土壤施用TM36对甜菜幼苗的影响

【目的】为了探索不同TM36施用量(内含碳酸钙和缩节胺同系物等物质)对甜菜幼苗生长状况的影响。【方法】以甜菜品种‘KWS7748’为供试品种,进行土培试验,TM36施加量分别为0%、0.5%、1%、2%和3%,测量植株的生长指标、养分含量和一些生理指标,以及土壤养分含量、pH值。【结果】随着土壤中施用TM36比例的增加,甜菜幼苗的株高和茎长显著降低,茎粗、根面积和叶面积呈先上升后下降趋势,植株干鲜重差异不显著;植株的光合能力、叶绿素含量逐渐升高;植株全氮、全磷、全钾呈先上升后下降趋势;叶片中脯氨酸含量上升,根系中脯氨酸含量及植株中丙二醛含量呈先下降后上升趋势;施用TM36能够提高土壤pH、土壤中无机氮和有效磷含量,速效钾含量呈先减少后增加趋势。【结论】综合各项指标表明,土壤施用TM36对甜菜幼苗生长具有壮苗作用,施用浓度为1%时效果最佳。

知农爱农新型农科人才核心能力培养途径探索——以作物栽培学各论课程创新为例

自2019年新农科建设奏响“三部曲”,为涉农高校教育改革和人才培养指明发展方向,对新农科人才的思政教育和核心能力培养提出更高要求。为了适应国家农业农村现代化建设与乡村振兴的人才需求,本文在新农科建设背景下,以《作物栽培学各论》课程为例,通过加强知农爱农情怀教育,优化课程内容与教学形式,注重实践能力训练,联手耕读教育社会实践,形成“四位一体”课程教学创新,探索新农科人才厚植知农爱农情怀,提高人才核心能力培养途径,为促进新农科高校人才教育创新发展提供参考。

AM真菌对连作土壤上作物生长影响的研究进展

一直以来,生物防治是作物连作障碍防控的重要途径之一。AM真菌能够和多种作物形成共生关系,可以有效缓解作物连作对根际土壤、土壤微生物群落及植物生长的胁迫作用。为了更好的在实践应用中发挥AM真菌对连作障碍的改善作用,分别系统的总结了在连作条件下和接种AM真菌条件下,土壤理化性质和土壤微生物区系的变化以及两种条件下对植物生长的胁迫或缓解作用,在连作条件下土壤理化性质会有一定程度的恶化且伴随土壤微生物结构的失衡,连作造成对下茬作物的自毒作用,也严重抑制作物的正常生长,而AM真菌的应用能够有效地在以上几个方面起到缓解作用。同时根据目前AM真菌的研究现状,提出未来的研究重点并对其进行简要归纳,提出加强菌株的纯培养技术仍是关键的一步,并且做好作物基因型与AM真菌菌株的筛选,让二者有更优的兼容共生效果。

土壤pH值对甜菜幼苗生理变化的影响

为了解不同酸碱性条件下甜菜种子发芽、幼苗生长及生理响应变化,通过室内盆栽实验,设置土壤pH值9组处理,测定甜菜种子发芽、幼苗生长及生理指标变化。结果表明:甜菜发芽率以pH值为9.5的碱性土为最高,达到95.83%。甜菜幼苗干重以pH值9.5时达到最大,根和叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和可溶性蛋白、还原糖、脯氨酸、游离氨基酸含量在pH值为5.0土壤最高,pH为9.5时达到最低。同时甜菜不同pH值和抗氧化酶活性、渗透调节物质含量呈现显著负相关。在酸性条件下,甜菜幼苗生长受到抑制,并出现逆境胁迫响应变化,而在pH为9.5的偏碱性土壤下幼苗生长状况较好。

黑龙江省甜菜根腐病的病原菌分离与鉴定

甜菜根腐病是由多种真菌或细菌病原体引起的严重病害,给甜菜生产带来了严重的经济损失。本研究于2022年10月初以采自黑龙江大学呼兰校区的甜菜根腐病植株为试验样品,应用形态特征观察、致病性测定和分子生物学鉴定,结合科赫氏法则以及创建系统发育树和序列比对分析的方法,分离甜菜根腐病的致病菌。结果表明,本次呼兰校区腐烂的甜菜块根上分离得到可见白色菌丝菌株BY-1为镰孢属腐皮镰孢菌。小分生孢子通常是单细胞的,只有一个隔膜,但大分生孢子呈镰刀形,具有隔膜结构。分子鉴定结果显示,该病原菌在基于ITS和tef1序列构建的系统发育树上与腐皮镰孢菌类群处同一分支。基于形态学以及分子鉴定结果,发现导致该地区发生甜菜根腐病的病原菌是腐皮镰孢菌(Fusarium solani)。

不同浓度锰对甜菜营养元素积累及分布的影响

为了解不同水平锰对甜菜营养元素积累及分布的影响,以KWS1176甜菜品种为研究对象,设置7个浓度锰处理,分别为0.003 7、0.007 4、0.014 8、0.029 6、0.059 2、0.118 4以及0.236 8 mmol·L^(-1),并以营养液进行培养,测定并分析不同水平锰处理下,甜菜地上和地下部分干、鲜重以及大量营养元素和微量营养元素含量的差异。结果表明,当锰浓度为0.007 4 mmol·L^(-1)时,甜菜幼苗生长量最大,各部分干、鲜重均达到最大值;锰浓度过低或者过高,甜菜幼苗生长受到抑制。随着锰供应水平的提高,甜菜幼苗地上部分和地下部分的锰含量逐渐升高,植株内锰离子和铜离子含量亦逐渐升高,磷元素含量却逐渐降低,而锌离子、钾离子、铁离子以及氮元素含量则随锰浓度的提高呈现先升高再降低的趋势。在高浓度锰处理条件下,甜菜地上部分对钾离子和磷元素的积累量大于地下部分;地上部分对锰离子、铁离子、铜离子以及锌离子的积累量小于地下部分;而氮元素在各部分的积累量无明显差异。综上所述,锰离子供应过少或者过多直接影响甜菜幼苗体内锰含量和生长量,同时还间接影响其他元素的吸收,尤其氮、锌离子的积累影响着甜菜幼苗的生长。

作物连作障碍研究进展

随着中国人口的增加、土地资源有限及作物产区相对比较集中等因素的影响,作物连作已成为一种普遍的趋势。随连作年限的增加,作物的产质量均受到不同程度的影响,因此由连作导致的一系列连作障碍已成为制约农业可持续生产的一个重要因素,受到了世界各国的广泛关注。本研究从连作障碍的表现、成因及消减技术3个方面进行了简要概述,并对连作障碍未来的研究方向进行了展望,以期为作物连作障碍的相关研究提供一些借鉴。

甜菜组学技术研究进展

转录组学、蛋白组学、基因组学和代谢组学等组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性等优点,已成为在分子水平研究植物应对生物胁迫和非生物胁迫的强有力工具。本研究综述了近年来国内外在甜菜组学技术方面的相关研究,包括甜菜在生物和非生物胁迫下的抗逆分子机理研究、细胞质雄性不育(CMS)结构基因和基因辅助甜菜育种功能研究,这些研究对于培育优良甜菜品种具有重要的理论价值。下一步应加强多种组学结合的研究策略,并结合基因功能鉴定发掘更多的甜菜优质基因资源。

甜菜连作障碍研究概况

随着人口的增加,对粮食、蔬菜、药材及经济作物等的需求量不断上升,加上土地资源有限,作物产区相对比较集中,同时受环境条件与种植习惯等因素的影响,作物连作已成为一个不可避免的趋势。为了系统认识和掌握随甜菜作物连作年限的增加而导致的一系列连作障碍问题,解决连作制约甜菜可持续发展的问题,对甜菜连作障碍的表现及成因进行了简要概述,提出了消减其连作障碍的技术主要有选择合理的耕作栽培制度、选育具有优良性状抗逆性强的品种、合理施肥、适当调整播期和施用微生物制剂等,并对甜菜连作障碍未来的研究方向进行了展望。

逆境胁迫下甜菜生理特性的研究进展

当前影响甜菜生长发育的主要因素有水分、温度、土地盐碱化等,因此,研究甜菜逆境条件下生长和生理特性变化是当前的热点话题。为了研究水分、温度和土地盐碱化对甜菜生长发育的影响,归纳了逆境胁迫对植物生长的影响,总结了逆境下甜菜地上部和根系的形态变化和生理指标变化趋势。叶片是植物重要营养器官之一,主要生理功能是进行呼吸作用、光合作用、蒸腾作用和养分转化作用。根系是植物生长发育的关键部位,起到固定、支撑植物、吸收运输养分的作用。由此得出甜菜对逆境胁迫的响应是通过改变外部形态和生理生化指标而完成的。建议今后进一步研究甜菜和环境间相互作用机制,加强对甜菜产业体系的管理及发展,为提高甜菜的产量和品质提供参考。

外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展

为了探究外源物质对植物耐盐性的调控机理及进一步利用外源调节物质提高作物耐盐性,归纳了五大类传统植物激素(生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素)以及褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类等外源生长调节物质对盐胁迫下植物生长的调控情况。同时总结了硅、钙等离子类外源调节物对盐胁迫下植物生长的调节作用,多种外源调节物质可通过增强光合作用、提高渗透势、增加抗氧化酶活性及减少离子毒害等方式来减轻盐害。本文为进一步利用单一或复合外源调节物质来缓解作物盐害盐提供理论依据。

盐胁迫下耐盐甜菜生理及其蛋白差异表达分析

为了探究甜菜在盐胁迫条件下生长及蛋白差异表达的变化,本研究以耐盐甜菜‘T510’为试验材料,采用室内营养液培养的方式,分析了0、140、280 mmol/L NaCl胁迫条件下甜菜生理和蛋白组变化。结果表明:随着盐分浓度的升高,甜菜的干物质、胁迫指数、叶绿素含量明显降低。相反,丙二醛和可溶性蛋白含量明显升高。利用双向电泳分别在对照组、低盐组(140 mmol/L NaCl)、高盐组(280 mmol/L NaCl)中检测到514、579、562个蛋白点。在低盐-对照、高盐-对照和低盐-高盐中分别有17、40、21个差异表达蛋白(变化倍数>2,P<0.05)。通过质谱分析最终分别鉴定出12、23、11个差异表达蛋白。这些差异蛋白主要参与光合作用和物质代谢。同时,发现磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC,Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链在响应盐胁迫过程中表达量变化较大。因此,对于耐盐甜菜来说,盐胁迫主要影响与光合作用和物质代谢相关的蛋白表达,其中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC、Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链的作用明显。以上这些发现为甜菜及其他作物的耐盐育种提供有价值的理论依据。

甜菜连作土壤对甜菜幼苗生长影响及其化感物质成分分析

为探究甜菜化感物质成分,减轻甜菜连作带来的副作用,设置休闲土、连作一年的重茬土2个处理组,探究不同土壤对甜菜幼苗发芽率、染病率以及株高、茎粗等生长指标的影响。采用质谱联用(GC-MS)分析技术初步筛选了2种土壤中差异显著(P<0.05)的化合物。结果表明:与休闲土相比,重茬土种植的甜菜幼苗发芽率没有受到显著影响,但是幼苗感染立枯病的概率大大增加,且达到显著水平。在株高、叶面积、地上部鲜重方面,休闲土种植和重茬土种植差异显著,但茎粗差异不显著(P>0.05)。利用质谱联用技术,得出15种疑似的甜菜化感物质。甜菜连作土壤中的化感物质成分会对甜菜幼苗的生长造成一定的影响,筛选和鉴定疑似化感物质成分,对缓解甜菜连作障碍、提高甜菜产质量具有重要意义。

高铁胁迫对甜菜幼苗生长及保护系统的影响

为了探究高铁胁迫下甜菜幼苗生长和生理变化规律,本研究设置7个处理,即0.06、0.12、0.24、0.48、0.96、1.92、3.84 mmol/L,6次重复,并对甜菜进行水培试验。初步分析不同浓度Fe^(2+)胁迫下甜菜幼苗中各项生理指标的变化。结果发现,随着Fe^(2+)胁迫浓度的升高甜菜生长受抑制,地上部分叶面积变小,叶片相对电导率增大,相对含水量降低。地下部分表现出根系变短,面积变小,颜色变暗。与此同时高铁胁迫下甜菜植株抗氧化酶活性升高,参与渗透调节的可溶性糖和脯氨酸积累量均有不同程度的上升。变化趋势随着Fe^(2+)的增加,先升高后降低,且在Fe^(2+)胁迫浓度为0.96 mmol/L时达到最大值。说明甜菜植株抗氧化酶和渗透调节物质在高铁胁迫中起到了重要的调节作用,但当Fe^(2+)超过一定浓度时,这种调节机制会明显受到抑制。

锰对甜菜幼苗形态及生理生化指标的影响

为探索锰元素对甜菜幼苗生长的影响,实验以KWS1176种子为研究材料,采用室内水培法并设置7个浓度梯度:0.0037(T1)、0.0074(T2)、0.0148(T3)、0.0296(T4)、0.0592(T5)、0.1184(T6)、0.2368(T7)mmol·L^(-1),研究不同锰水平条件下,甜菜幼苗形态特征以及生理生化指标。结果表明:T2处理下的锰元素能有效增加甜菜幼苗的株高、鲜重、干重以及叶、根面积,并且丙二醛(MDA)的含量最低条件下,抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性最低。在T4处理下过氧化氢酶(CAT)活性最低,在T1处理下超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性出现最低;在T4处理下甜菜叶片光合色素的含量最高,叶片光合能力最强。适宜浓度的锰元素对甜菜的生长存在一定促进作用,可以提高植株株高、根与叶面积和光合色素等生长指标,并且不同浓度的锰可影响甜菜体内抗氧化酶系统及膜脂过氧化作用。

外源钙对干旱胁迫下甜菜幼苗生长的影响

为了解Ca^(2+)对干旱胁迫的缓解作用,对甜菜品种‘KWS1176’幼苗喷施0、5、10、20 mmol/L 4个CaCl_(2)水平溶液处理,测定对干旱胁迫下的甜菜幼苗生长、生理生化特性的影响。结果表明:(1)叶面喷施CaCl_(2)溶液可有效缓解干旱胁迫对甜菜幼苗生长造成的损伤。其中,10 mmol/L CaCl_(2)溶液处理下甜菜幼苗株高受到的抑制最小,长势最好,与0 mmol/L相比提高41.24%。(2)Ca^(2+)可缓解干旱胁迫对甜菜幼苗光合特性的抑制。叶面喷施10 mmol/L CaCl_(2)溶液对幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的缓解效果最佳,与0 mmol/L相比,Pn、Tr、Gs分别提高70.62%、112.50%、67.00%,Ci降低32.77%。(3)干旱胁迫抑制了甜菜幼苗抗氧化酶活性,而Ca^(2+)可缓解其抑制作用。过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在10 mmol/L时达到最大值,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性在5 mmol/L时达到最大值,与0 mmol/L相比分别提高50.24%、255.13%、82.66%、58.01%。(4)干旱胁迫增加幼苗叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,相对电导率上升。随着叶面喷施CaCl_(2)溶液浓度增加,MDA含量和相对电导率呈先下降后上升的趋势,在10 mmol/L时达到最小值,与0 mmol/L相比分别降低12.76%、27.93%;而喷施CaCl_(2)溶液进一步促进脯氨酸含量的积累(10 mmol/L达到最大值,与0 mmol/L相比提高75.15%),可减轻干旱诱导的渗透胁迫。综上所述,叶面喷施外源钙可以降低干旱胁迫对甜菜生长造成的伤害,其中叶面喷施10 mmol/L CaCl_(2)溶液时效果最佳。

播期和温度对甜菜种子出苗及幼苗生长的影响

[目的]为了研究不同播期和温度对甜菜种子萌发、幼苗生长的影响,探索出最适宜甜菜生长的播期及温度,为甜菜的生产提供依据。[方法]以‘KWS1176’为试验材料,采用分期播种、培养箱控温的方法,设置6个不同的播种时期,研究甜菜的出苗情况,计算出苗的生物学零度和有效积温,测定不同播期对甜菜的鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等指标的影响。[结果](1)在水分和空气条件充足的情况下,甜菜种子出苗生物学零度为2.7℃,有效积温为100.7℃·d。(2)甜菜出苗率、出苗势受温度的影响较大,其中C组(对应播种日期4月11日,温度范围1~15℃)的出苗率为99.37%,出苗势为98.75%,表现最好。(3)除处理A,甜菜幼苗的鲜重随着播期的提前而增加,播期的推迟而减少,B组(播种日期4月6日,温度范围-2~9℃)幼苗鲜重最高,A、C、D、E、F五个处理比B处理的单株鲜重分别降低8.14%、9.66%、20.54%、60.14%、75.82%。(4)甜菜的抗氧化系统中,B组的POD、CAT、SOD的活性较高,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的含量较低,综合表现较好。[结论]在适宜的温度条件下,播期越早,生育期越长,甜菜生长得越好。综合试验的各项指标来看,C组的综合表现最好,其所对应的播期为4月11日,播种时温度范围为1~15℃,为最适宜甜菜生长的播期。

外源亚精胺对盐胁迫下甜菜生长及养分吸收的影响

为了探究外源亚精胺是否具有缓解甜菜盐害作用,采用霍兰营养液室内水培方法,测定了280mmol/L NaCl胁迫条件下,喷施0.25 mmol/L外源亚精胺后,耐盐‘T510’和盐敏感‘210’甜菜品系幼苗生长、生理及其体内N、P、K养分含量的变化情况。结果发现,盐胁迫下(Na处理),除MDA和P素含量升高外,两品系甜菜幼苗的叶片相对含水量、叶面积、叶绿素含量、幼苗生物量及N、K养分含量指标均明显降低;与Na处理比,喷施亚精胺的盐胁迫处理,除MDA和P素含量降低外,其它指标明显增加,两品系甜菜幼苗生长和养分吸收状况明显改善;外源亚精胺对耐盐‘T510’品系的调节作用大于‘210’品系。因此外源亚精胺能有效缓解盐胁迫对甜菜生长的伤害,对耐盐品系的调节效果更佳。

土壤施用TM35对甜菜幼苗生长的影响

为了研究土壤施用TM35(含石灰与缩节胺等物质)对甜菜幼苗生长状况及生理指标的影响,探索出最适宜甜菜生长的施用浓度。以甜菜品种‘KWS1176’为试验材料,设置土壤施用TM35浓度0%、1%、2%、3%和4%五个处理,进行土培试验,测定不同施用浓度对甜菜幼苗生物量、甜菜幼苗光合参数、叶绿素含量、渗透调节物质、土壤pH和土壤养分等指标的影响。结果表明,(1)土壤施用TM35可提高土壤pH值和土壤有效磷含量,4%处理的土壤pH和土壤有效磷含量比0%处理分别提高了25.43%和30.05%。土壤速效钾含量呈下降趋势,4%处理的土壤速效钾含量比0%处理降低了16.93%。(2)土壤施用TM35可有效降低甜菜幼苗的株高和叶片长度,4%处理的株高和叶片长度比0%处理分别降低25.74%和25.37%;幼苗植株鲜重、叶片宽度、叶片鲜重、叶片干重、叶面积和叶片相对含水量均随施用浓度的升高呈先上升后下降的趋势,在施用浓度为2%时达到最高值;其中2%处理的地上部鲜重和叶面积比0%处理分别提高了25.00%和7.26%。在施用浓度为4%时叶片数、叶片厚度、根鲜重、根干重和根冠比达到最高值。4%处理的根鲜重、根干重比0%处理分别提高了202.46%和123.62%。(3)土壤施用TM35在施用浓度为4%时蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶绿素含量达到最高值,4%处理的蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量比0%处理分别提高了417.65%、522.81%和19.96%。(4)土壤施用TM35降低甜菜幼苗可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量,在施用浓度为4%时达到最小值,4%处理的可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量比0%处理分别降低25.18%、46.82%和29.01%。土壤施用TM35对甜菜幼苗生长有促进作用,其中施用浓度为4%时效果最佳。

甜菜立枯病病原菌的分离和鉴定

旨在明确黑龙江大学呼兰校区甜菜立枯病的病原菌种类,为科学防治该病提供理论参考。以采自黑龙江大学呼兰校区的甜菜立枯病植株为试材,用形态学观察、致病性测定和分子生物学鉴定方法,依据柯赫氏法则,对病原菌进行分离和鉴定。结果表明,从发病甜菜幼苗根部上分离出的菌株L1,菌丝呈白色。大型分生孢子为镰刀型,有隔膜,小型分生孢子多为单细胞少数有隔膜。分子鉴定结果显示,该病原菌在基于ITS和tef1序列构建的系统发育树上与腐皮镰孢菌类群处同一分支。根据形态学和分子鉴定结果,确定引起黑龙江大学呼兰校区甜菜立枯病的病原菌为腐皮镰孢菌(Fusarium solani)。