变化等.结果表明:棉株氮素和地上部生物量的积累符合Logistic方程;施氮能增加作物对氮 素的吸收,并能提高作物叶片氮素浓度,花铃期是植株氮素和生物量积累的关键时期;控释氮肥及氮肥分施皆能有效提高棉花叶片SOD和POD活性,降低MDA及脯氨酸含量,进而提高作物抗逆性减缓衰老;控释氮肥处理子棉产量和氮肥农学利用率最高,子棉产量2年分别比不施氮肥处理提高26.8%,氮肥农学利用率较氮肥基施和氮肥分施处理平均增加0.99,0.29 kg/kg.控释氮肥的施用能有效提高棉花的抗逆性减缓衰老,并能获得较高产量,适宜在盐碱地施用.

为揭示光合作用对施肥水平和种植密度的响应机制,以张杂谷5号为试验材料,采用5因素5水平二次通用旋转设计,分析氮、磷、钾、行距和株距对叶绿素荧光参数的影响.结果表明,氮对非光化学淬灭、光化学淬灭、最大光化学量子产量、实际光化学量子产量均有显著影响;在设计范围内,实际光化学量子产量和光化学淬灭随着施氮肥水平的增加均呈先增后降的趋势;随着氮的增加最大光化学量子产量呈直线上升趋势;非化学淬灭参数随着施氮量的增加先减小后增大.磷对实际光化学量子产量和非化学淬灭有显著影响,并且这些指标随着施磷量的增加均呈先增后减趋势.钾对实际光化学量子产量和光化学淬灭都有显著影响.行距对实际光化学量子产量、光化学淬灭和非光化学淬灭参数均有显著影响.氮与钾、氮与株距、钾与株距的相互作用对光化学淬灭和实际光化学量子产量影响显著.磷与行距的相互作用对最大光化学量子产量有显著影响.说明合理的施肥和密植可改善张杂谷5号的光合功能,从而增加作物干物质积累量,提高产量.

为探索密植玉米群体茎秆质量改善,抗倒伏能力提高的技术途径和措施,大田滴灌条件下研究了不同肥料配施对夏玉米生长发育及与茎秆质量、抗倒伏相关的农学性状和力学性状的影响.试验设置5个肥料配施处理:仅施氮肥(N)、氮配施磷肥(N+P)、氮配施钾肥(N+K)、氮配施4种微肥(N+4M)、氮配施磷钾和4种微肥(N+P+K+4M),并以传统施肥方式(全部肥料一次性底施)为对照(CK).结果表明,与传统施肥相比,滴灌配施钾肥显著增加了玉米干物质积累量和籽粒产量,各器官干物质积累分配模式也得以优化,同时控制株高和重心高度、缩短基部节间、增加基部节间的直径、干质量从而使单位长度干质量显著增加.玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度以及抗倒伏指数与株高、重心高度和基部节间长呈负相关或(极)显著负相关,而与植株干鲜质量以及基部节间直径、干质量和单位长度干质量呈正相关或(极)显著正相关.滴灌条件下不同肥料配施玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度显著以及抗倒伏指数都高于或者显著高于传统施肥方式,尤其是配施钾肥处理效果最为明显,这可为该地区玉米密植抗倒高产提供理论依据.

为探明水稻在膜下滴灌和淹灌2种栽培模式下叶绿素荧光参数的差异,以T-04、T-43、T-66、T-69水稻品系为试材,大田环境条件下,采用膜下滴灌和传统淹灌2种栽培模式种植.测定并分析2种栽培模式下,每个材料在分蘖期、孕穗期、抽穗期、乳熟期、蜡熟期5个生育期叶片的快速叶绿素荧光诱导动力学曲线.结果发现,不同研究材料之间,同一材料在不同生育期,不同栽培模式下叶绿素荧光参数具有明显差异,其中大部分差异达到显著水平(P<0.05).膜下滴灌栽培模式下,分蘖期T-43、T-66、T-69的α 值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-04、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;孕穗期T-04、T-43、T-69的α值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-43、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;抽穗期T-04、T-43、T-66的α 值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-43、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;乳熟期T-43、T-66的α值、Pm值,T-04、T-66、T-69的Ik高于淹灌;蜡熟期T-04、T-43、T-66、T-69的α值、Pm值,T-43、T-69的Ik值高于淹灌.由此得出,滴灌栽培模式下,叶片的光能利用效率、最大光合能力、半饱和光强总体上高于淹灌,进一步可说明,水稻在该模式下,叶片的光合机构并未受到干旱胁迫,作为一种全新的水稻节水栽培方式,在保证高产的同时,还可充分提高水分利用效率.

为阐明不同施肥条件下土壤有效磷与土壤磷素累积的响应关系,为黄潮土农区科学施用磷肥提供依据.分析了黄潮土34年(1980-2014年)肥料长期定位试验中,不同施肥处理下土壤磷素盈亏与土壤有效磷的变化特征.结果表明:长期不施磷肥处理(CK、N)土壤有效磷含量随年限的延长呈极显著(P<0.01)下降趋势,年均分别降低0.16,0.11 mg/kg;长期施用有机肥及有机无机配施处理(M 、MN、MNP、MNPK),土壤有效磷含量呈极显著(P<0.01)上升趋势,年均分别增加1.12,1.00,1.65,1.49 mg/kg;而长期施用化学磷肥处理(NP、NPK),土壤有效磷含量呈持平的趋势. 土壤有效磷变化量随磷素盈亏而变化,不施磷肥处理(CK、N),土壤中的磷素均亏缺,土壤每亏缺100 kg/hm²磷, 有效磷含量降低分别为0.68,0.47 mg/kg;长期施用有机肥及有机无机配施处理(M、MN、MNP、MNPK),土壤中的磷素均有盈余,土壤中每盈余100 kg/hm²磷所能增加的土壤有效磷含量分别为1.98,2.19,1.56,1.42 mg/kg.