前期组学分析发现,水稻ERF转录因子OsDERF1响应水分胁迫,为探究该转录因子在水稻水氮耦合下调控水分利用效率提升的机制,进一步分析其在局部根系水分胁迫(PRD)与不同氮素形态耦合条件下的表达模式,以期为水氮耦合下OsDERF1调控水稻水分利用机制的解析提供理论依据。以广东省常规稻品种美香占2号为试验材料,采用3种水分处理(CK、PRD、PEG)与3种铵态氮/硝态氮配比(A100/N0、A0/N100、A50/N50)进行协同处理,分析OsDERF1在水稻根、茎、叶3种组织中的表达模式;通过生物信息学方法解析OsDERF1编码蛋白的结构特征、理化性质等。结果表明,OsDERF1基因编码区全长为732 bp,编码243个氨基酸,其编码蛋白的分子质量为25.97 ku,理论等电点为4.77,不稳定系数为54.36,亲水性平均系数为-0.475,综上特征该蛋白为不稳定亲水蛋白。亚细胞定位结果显示,OsDERF1定位于细胞核,且蛋白序列中含有一个AP2保守结构域,表明OsDERF1属于核转录因子。qRT-PCR结果显示:OsDERF1在水稻根、茎、叶中均有表达,但存在组织表达差异——根部相对表达量显著高于叶片和茎部。进一步分析不同处理对各组织表达的影响发现:根部在PRD-L与A50/N50耦合处理下相对表达量最高。综上所述,OsDERF1转录因子在水稻根部组织中,以PRD与A50/N50氮素形态耦合处理下的相对表达量最高,且胁迫条件下根部的表达量显著高于非胁迫根。据此推测,OsDERF1可能通过根部组织响应水分与氮素双重信号,进而参与水稻干旱胁迫下的分子调控机制。

为探究外源海藻糖在缓解香稻干旱胁迫中的作用机制,以稻花香2号为材料,以15%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,设置5,10,15 mmol/L海藻糖喷施处理(T1、T2、T3),以正常供水(CK,清水喷施)和干旱处理(D,清水喷施)为对照,系统分析幼苗生长生理指标时序变化,并结合转录组测序解析其分子调控机制。结果表明:5 mmol/L 海藻糖(T1)处理在胁迫后期(12 d)表现出显著缓解效应,叶片可溶性蛋白和脯氨酸含量分别达5.47,0.132 mg/g,显著高于D处理;抗坏血酸(AsA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在T1处理下均达峰值,其中SOD、CAT活性较D处理显著提高30.10%,91.84%;超氧阴离子(O₂^-)产生速率和丙二醛(MDA)含量则显著低于D处理,降幅分别为55.10%,14.68%。基于形态与生理指标的Z分综合评价显示,T1处理的综合评价值最高(455.18),较D和CK分别提高184.65%,44.02%。转录组分析表明,T1处理共调控1 451个差异表达基因,显著富集于光合作用-天线蛋白、谷胱甘肽代谢、MAPK信号通路等途径,并上调OsFPPS、OsGSTF1、OsTPP1、OsWRKY69等关键基因表达,下调OsPP2C73等负调控因子。综上,外源5 mmol/L海藻糖可通过增强渗透调节与抗氧化能力,并协同调控ABA信号、MAPK信号通路及内源海藻糖代谢相关基因,有效缓解稻花香2号幼苗干旱胁迫,研究结果为香稻抗旱栽培及海藻糖类抗逆剂开发提供了理论依据与分子靶点。

为了快速高效改良宁夏固原小麦品种/品系,以自育品系1404-1和引进品系Ly-1为亲本构建F₂作图群体,基于液相芯片测序技术,挖掘小麦穗部性状主效QTL。结果表明,构建的小麦F₂群体遗传图谱全长3 442.215 cM,包含4 808个SNP标记;在11条染色体上共检测到37个与株高、穗长、单株粒质量、主穗粒数、百粒质量、粒周长、粒长和粒宽等性状相关的QTL,贡献率为7.2%~15.3%,其中7个为主效QTL;此外,在2A、6A、6D、7A和7B染色体上共鉴定出5个与穗部性状相关的QTL簇,其中Ta-multi7B-1上包含qPH7B.1和qSL7B.1两个主效QTL,其优异等位基因均来源于引进品系Ly-1。Ta-multi7B-1是进行分子标记辅助育种的重要位点,将该位点导入宁夏固原当地优良品系中,有望提高小麦产量,加快分子育种进程。

为明确早期结瘤蛋白(ENODL)在棉花抗黄萎病中的生物学功能,制备了GhENODL6蛋白的多克隆抗体,为后续机制解析提供技术支撑。以前期鉴定的GhENODL6基因为材料,该基因编码一个由139个氨基酸残基组成的蛋白,包含信号肽、跨膜结构域及ENODL功能域。采用原核表达系统,截除跨膜结构域后构建pET-30a-ENODL6Δ重组表达载体,并系统优化表达条件,确定最佳诱导参数为:0.50 mmol/L IPTG、初始OD₆₀₀为0.8、25 ℃诱导5 h,获得大量包涵体形式的重组蛋白。经Ni-NTA亲和层析结合尿素变性溶解,成功纯化出纯度超过90%的目标蛋白。以此蛋白为抗原免疫新西兰兔,制备兔源多克隆抗体,效价达1∶102 400。Western Blot结果表明,该抗体可特异性识别分子质量约为20.47 ku的GhENODL6蛋白。综上所述,成功建立了GhENODL6蛋白的高效表达与多克隆抗体制备体系,为后续研究其蛋白互作网络、亚细胞定位及在抗病信号通路中的作用机制提供了可靠工具。

为探究不同成熟度鸭梨果心褐变调控的分子机制,以不同采收期鸭梨为材料,采用实时荧光定量PCR技术分析7个PbMYB转录因子基因在贮藏期的表达模式,克隆获得PbMYB1~PbMYB7完整的编码序列,利用酵母单杂交系统检测其转录自激活功能。结果发现,7个编码基因(PbMYBs)表达呈现明显的时序与采收期特异性,与贮藏0 d相比,早采鸭梨贮藏至120 d,果心的PbMYB1、PbMYB4、PbMYB5、PbMYB6、PbMYB7基因显著上调且表达量最高;晚采鸭梨贮藏至210 d时,7个基因呈现上调表达,果心的PbMYB2、PbMYB3成为优势基因;中采鸭梨果心7个基因的表达相对平稳,贮藏至240 d,褐变指数最低(0.59),显著低于早采和晚采鸭梨,与7个转录因子的基因相对表达量密切相关。根据鸭梨MYB转录因子CDS序列分别克隆出PbMYB1至PbMYB7转录因子基因的全长,大小依次为2 937,960,5 088,2 052,891,972,2 133 bp,经过测序比对确定克隆成功。对7个转录因子进行自激活功能验证,3个获得成功,其中转录因子PbMYB2与PbMYB6具有自激活活性;转录因子PbMYB5无自激活活性。PbMYB2与PbMYB6可能作为激活子在鸭梨果心褐变过程中发挥作用,为解析鸭梨果心褐变分子机制及创制抗褐变新种质提供了关键靶点。

为促进薄皮甜瓜种质资源鉴定与分子育种应用,基于27份薄皮甜瓜和5份厚皮甜瓜核心育种材料的重测序数据,筛选高多态性 SNP位点,开发并验证了一套高质量 KASP分子标记。针对1 195个候选SNPs,在甜瓜的12条染色体上均匀设计60个KASP标记,经32份甜瓜材料验证,其中42个标记分型成功,成功率为70.0%。进一步筛选出28个分型清晰、稳定性高的最优标记,用于从分子水平分析甜瓜育种材料的群体遗传结构,聚类分析结果与传统形态学分类高度吻合。利用最优标记构建27份薄皮甜瓜以及5份厚皮甜瓜育种材料的数字指纹图谱,并将各材料的指纹信息编码为二维码,便于快速鉴定与管理。综上,所开发的KASP标记能够对27份薄皮甜瓜核心育种材料进行高效区分,具有较高的特异性和实用性,为薄皮甜瓜种质资源评价、品种鉴别以及分子标记辅助育种提供可靠技术支撑。

为解析西瓜幼苗高温响应的代谢调控机制,以热敏型D27和耐热型K53西瓜为试材,采用代谢组学结合碳氮代谢生理指标测定方法,探究不同耐热性西瓜材料对高温胁迫的应答差异。结果表明,高温胁迫下2个材料共有7个差异代谢物,不同耐热型材料间差异代谢物达26个;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路显著激活,L-天冬氨酸、L-谷氨酸含量显著上调。碳代谢方面,耐热型K53可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量均显著升高,热敏型D27淀粉含量下降;氮代谢方面,高温抑制硝酸还原酶活性,热敏型D27氨态氮大量积累,耐热型K53通过维持较高谷氨酸合成酶(GOGAT)活性降低氨态氮积累,其GS/GOGAT循环稳定性更强。综上,该研究揭示了氨基酸代谢、碳氮差异调控是西瓜耐热的关键代谢途径,GS/GOGAT循环稳定性是重要耐热机制,为西瓜耐热品种选育及生产效能提升提供理论支撑。

旨在探究中国水仙雄蕊发育的分子调控机制。基于马艳军水仙课题组前期中国水仙金盏银台雄蕊发育相关转录组数据,发现1个TGAL11同源序列在雄蕊中特异性高表达,克隆该同源基因并命名为NtTGAL11。结果表明,NtTGAL11序列全长1 020 bp,编码339个氨基酸。NtTGAL11蛋白分子质量为38.072 31 ku,是碱性亲水蛋白,该蛋白主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,包括bZIP和DOG1 2种结构域,AtTGA9蛋白和AtTGA10蛋白与其亲缘关系最近。通过亚细胞定位分析,证实NtTGAL11定位于细胞核。RT-qPCR数据分析表明,NtTGAL11在金盏银台雄蕊中高表达,在其他花器官中,包括玉玲珑瓣化雄蕊中低表达,与转录组数据一致。双分子荧光互补试验证明,NtTGAL11能够与AG类基因NtMADS6互作。推测NtTGAL11可能通过调控AG基因的时空表达促进雄蕊发育,NtTGAL11的表达模式分析进一步表明NtTGAL11在中国水仙雄蕊发育过程中起关键调控作用。

汉麻中大麻素具有丰富的药理活性,汉麻橄榄醇合酶(CsOLS)基因编码的蛋白是催化大麻素前体物质橄榄酸(OA)合成的关键酶。为进一步研究CsOLS基因的表达调控,克隆CsOLS基因的启动子序列(CsOLSp),通过生物信息学分析其转录起始位点(TSS)和顺式元件;克隆约500 bp的CsOLSp截断片段CsOLSp1、CsOLSp2、CsOLSp3,构建诱饵载体,转化酵母细胞及完成自激活检测。以汉麻雌株花、叶等组织构建的cDNA文库为材料进行酵母单杂交筛库,对获得的转录因子进行一对一互作验证、结构域分析和分子对接分析。结果表明,克隆获得1 500 bp 的CsOLSp启动子,包含多种激素响应元件、光响应元件及转录因子结合位点。自激活检测表明,CsOLSp1和CsOLSp3可进行后续酵母文库筛选。经初筛与复筛,分别获得与CsOLSp1和CsOLSp3互作的蛋白数量为5,7个,其中转录因子各一个,分别为CsAHL14 和CsAHL15。一对一互作验证结果表明,CsAHL14可与CsOLSp1发生互作,CsAHL15 可与CsOLSp3发生互作。结构域分析显示,CsAHL14属于AHL家族B类成员,而CsAHL15属于AHL家族A类成员。分子对接分析结果表明,CsAHL14与TTATTTTTTAT序列具有较强的结合能力。推测转录因子 CsAHL14 可能通过特异性结合CsOLSp启动子中的TTATTTTTTAT顺式作用元件参与CsOLS基因的表达调控,在汉麻大麻素生物合成过程中发挥重要作用。

为了破解华北滨海低平原区因土壤盐碱化瘠薄导致夏玉米单产提升受限的难题,于2024,2025年在典型代表区设置涵盖品种、增密、缓控肥料、分次减量追肥及延时收获的综合农艺措施(IAM)、综合农艺措施配施有机肥(IAM+OM)与农户模式(FP)3个处理,研究不同处理对土壤养分与盐分的运移、玉米干物质的积累分配和产量构成的影响,进一步探索综合农艺措施配施有机肥对轻盐碱瘠薄耕地夏玉米的产量提升效应。结果表明:与FP处理相比,IAM+OM处理土壤有机质提高0.20百分点,且达到显著水平。成熟期,IAM+OM处理0~40 cm土层盐分含量较FP处理显著降低0.25百分点。开花期,IAM和IAM+OM处理的土壤硝态氮含量较FP处理分别增加17.9%,35.4%;IAM和IAM+OM处理的SPAD值较FP处理分别显著提高4.9%,5.5%;开花期和成熟期,IAM处理干物质量分别比FP处理增加19.9%,20.6%;花后干物质积累量在IAM处理较FP处理增加20.8%。相较于FP处理,2 a平均 IAM处理收获穗数显著提高9.7%,千粒质量提高8.3%;IAM处理增产11.8%,IAM+OM增产18.1%,均达到显著水平。综合农艺措施配施有机肥(IAM+OM)能显著改善土壤理化性状、增强养分供应、抑制盐分积累,并促进花后干物质积累与产量形成,为华北平原缺水区轻盐碱瘠薄耕地的夏玉米产能提升提供了可行途径。

为探索连作对花生农艺性状、产量和品质性状、根际养分的对话机制,缓解连作障碍对高油酸花生产业的制约。试验选取连作4 a花生田,以适合单粒精播的高油酸花生品种冀农花12号为供试材料,围绕根际养分提升及土壤微生物改良开展试验。设置4种处理:播前土壤增施氧化钙(CaO)600 kg/hm²、生物菌肥(BF)300 kg/hm²、营养拌种剂(N)等3种养分处理和常规施肥(CK)4种处理,分析不同养分处理对高油酸花生连作障碍的影响。结果表明,3种养分处理在花针期和结荚期显著提高了叶片的SPAD值,延缓了植株叶片衰老速度,提高了光合积累效率。CaO处理主茎高度较CK显著增高35.6%,CaO处理聚类的Ⅲ类群体与产量构成因素数据点分布最集中;BF处理提高了结荚期活性根瘤数量和单株根瘤干质量,促进了N、P、K的吸收;N处理在收获后表现出土壤中铵态氮(8.1 mg/kg)、速效磷(9.6 mg/kg)和速效钾(249.3 mg/kg)含量明显低于CK的现象,对品质的影响较小。养分处理均可在一定程度上缓解高油酸花生的连作障碍,其中CaO效果最佳。随着花生种植年限增加,连续增施养分处理可有效缓解连作障碍,在实际生产中应综合考虑种植目标和需求,并采取多因素结合措施来缓解高油酸花生连作障碍,该研究为连作花生土传病害防控技术提供新思路和重要参考。

为探究不同浓度乙烯利对色素辣椒果实成熟生理变化的影响,以色素辣椒品种晋椒801为试材,于2024—2025年分别在采收前喷施0(CK),200(T200),400(T400),600(T600),800(T800),1 000 mg/L(T1000)6种不同浓度的乙烯利,在喷施后5个采样时间点,测定色素辣椒果实中干物质量、硬度、含水率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、维生素C含量和果实色泽等指标。结果表明,喷施乙烯利可降低色素辣椒果实的含水率和硬度,增加维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的积累,影响辣椒果实色泽变化,促进果实快速转色。2024—2025年喷施600 mg/L乙烯利处理色素辣椒果实维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量在5个采样时间点均显著高于CK,且均达同期峰值。在处理15 d时,T600处理可显著促进色素辣椒果实成熟,降低含水率和硬度,2 a平均较CK分别降低4.88百分点,32.11%;增加维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量,2 a平均较CK分别增加28.27%,31.74%,72.64%。综上,色素辣椒植株喷施600 mg/L乙烯利为最佳浓度,可显著影响色素辣椒果实成熟及转色,进而提高色素辣椒果实品质。

为明确河北省山前平原小麦-玉米轮作体系周年适宜施氮量,通过22 a的田间定位试验,分析不施氮(N0)、小麦施氮150 kg/hm²+玉米75 kg/hm²(N1)、小麦250 kg/hm²+玉米150 kg/hm²(N2)、小麦350 kg/hm²+玉米225 kg/hm²(N3)4个施氮量处理对作物产量、周年能量产量、氮素累积量、氮肥回收利用率等的影响。结果表明,氮肥施用显著提升了麦玉轮作体系作物产量与周年能量产量。相较N0处理,施氮处理小麦年均增产2 857.81~3 226.11 kg/hm²;玉米年均增产2 302.37~2 611.64 kg/hm²。各施氮处理较N0处理周年能量产量年均可增加74.59~84.30 GJ/hm²,增幅为56.54%~64.15%。N2处理的周年可持续性指数最优,较N1、N3处理分别提高2.56%,0.21%,产量稳定性指数则分别下降0.14,1.77百分点,N3处理显著降低麦玉轮作体系的产量稳产性。施氮显著提升小麦、玉米地上部年均氮素累积量,与N0相比施氮处理小麦、玉米单季及轮作周年的氮素累积量分别显著提高128.14%~165.83%,32.66%~54.19%,68.10%~95.78%。随着施氮量递增,氮肥回收利用率显著下降,小麦季N1、N2、N3处理氮肥回收利用率分别为64.65%,49.96%,32.66%;玉米季N1、N2、N3处理氮肥回收利用率为73.45%,59.00%,36.34%。综合产量、氮素利用率与可持续性,提出河北省山前平原区麦玉轮作体系小麦和玉米的适宜施氮量分别为233.49~247.42 kg/hm²,145.35~150.89 kg/hm²,轮作周年适宜施氮量为378.84~398.31 kg/hm²,可实现作物产量与经济效益双盈,且周年产能稳定。

为探究浅埋滴灌条件下滴施水溶肥对冬小麦生长和产量的影响,于2022—2024年进行田间试验。试验考虑灌水量和施肥方案2个因素,灌水量设置高和低2个水平。施肥方案以传统的基肥+尿素为对照F₀,设置50%基肥+水溶肥方案F₁、0基肥+水溶肥方案F₂、100%基肥+水溶肥方案F₃和100%基肥+水溶肥方案+有机肥(50%腐殖酸+40%黄腐酸)F₄,共5个水平。结果表明:基肥减量50%相比对照处理株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、SPAD值和产量分别提高了5.02%,13.81%,12.26%,0.16%,8.82%,0基肥处理小麦减产。施用水溶肥相比于施用尿素,小麦株高、茎粗、LAI、SPAD值和产量分别提高5.48%,18.91%,18.49%,2.65%,6.05%。在水溶肥中添加有机肥可使株高、茎粗、LAI、SPAD值和产量进一步提高2.89%,4.88%,5.69%,3.05%,6.74%。高灌水量比低灌水量处理小麦的茎粗、LAI和SPAD值分别提高5.79%,13.94%,8.74%,小麦产量提高7.23%。基肥减施50%小麦收益最大,基肥用量不变追施尿素改用水溶肥因成本提高导致收益降低,在水溶肥中增加有机肥可使小麦收益增加。综上,水溶肥结合浅埋滴灌技术可对小麦生长产生积极影响,而基肥减量50%+追施水溶肥与追施水溶肥代替尿素并添加有机肥的施肥方案为小麦高产提供了可行路径。

为明确河南省不同产量水平小麦的产量构成和氮磷钾吸收利用特征,于2023—2025年在位于河南省安阳市4个县区的78个农户田块取样调查,按照籽粒产量的高低分成低产、中产、高产3组,比较了产量构成、氮磷积累和转运特性以及氮磷钾吸收、生产效率。结果表明,高产组的籽粒产量分别较低、中产组高23.6%~53.5%,10.6%~24.2%,主要原因是高产组较低中产组显著提高了生物量,且较低产组提高了穗数和千粒质量,较中产组提高了低产年份的穗数。与低产组相比,中高产组开花期和成熟期氮积累量、开花期磷积累量和花前氮磷转运量在2 a中均显著提高,其他氮磷积累和转运特性无显著变化或仅在1 a中有显著变化。高产组较中产组,生物量显著增加13.4%~24.4%,产量构成因素除2024—2025年度穗数显著增加8.6%外无显著差异。在产量较高的2023—2024年度,高产组花后磷积累量、花后磷积累量贡献率和百千克籽粒需磷量较中产组分别显著降低106.7%,15.1百分点,11.5%。在产量较低的2024—2025年度,高产组较中产组,开花期、成熟期以及花后的氮积累量、开花期和成熟期磷积累量分别显著提高39.5%,27.3%,17.0%,37.3%,27.3%,花前氮转运量、花前氮转运量贡献率和花前磷转运量分别显著提高33.4%,3.2百分点,36.6%;磷钾吸收效率分别显著提高46.3%,17.1%。相关性分析结果表明,产量与穗数、穗粒数、千粒质量、生物量、开花期和成熟期氮积累量、花前氮转运量以及花前磷转运量在2 a中均达到显著正相关。综合来看,穗数、千粒质量、生物量、开花期和成熟期氮积累量以及花前氮磷转运量高是河南省小麦高产的重要特征。

从河北省石家庄市藁城区中低产田玉米根际土壤中分离筛选出26株细菌。经促生能力测定后,选择综合能力最好的霍氏假单胞菌M11设置3个浓度梯度(1.0×10⁵,1.0×10⁷,1.0×10⁹ CFU/mL)进行盆栽试验,研究其对中低产田玉米促生效应及根际土壤微生物群落结构与功能的影响。结果表明:与CK(灭菌培养基)相比,不同浓度的M11发酵液对玉米幼苗生长均具有显著促进作用,其中以1.0×10⁷ CFU/mL处理效果最佳,玉米株高、地上部和根部生物量均显著提高;同时,该处理显著提升了根际土壤脲酶和过氧化氢酶活性。宏基因组分析发现,接种M11提升了土壤中鞘氨醇微菌属、类诺卡氏菌属、溶杆菌属等有益菌的相对丰度,并增强了土壤微生物共生网络的拓扑复杂度。在中低产田土壤贫瘠的状况下,霍氏假单胞菌M11可能通过溶磷、固氮作用或分泌吲哚-3-乙酸、铁载体等次生代谢物直接促进玉米生长;也可能通过提升玉米土壤促生相关酶活性、改善微生物群落结构,提升其中有益微生物的相对丰度和溶磷、固氮等促生相关的基因丰度,从而为玉米提供有利的生长环境,间接的促进玉米的生长发育,为中低产田土壤情况下的玉米增产提供了技术支持。

为明确不同品质类型花生籽仁品质对施氮量的响应差异,以高油型品种远杂9102(YZ9102)、高蛋白型品种驻花2号(ZH2)和普通型品种豫花23(YH23)为材料,设置0,75,150,225,300 kg/hm² 5个施氮水平,研究施氮量对籽仁营养品质、功能成分及挥发性风味成分的影响。结果表明,施氮量显著影响花生籽仁蛋白质含量及产量,3个品种蛋白质含量及产量均随施氮量增加呈先升高后趋于平稳的趋势,以225 kg/hm²处理综合表现最优;蛋白质含量及产量在不同品种间差异显著,均以ZH2最高。施氮量显著影响含油量和油分产量,随施氮量增加,含油量总体下降,油分产量先升高后趋于平稳或略降,以150 kg/hm²处理较优;含油量和油分产量在不同品种间差异显著,均以YZ9102最高。油酸和亚油酸占比对施氮量响应明显,当施氮量为0~150 kg/hm²时,油酸和亚油酸占比变化较大,继续增加施氮量后趋于稳定。蔗糖含量主要受品种影响,以YH23最高,施氮量对其影响不显著。功能成分方面,白藜芦醇含量随施氮量增加而下降,而白藜芦醇产量呈先升高后降低的趋势,YZ9102和ZH2以施氮量150 kg/hm²最优,品种间白藜芦醇含量及产量均以ZH2最高;毛蕊异黄酮含量具有明显生育时期和品种差异,在花后90 d迅速升高,YH23毛蕊异黄酮含量在75 kg/hm²处理下最高。GC-IMS共鉴定出47种挥发性风味成分,与不施氮处理相比,施氮量75 kg/hm²处理下,酯类和部分醇类成分表现出较明显响应,涉及乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯、1-戊醇等化合物;施氮量150 kg/hm²处理下,醛、酮、醇及部分含氮杂环类化合物均表现出较明显响应,涉及2,3-丁二酮、2,3-戊二酮、乙酰氧基乙醇、四甲基吡嗪、吡啶、 2-甲基丁醇等成分;施氮量225 kg/hm²处理下,部分高保留时间或特殊气味相关化合物表现出较明显响应,涉及二甲基二硫醚、2-乙基呋喃、乙苯、邻二甲苯、正丁基环己烷、2,3-二氢肉桂酸乙酯、丁酸等成分。品种间比较,YZ9102以脂质氧化相关醛、醇、酮类响应突出,ZH2以酯类、醇类和甜香型酮类响应明显,YH23以杂环类、含硫类及特殊气味相关成分表现出较明显响应。综上,花生籽仁品质对施氮量的响应具有指标和品种差异,施氮量225 kg/hm²适宜蛋白品质提升,150 kg/hm²适宜油脂品质调控,功能成分和风味品质需结合品种特性优化施氮水平。

为探究补光环境下施用黄腐酸钾-有机物料复合体对番茄产量品质及土壤微环境的协同增效机制,设置2个光环境处理:白光(W)、红蓝光(T),4个改良剂处理:无改良剂添加(KB)、腐熟玉米秸秆粉(KF)、普通黄腐酸(KP)、黄腐酸钾-有机物料复合体(KS),研究不同处理对土壤酶活性、理化性质、根际溶液养分、根系形态生理、光合特性及果实产量品质的影响。结果表明:与W-KB处理相比,T-KS处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别提高45.71%,57.88%,17.25%;土壤有机质含量、有效锌和有效铁含量分别增加63.61%,53.55%,46.85%,pH值和EC值分别降低3.62%,15.65%;根际溶液锌、铁浓度分别提高75.12%,88.18%,溶液pH值降低4.22%;根长和根系活力分别提升27.86%,85.93%;净光合速率和最大光化学效率分别提高40.94%,3.40%;最终,T-KS处理使单株果数、单果质量、单株产量增加25.46%,16.54%,45.93%,同时显著改善果实品质,使可溶性固形物、维生素C、番茄红素、可溶性糖含量分别提高20.61%,32.27%,30.75%,29.56%,可滴定酸含量降低10.93%,糖酸比提升45.42%。相关性分析与主成分分析表明,各指标对产量品质均有显著影响。结构方程模型揭示,复合体在红蓝光下通过“土壤酶活性—根际微环境—根系发育—光合性能—果实提升”路径产生协同增效。综上,红蓝光环境下施用复合体能改善土壤养分供应,促进根系发育与光合性能提升,实现番茄产量与品质协同提高。

探究硅肥对裸燕麦抗倒伏性能及籽粒产量的影响。采用随机区组设计,以抗倒伏品种白燕2号和倒伏敏感品种张莜9号为材料,于2024—2025年在内蒙古自治区乌兰察布市进行大田试验,设置5个硅肥处理,分别为0(CK),30(Si30),60(Si60),90(Si90),120 kg/hm²(Si120),测定分析不同硅肥处理对裸燕麦倒伏率、籽粒产量、茎秆强度和物质成分的影响。结果表明,硅肥极显著影响裸燕麦倒伏率,在Si60处理,白燕2号、张莜9号倒伏率与CK相比2 a间分别平均降低37.53,33.20百分点。2 a间,白燕2号在Si90处理籽粒产量最高,与CK相比平均提高19.06%;张莜9号在Si60处理籽粒产量最高,与CK相比平均提高28.09%。硅肥可改善茎基部第2节形态,与CK相比,分别平均降低裸燕麦茎基部第2节长19.82%,增加茎基部第2节粗18.17%,增加茎基部第2节壁厚41.77%。硅肥可增强裸燕麦茎秆机械强度,与CK相比,裸燕麦茎秆抗折力、茎秆穿刺强度、茎秆压碎强度分别平均增强27.78%,24.39%,16.33%。硅肥极显著影响裸燕麦茎基部第2节纤维素、硅含量,与CK相比,分别平均提高裸燕麦茎基部第2节纤维素含量、硅含量3.63%,11.32%。上述结果表明,针对抗倒伏裸燕麦品种施用硅肥90 kg/hm²可以保证籽粒产量最高且其抗倒伏性能不受影响;倒伏敏感品种施用硅肥60 kg/hm²抗倒伏性能、籽粒产量最高。

为研究南方红壤区农田氮肥减量和硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤酸化的阻控效果,特别是土壤硝化作用产生的H⁺对土壤酸化的影响,设置4个不同的氮素调控处理的小白菜盆栽试验(不施肥(NF)、常规施肥(CF)、氮肥减量(NFR)、常规施肥+DCD(CF+DCD)),测定土壤基本理化性质、硝化势、AOA和AOB的amoA丰度,探讨了NFR和DCD施用对土壤酸化和硝化作用的影响。结果表明:相比于CF(pH=4.25;铵态氮:97.6 mg/kg;硝态氮:46.6 mg/kg),NFR和DCD的施用均可以显著提升土壤pH 值0.21,0.42,显著增加土壤铵态氮含量13.0,27.5 mg/kg,同时显著降低土壤硝态氮含量22.8,44.9 mg/kg。与CF(20.68 mg /(kg·d))相比,NFR硝化势并无显著区别,CF+DCD硝化势显著降低20.3 mg /(kg·d)。不同处理土壤AOA和AOB的 amoA丰度存在显著差异,与CF(AOA:1.33×10⁵拷贝/g;AOB:34.55×10⁵拷贝/g)相比,NFR和DCD的施用均显著增加AOA amoA丰度125.56%,353.08%,显著降低AOB amoA丰度25.64%,97.83%。AOA与土壤交换性氢铝、表观硝化率呈极显著负相关关系,与pH值呈显著正相关关系;相反,AOB与土壤硝化势、表观硝化率、硝态氮呈极显著正相关关系,与土壤pH值呈极显著负相关关系。综上所述,施用NFR和DCD提高了土壤pH值,降低了土壤交换性酸度,缓解土壤酸化,同时通过抑制AOB的数量进而抑制硝化作用,降低硝态氮的潜在环境风险。DCD施用效果更佳,在改良土壤酸化方面具有应用价值。

小麦叶锈病是影响我国小麦生产的一种重要病害,河北小麦品种河农5290对小麦叶锈病表现出良好抗性。以06Dn23与河农5290杂交后经连续自交获得的190个重组自交系(RIL)为试验材料,开展抗叶锈病基因定位研究。首先采用人工接菌法对该RIL群体进行苗期抗病性鉴定,结合分子标记检测与小麦55K芯片扫描技术进行连锁分析,挖掘苗期抗叶锈病基因;随后在成株期进行多环境叶锈病抗性调查,整合田间表型数据和基因型数据,完成该RIL群体苗期及成株期抗叶锈病数量性状位点(QTL)定位。结果显示,该群体中鉴定出苗期抗叶锈病已知基因Lr1、Lr13及1个新基因LrHN52。成株期QTL定位结果显示,在小麦1B、5A和7D染色体上共定位到4个抗叶锈病QTL,暂定名为QLr.hbau-1B、QLr.hbau-5A、QLr.hbau-7D.1和 QLr.hbau-7D.2。其中,QLr.hbau-1B在所有环境中均能稳定检测,与已报道的QLr-WorldAdult-1BS.2位点相近,推测为同一个QTL。QLr.hbau-5A在所有环境中稳定表达,推测为新的抗叶锈病QTL。QLr.hbau-7D.1仅在单个环境中被检测到,可能为新位点。经标记检测及连锁SNP标记的物理位置分析,确认QLr.hbau-7D.2为已知抗叶锈病基因Lr34。

为建立一种适用基层快速、简单的检测牛病毒性腹泻病毒(BVDV)的方法,将BVDV 5'UTR作为靶标区域,设计重组酶介导等温扩增(RAA)引物、探针及crRNA,构建并优化RAA-CRISPR/Cas12a检测体系,对反应条件、灵敏性、特异性及重复性进行评价,同时用RT-qPCR对100份粪便、30份血液、30份耳缘组织临床样本进行检测。结果显示,引物F3R2在43 ℃条件下RAA扩增效率最佳,CRISPR/Cas12a体系中最佳crRNA与Cas12a浓度分别为25.0,12.5 nmol/L。特异性研究表明,该方法能够特异性检测到BVDV-1a和BVDV-1b亚型,与BVDV-2 及其他常见牛病毒性腹泻的病原均无交叉反应。该方法对重组质粒标准品的最低检测限为2.1 copies/μL。重复性研究表明,批内、批间变异系数分别为 2.6%~5.8% 和 2.5%~5.5%,重复性良好。临床样本检测结果为BVDV-1b亚型感染,RT-qPCR符合率粪便样品为96%,血液样品为100%,耳缘组织样品为100%,一致性良好。综上,建立的BVDV RAA-CRISPR/Cas12a检测方法灵敏性高、特异性强,可为BVDV的现场快速检测提供可靠的技术支撑。

为探究AGBL5在双峰驼睾丸及附睾组织中的表达及分布规律,及对季节性繁殖的调控作用,基于转录组学筛选的差异基因AGBL5,以发情期、乏情期双峰驼睾丸及附睾组织为材料,通过H&E染色、免疫荧光(IF)、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(Western Blot)等方法,检测睾丸及附睾不同发育时期AGBL5基因的表达情况。测序结果显示,AGBL5基因的mRNA水平在乏情期睾丸组织中高表达;H&E结果显示,发情期睾丸组织生精小管管腔大于乏情期,有大量精细胞存在,发情期附睾管壁较厚,乏情期则相反,发情期和乏情期都能观察到精细胞的存在;在附睾组织中,发情期的附睾管壁厚度增加,且周围结缔组织呈现疏松状态;乏情期的附睾管壁厚度变薄,结缔组织则较为致密,同时附睾尾管腔内可见大量精细胞积聚;qRT-PCR结果显示,在睾丸组织中,乏情期AGBL5基因的mRNA表达水平极显著高于发情期;在附睾组织中,乏情期附睾头及附睾尾中AGBL5基因的mRNA表达水平均显著高于发情期,而附睾体AGBL5基因的mRNA表达水平显著低于发情期;Western Blot结果显示,AGBL5蛋白表达量同mRNA表达趋势一致。IF结果显示,AGBL5蛋白在睾丸间质细胞、支持细胞、附睾上皮及平滑肌细胞中均存在不同程度荧光表达信号。综上所述,结果提示,AGBL5的差异表达,可能与睾丸的发育及精子的成熟过程密切相关,为进一步探究AGBL5参与雄性双峰驼季节性繁殖调控奠定数据基础。