纳米氧化锌缓解大豆铝胁迫生理机制

【目的】探究在铝(Al)胁迫下不同含量的纳米氧化锌(Zinc oxide nanoparticles,ZnO NPs)对大豆Glycine max(Linn.)Merr.生理特性的影响,为金属纳米材料在农业上的应用提供一定参考。【方法】采用盆栽试验,选择耐Al品种‘华春2号’和普通品种‘华春6号’,在0.3 g/kg Al胁迫处理下,施加不同剂量的ZnO NPs(0、25、50、100和150 mg/kg),探究ZnO NPs对大豆生理指标(鲜质量、根长和叶绿素含量)、总超氧化物歧化酶(Total superoxide dismutase,T-SOD)活性和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)浓度的影响。【结果】Al胁迫显著降低了‘华春6号’的鲜质量和根长,显著增加了其MDA浓度。对于‘华春2号’,Al胁迫显著增加了其叶绿素a和叶绿素b含量,而对其他指标无明显影响。无Al胁迫条件下施用ZnO NPs,均提高了‘华春6号’和‘华春2号’的鲜质量、根长和T-SOD活性。而在Al胁迫下施加不同剂量的ZnO NPs使‘华春6号’的鲜质量和根长分别增加13.2%~100.4%和7.8%~35.8%,而‘华春2号’的鲜质量在150 mg/kg ZnO NPs处理下达到最高值。在25 mg/kg ZnO NPs处理下,‘华春6号’和‘华春2号’的叶绿素a含量均达到最高值。不同含量的ZnO NPs对‘华春6号’的叶绿素b含量无显著影响,而显著降低了‘华春2号’的叶绿素b含量,在100 mg/kg ZnO NPs下达到最低值(3.5 mg/g)。‘华春6号’的T-SOD活性随ZnO NPs含量的增加而增加,‘华春2号’的T-SOD活性在50 mg/kg ZnO NPs时达到峰值(820 U/g),之后随ZnO NPs含量的增加出现下降的趋势。‘华春6号’和‘华春2号’的M DA浓度最小值分别出现在25和50 mg/kg ZnO NPs处理。【结论】Al胁迫严重影响大豆的生长发育,施用ZnO NPs可以在一定程度上缓解Al胁迫对大豆植株产生的负面作用,改善植株的生长发育。

大豆GmGST7基因耐酸铝功能研究

【目的】耐酸铝基因GsMYB7过表达转化大豆品种‘华春6号’后,从转基因株系的表达谱中获得目标基因GmGST7,该基因受酸铝胁迫诱导上调,且位于GsMYB7基因下游,进一步分析其耐酸铝功能,以期提高大豆酸铝耐受能力。【方法】采用生物信息学方法分析GmGST7基因的碱基序列、蛋白结构域和构建系统进化树。通过烟草叶片瞬时转化法完成亚细胞定位。通过RT-qPCR分析该基因组织表达特异性。设计0、25、50、75和100μmol/L 5个AlCl_(3)浓度梯度,研究GmGST7对酸铝胁迫的响应。在50μmol/L AlCl3处理下,设计0、4、8、12、16、24、36、48和72 h共9个时间梯度,对GmGST7的表达模式进行分析。过表达GmGST7基因遗传转化拟南芥,鉴定阳性植株,并对转基因株系进行耐酸铝表型验证、氧化水平测定、耐酸铝标志基因及下游基因的表达分析。【结果】GmGST7基因位于大豆第7号染色体,序列全长为1128 bp。该基因含有2个外显子和1个内含子,2个外显子分别编码GST高度保守的N端和不保守的C端;GmGST7基因编码226个氨基酸,编码的蛋白为大豆GST蛋白的tau类家族成员,定位于细胞质和细胞核中;GmGST7基因在大豆根、茎、叶、花和幼荚中均有表达,且在根中的表达量最高;GmGST7基因在50μmol/L AlCl3处理24 h时表达最高;AlCl3处理后,野生型拟南芥相对根伸长显著低于转基因株系的,野生型拟南芥氧化水平高于转基因株系的,耐酸铝标志基因和下游基因的表达量在转基因株系中较高。【结论】GmGST7基因属于大豆GST tau类家族成员,在细胞核和细胞质中行使功能,呈组成型表达模式,且在大豆根中表达最高,对酸铝胁迫响应显著;GmGST7过表达通过激活酸铝胁迫标志基因及其下游基因的表达提高拟南芥的酸铝耐受能力。

新农科背景下农学类专业课“一流课程”建设路径分析——以农业标准化体系课程为例

课程是人才培养的核心要素。如何在新农科建设背景下,对农学类专业课的教学理念和方法进行改革与创新,是新农科建设的关键问题。文章以华南农业大学农业标准化体系课程为例,从课程目标、教学理念、课程设计、教学安排和考核方法等五个方面深入分析了新农科背景下农学类专业课“一流课程”建设的关键路径,以期为我国其他高等院校提供思路借鉴。

菜用大豆籽粒不同部位蔗糖积累及关键酶活性

田间种植可溶性糖含量不同的3个菜用大豆品种(系),在R5.5、R6、R6.2、R6.5和R7期取样,分析籽粒种皮、子叶和胚轴中蔗糖含量及4种关键酶活性动态,结果表明,籽粒不同部位蔗糖积累呈先增加后下降的趋势,R6.2期是高峰期,此时期品种台292、中科毛豆1号和品系121的胚轴蔗糖含量比子叶分别高57.6%、53.6%和44.2%;比种皮分别高71.6%、75.3%和73.6%。由于子叶干重占整粒重90%以上,因此整个籽粒的蔗糖含量主要由子叶决定。子叶的蔗糖磷酸合酶(SPS)活性高于胚轴和种皮,在R6.2期表现更加明显,且蔗糖含量高的品系121子叶中SPS活性高于另外2个品种;蔗糖合酶(SS)在籽粒形成期活性变化呈前期高于后期的趋势,最高值出现在灌浆前期R5.5期胚轴中;两种转化酶活性变化差异较大,中性转化酶(NI)活性一直呈不断下降趋势;籽粒不同部位NI活性无明显差异,而酸性转化酶(AI)活性差异较大;胚轴和子叶中AI活性明显低于种皮,且种皮中AI活性与种皮中蔗糖积累显著负相关(r=–0.59*)。蔗糖积累与4种关键酶活性的相关分析发现,籽粒中蔗糖的含量并非受某一种酶绝对调控,SPS活性与SS+AI+NI活性总和之差与籽粒中蔗糖的积累显著正相关(r=0.53**)。

植物光合碳在根际土壤中的微生物转化与SIP技术

光合碳是"大气-植物-土壤"系统碳循环的重要组成部分,也是土壤有机碳的重要来源。根际土壤微生物在植物光合碳转化过程中起到关键作用。由稳定性同位素标记技术与分子生物学技术相结合发展起来的稳定性同位素探测技术(stable isotope probing,SIP),可确定参与碳转化的微生物群落结构和功能,以及复杂群落中微生物相互关系,在研究有机碳和微生物相互作用关系方面具有广阔的应用前景。简要概述了光合碳在植物地下部的分配,总结了根系分泌物和微生物之间的关系,介绍了利用PLFA-SIP、RNA-SIP和DNA-SIP技术研究碳转化相关微生物的优势,提出了该技术目前存在的一些问题,展望了其在微生物生态研究上的应用。

木薯//大豆间距对间作作物农艺性状及品质的影响

木薯间作短期作物是常见的栽培模式之一,本文以木薯南植199和大豆华春8号为试验材料,在不同间距处理下,记录和测定作物的农艺性状和品质,试图了解间作距离对其的影响,为两种作物合理配置获得高产高效提供理论和技术依据。结果显示:间距处理对大豆的有效分枝数、主茎节数和木薯的株高具有显著影响,而对两种作物的其它农艺性状无显著影响。当间作间距为D30时,大豆蛋白质、粗脂肪和3种脂肪酸含量显著提高,木薯淀粉含量高于其它处理,但低于单作木薯。此外,间距处理对木薯的单株产量有影响显著,单作和D50间距处理的木薯单株产量高于其它处理,但对大豆的单株产量无显著影响。结果表明D30的间距间作模式下,木薯和大豆的品质性状具有优势,而D50的间距间作模式下,木薯和大豆的产量性状具有优势。

废弃矿区大豆根际土壤细菌群落对施肥方式的响应

【目的】从细菌多样性和组成结构角度评估化学肥料与硅酸钠或蚯蚓结合施用对废弃矿区大豆根际细菌群落的影响,为日后矿区复垦和生态恢复提供理论依据。【方法】在广东省梅州市黄畲村废弃矿区种植大豆‘华春9号’,试验设置4个施肥处理:氮磷钾肥结合硅酸钠(3NPK+S和5NPK+S),氮磷钾肥结合蚯蚓20条·m−2(3NPK+E和5NPK+E),以不施肥为对照(3CK和5CK)。在施肥后3和5个月时对大豆根际土壤进行采样。通过提取土壤细菌总DNA、16S rRNA测序和测定土壤基本化学性质,探究该矿区大豆根际细菌群落多样性和结构对不同施肥处理的动态响应过程。【结果】与3CK相比,3NPK+E处理显著增加了Chao1和Shannon指数;与5NPK+E处理相比,5NPK+S处理显著增加了Shannon指数。主坐标分析(PCoA)表明,不同处理下的根际细菌群落组成在操作分类单元(OTU)水平上出现显著分离。从属的相对丰度来看,Uncultured_f_Anaerolineaceae是3NPK+S、3NPK+E、5NPK+S、5NPK+E处理土壤中的优势菌属。基于Mantel检验和典型关联分析(CCA)显示,土壤有机质、有效磷和全碳含量对5NPK+E处理的根际细菌群落有显著影响。【结论】施加NPK+S和NPK+E肥料均能有效提高矿区土壤细菌多样性,从而间接对土壤修复起促进作用。施肥方式和处理时间均会显著影响细菌群落组成,并且施肥处理时间越长对细菌群落组成的影响越明显。Uncultured_f_Anaerolineaceae富集在施肥处理下的土壤中,这类细菌可能在促使碳转化的过程中起重要作用,同时还具有修复土壤污染的潜力。NPK+E施用增加了有机质含量,对细菌群落的生长有促进作用。

涝害对不同大豆品种根际微生物群落结构特征的影响

淹水影响不同大豆品种根际微生物群落组成,不同基因型大豆植株耐涝性差异较大。本研究选取耐涝(waterlogging-tolerant,W-T)基因型大豆齐黄34和涝害敏感(waterlogging-sensitive,W-S)基因型大豆冀豆17为材料,采用荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了不同淹水时间下2个基因型根际细菌多样性、群落组成和网络特征。结果表明,耐涝基因型大豆的生物量和细菌丰度明显高于涝害敏感基因型大豆。主坐标分析(PCoA)表明,耐涝基因型与敏感基因型大豆微生物群落组成的差异随淹水时间的增加而变化(P<0.05)。在淹水条件下,耐涝基因型大豆富集了Yonghaparkia属和Unclassified-WD2101属以及OTU274(Clostridium)和OTU2334(Desulfosporosinus)等物种,这些细菌的富集可能与耐涝性有关,本研究提供了大豆根际微生物抗涝潜力的证据。

农学类专业课课程思政建设原则与思路探索

从内涵、原则和基本思路三个方面深入探讨农学类专业课开展课程思政建设的专业特点和共性特征。提出了“明确教师定位,避免强行思政”“保持知识体系,完善教学逻辑”和“打造思政特色,凝练思政主线”的基本原则,探讨了“挖掘思政触点,形成协同效应”“创新教学手段,提升育人效果”“引入信息化教学,促进主动思政”和“重视教师因素,推进团队建设”的基本建设思路。研究结果有助于明确相关专业课课程思政的建设方向,为涉农高等院校开展农学类课程思政建设提供“思政触点”和“思政手段”借鉴。

“绿肥-玉米-大豆”轮作体系对作物产量及品质的影响

为了明确绿肥—玉米—大豆轮作体系对在华南地区的农业生产的影响,本研究将冬种绿肥作物(黑麦草、白三叶草)作为植生覆盖作物,以冬季杂草休闲为对照,配合不同的耕作方式(免耕、旋耕),探究绿肥—玉米—大豆的轮作体系对作物产量及品质的影响。结果表明:不同的覆盖作物和耕作方式对绿肥作物的养分和产量有一定的影响,同时免耕黑麦草较适合作为玉米的前茬,可有效抑制玉米种植期间杂草的发生。绿肥—玉米—大豆的轮作对于大豆的产量及品质无显著影响,但黑麦草作为冬季覆盖作物对增加夏大豆的产量具有一定的促进作用。