为探讨氮肥施用量对花生农艺性状和产量的影响,提高花生单产水平.以远杂9102、开农176、驻花2号、豫花23号4个品种为供试材料,设置不施氮(0)、中氮(150 kg/hm2)和高氮(300 kg/hm2)3个氮肥处理,采用裂区试验设计,研究不同氮肥处理对花生农艺性状和产量的影响.结果表明,在中氮处理中主茎高、侧枝长、结果枝数、果针数及荚果数显著高于对照和高氮处理,随着花生荚果的逐渐成熟,中氮处理在饱果率、百仁重和产量方面极显著高于对照和高氮处理.综合花生农艺性状及产量表现,中氮处理(150 kg/hm2)氮素施用量最好.

通过引进浅紫花油菜不育系种质资源,从中选择可育单株,通过系谱法选育及结合温室加代培养,选育出粉白花色油菜品系PW-1B.该品系农艺性状较好,抗寒性强,既可一般种植,亦可作观赏种植.

为揭示混合苏打碱胁迫对不同品种油菜幼苗的影响,以油菜品种丰油10号、双油8号为供试材料,以Na2 CO3、NaHCO32种试剂按相同浓度不同配比混合,共模拟出4种碱胁迫环境,分别对不同油菜品种植株进行碱溶液浇灌处理,研究油菜幼苗生长状态和生理指标变化.结果表明,经混合苏打碱溶液处理后,供试植株表型变化显著,随pH值的增高叶片出现黄化、萎蔫现象;叶绿素含量随pH值的增高呈先升后降趋势;在丰S3、双S3处理时Pn、Gs和Tr较同品种对照分别降低了74.7％、73.8％、90.0％和78.9％、94.6％、92.0％,而Ci较同品种对照升高302.7％和659.1％;碱胁迫下双油8号各处理全氮含量均高于丰油10号;丰S3处理植株MDA、可溶性蛋白和可溶性糖含量较双S3处理升高了45.7％、2.1％和31.5％;酶类抗氧化剂SOD、POD和CAT活性随pH值的增高,呈不同变化趋势,其中丰S3、双S3处理酶活性较同品种对照升高了20.1％、414.0％、155.6％,115.0％、223.6％、417.6％,且在高pH值处理(S3)下双油8号酶活性均高于丰油10号;双因素方差分析结果表明,品种、pH值以及二者的互作效应与各指标均有密切关联,相关性分析表明,油菜株高、氮含量、叶绿素含量、光合参数、抗氧化酶活性、MDA和渗透调节物质之间相关性显著.综上所述,碱胁迫可影响供试品种油菜幼苗正常生长和生理代谢,丰油10号油菜以积累更多渗透调节物质来抵御碱胁迫带来的伤害,而双油8号品种油菜具有较强的酶促抗氧化系统,以增高酶类抗氧化剂活性,来抵御高pH值胁迫带来的伤害.

以立枯丝核菌AG1-IA接种'龙杂19号'高粱幼苗,通过盆栽试验在不同侵染时间观测分析高粱幼苗生长及生理代谢相关指标,揭示立枯丝核菌侵染对高粱生长、渗透调节物质及其抗氧化酶活性的影响机理.结果表明,(1)高粱幼苗株高、根长、地上(茎和叶片)鲜质量和干质量、地下(根)鲜质量和干质量均随接种时间延长呈下降趋势,且在接菌72 h时较对照依次分别显著下降了 41.0％、29.2％、50.0％、50.0％、53.3％和50.0％.(2)幼苗叶片叶绿素a含量在接菌72 h时较对照显著下降45.3％,叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)值随接菌时间增加而逐渐下降.(3)幼苗叶片内MDA、O-2和H2O2含量随接菌时间增加均呈逐渐上升趋势,在接菌72 h时较对照分别显著上升244.6％、140.4％和137.0％;叶片SOD、POD、APX和CAT的活性在接菌后变化趋势不尽相同,但在接菌72 h时较对照分别显著上升了 16.5％、60.3％、50.0％和36.5％.(4)幼苗叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量随接菌时间增加均呈逐渐上升趋势,并在接菌24～72 h增幅均达到显著水平.研究发现,接种立枯丝核菌可致高粱幼苗植株产生病斑,体内活性氧过量积累,膜质发生显著氧化损伤;侵染前期高粱植株主要以积累更多的渗透调节物质来抵御立枯丝核菌带来的伤害,侵染后期随植株受到伤害加重,同时诱导植株抗氧化酶类活性显著增强,以维持高粱体内活性氧代谢稳态平衡,减少植物膜进一步氧化损伤.

作为太阳光谱的一部分,到达地球表面的UV-B辐射有逐渐增加的趋势,影响地球生态系统.为揭示增强UV-B辐射对立枯丝核菌的影响,本文采用UV-B灯辐照处理病菌菌丝,并对菌丝生长、菌核形成,活性氧稳态和细胞壁降解酶进行分析.结果表明,增强UV-B辐射可导致供试菌株菌丝生长抑制、刺激菌核提早形成.处理菌株O2和H2O2的含量随处理时间的延长呈现不同程度的增加,其中U60处理较对照分别增加132.3％和71.3％;尽管SOD、APX、POD和CAT抗氧化酶活性也随处理时间增加而显著增强,但菌株MDA含量依然显著逐渐增加.同时,立枯丝核菌纤维素酶Cx、FPA的活性以及PG、PMG的活性均随辐射处理时间的延长而下降.此外,UV-B辐射处理菌株对高粱幼苗致病表型减弱.综上所述,增强的UV-B辐射打破立枯丝核菌体内活性氧稳态平衡,致使菌丝生长受到抑制,细胞壁降解酶活性降低,从而影响病菌致病性.

为明确土壤中添加生物炭对玉米幼苗纹枯病抗性的影响,揭示添加生物炭增强玉米抗病性的生理机制,在室内盆栽土壤中添加0(B0)、1％(B1)、5％(B5)、9％(B9)的生物炭,采用叶鞘牙签嵌入法与叶片昆虫针固定法进行纹枯病菌立枯丝核菌菌丝的两点接种,研究玉米幼苗纹枯病发病情况和生理指标的变化.结果表明,添加生物炭的玉米植株发病程度均轻于不添加生物炭的接菌玉米,与接菌0 h相比,接菌72 h B0—B9处理植株株高、根长、地上鲜质量、地下鲜质量、地上干质量、地下干质量分别下降13.8％～18.6％、9.3％～40.2％、22.2％～28.3％、20.4％～38.2％、30.8％～43.3％、25.9％～41.2％,其中B1处理下降幅度较低.同时,接菌玉米植株MDA含量和相对电导率随接菌时间的延长呈上升趋势,接菌72 h B0—B9处理分别较接菌0 h升高了77.1％～119.1％和106.0％～165.7％,且在B1处理时升高值相对较小.与接菌0 h相比,接菌72 h,B0—B9处理玉米超氧阴离子产生速率增加43.2％～69.1％,H2O2含量增加30.2％～53.1％;SOD、POD、CAT、APX活性显著上升,B0、B5、B9处理SOD活性在接菌48 h较接菌0 h升高了19.9％～34.5％,而B0—B9处理POD、CAT、APX活性在接菌72 h较接菌0 h分别升高了21.8％～126.0％、13.7％～60.3％、112.9％～223.2％.综上所述,土壤中添加生物炭可缓解纹枯病菌侵染对玉米幼苗表型性状的不良影响、增强植株的抗氧化酶活性、减轻膜脂过氧化损伤,从而增强玉米幼苗对纹枯病的抗性,其中添加1％生物炭处理玉米幼苗对纹枯病的抗性增强最多.

为揭示生物炭在谷子种植中的应用潜力和价值,以祥谷3号为材料,采用室内盆栽试验的方式,在土壤中添加3种不同比例的生物炭(10、50、90 g·kg-1),于播种后30 d对谷子幼苗进行生物量、根系形态和地上形态及叶片光合的测定分析.结果表明:与未施用生物炭(BC0)对照相比,不同剂量的生物炭均显著改善了谷子幼苗地上和地下生物量、形态指标以及除胞间CO2浓度以外的其他光合参数指标,且以中等剂量生物炭(50 g·kg-1)对谷子生长和光合指标的影响效果最为明显.与对照相比,中等剂量生物炭(50 g·kg-1)处理谷子幼苗地上部分和地下部分鲜重、干重分别提高了220％、181％和500％、350％,根冠比增加41.7％;谷子幼苗地下部分主根长、总根长、总根表面积、根尖数、分枝数分别提高124％、215％、323％、86.4％、279％;谷子地上部分幼苗株高、茎粗和叶面积分别提高48.28％、50％、159％;叶片相对叶绿素含量和净光合速率分别提高21.01％和167％.研究表明,生物炭添加可以改善地下根系和地上茎叶形态,改善叶片光合和根系对水分和矿质元素的吸收能力,从而促进谷子生物量的积累,可为后期产量的形成奠定基础.

Argonaute (AGO)蛋白是RNA介导的沉默复合物RISC的核心成分,在小RNA、Dicer-like酶等的协同下共同激发RNA沉默反应.为阐明高粱中AGO蛋白的功能,本研究采用生物信息学的方法首次在高粱全基因组水平鉴定15个SbAGOs,分别定位于高粱的7条染色体上,根据氨基酸序列将其划分为三个亚家族.亚家族Ⅲ中SbAGO7和SbAGO3都含有3个外显子,亚家族Ⅱ中SbAGO4和SbAGO6都具有22个外显子,成员最多的亚家族Ⅰ中基因外显子数量介于19 ～ 24之间.其中,亚家族Ⅰ中SbAGO1-1和SbAGO1-3、SbAGO1-3和SbAGO1-4、SbAGO5-2和SbAGO5-4发生过基因复制事件,可能存在功能冗余现象.NCBI表达谱数据库分析发现,SbAGO1-1、SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO4在高粱不同组织器官和生长发育阶段均有较高表达,其中SbAGO1-1和SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO4表达时期和表达量基本一致,可能在调控高粱生长发育方面发挥协同作用.高温、干旱及高温与干旱复合逆境表达谱芯片数据分析发现,高温处理引起5个SbAGOs基因差异表达,干旱处理SbAGOs表达变化不明显,复合逆境引起7个SbAGOs基因差异表达;2个处理共同差异表达基因为SbAGO1-3、SbAGO1-1、SbAGO5-2和SbAGO3,表达量变化趋势相近.其中SbAGO1-1、SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO5-6下调表达,SbAGO3、SbAGO5-2、SbAGO1-4和SbAGO10上调表达.本研究结果为揭示SbAGO蛋白功能和发掘高粱的抗逆育种靶向基因资源提供了一定的理论依据.

以早开堇菜新鲜花粉为试材,使用扫描电镜观察花粉表观形态,采用双重二因素试验用离体培养法研究不同培养基组分对花粉萌发的影响,筛选最佳的贮藏方法,并探讨花粉形态结构与花粉萌发之间的关系.结果 表明:蔗糖和硼酸对花粉萌发具有促进作用.在280 g/L蔗糖和240 mg/L硼酸的条件下花粉萌发率最高,为72.29％;在90 mg/L GA3和200 mg/L Ca(NO3)2的条件下花粉萌发率峰值为82.48％.确定花粉离体培养最佳的培养基为:蔗糖280g/L、GA3 90 mg/L、Ca(NO3)2 200 mg/L、硼酸240 mg/L.花粉萌发率随贮藏时间的延长呈下降趋势,相同时间内贮藏温度越低花粉萌发率越高,早开堇菜花粉最佳的贮藏的条件为-80℃;花粉形态与其萌发率之间有相关性.

为揭示低温对高粱幼苗生长的影响,以高粱龙杂17为研究对象,对三叶一心期高粱幼苗进行5℃低温处理,分别于恢复1、3、5和7d取样测定生理生化指标.结果表明:与未处理对照相比,除低温恢复1d的高粱幼苗根冠比显著抑制外,其余处理均表现为显著增加;高粱幼苗的株高和地上鲜重变化在供试时间点均表现为显著抑制.供试时间点脯氨酸和可溶性糖含量基本都增加,其中恢复1和3d的高粱幼苗脯氨酸含量显著增加,恢复3d的高梁幼苗可溶性糖含量显著增加.高粱幼苗TBARS含量也在整个供试期增加,在恢复3和5d显著增加;但过氧化氢含量变化不显著.上述结果表明,低温处理造成了生物膜不同程度的损伤,脯氨酸和可溶性糖等渗透调节在高粱幼苗耐冷的过程中发挥重要作用.