土荆芥凋落物腐解液的化感效应及根边缘细胞的响应机制

为深入探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)的化感作用机制,以土荆芥入侵地广泛种植的农作物玉米(Zea mays L.)、大豆[Glycine max(L.)Merr.]、苦荞麦[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn.]为受体,采用纯琼脂悬空气培养法和根边缘细胞(Root Border Cells,RBCs)移除试验,研究土荆芥凋落物腐解物对受体RBCs的作用,以及RBCs存在与否条件下对受体作物幼根长度、根冠果胶甲基酯酶(Pectinmethyl Esterase,PME)活性的影响,并用化感效应指数进行评价。结果显示:土荆芥茎和叶腐解液对3种受体植物幼根生长均具有抑制作用,其化感效应指数依次为苦荞麦(0.295)、大豆(0.239)、玉米(0.163),对本地种(苦荞麦、大豆)的化感效应大于外来种(玉米);叶腐解物的化感抑制作用普遍强于茎腐解物;腐解时间越短,腐解物化感抑制效应越强。3种作物的RBCs数量与PME活性均呈显著正相关,当处理时间延长或腐解天数减少时,高浓度处理组的PME活性减弱,RBCs数量下降,死亡率上升,根长变短;移除RBCs后,根生长受抑制程度加剧。其中,玉米和苦荞麦在去除RBCs及处理12 h时部分处理组的PME活性增加,RBCs数量与根长变化量呈极显著正相关。结果表明,在受到土荆芥腐解物化感胁迫早期,作物可通过应激反应增加PME合成提高其活性,并释放较多的RBCs以保护幼根生长。当胁迫超过一定阈值后PME合成减少,RBCs数量降低且死亡率增加,根的生长受到抑制,但大豆存在不同的响应机制。

根土微环境对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响

以长势基本一致且处于稳产期的‘新新2号’早实核桃(Juglans regia L.)后代为研究对象,按照小格子法将根土连续体划分为144个采样小区。于2022年每月采集根、土样品,测定细根生物量并构建二维空间分布图,研究细根形态指标、养分特征以及土壤水、养质量分数并分析其对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响。结果表明:早实核桃细根主要分布在垂直方向的0~0.4 m土层和距树干水平方向1.5 m范围内,占细根分布总量的80%。细根形态参数值(生物量、根长密度、根表面积密度、根体积密度)和养分质量分数均随土层加深呈下降趋势,细根在微环境水平变异时差异不明显。夏、秋季细根形态参数值均显著高于春、冬季。土壤全氮、全磷质量分数随土层加深逐渐减少,土壤全钾质量分数在整个空间分布上无明显差异。土壤含水率随土层加深而增加,距树干距离越远含水率越低。土壤各养分质量分数的季节性差异较大,全氮质量分数在夏、秋季较高,在春季最低;全磷质量分数在春季最高;全钾质量分数在冬季最高;土壤含水率在秋、冬季最高。细根形态、养分质量分数与土壤全氮、全磷、含水率的关系更密切,相关性存在一定季节差异。细根生长在细微变异的环境下仍具有一定的趋水趋肥性。对早实核桃进行肥水精细化管理时,可根据根土的时空关系,在根区适时灌溉,季节性调整肥料养分,施肥则以氮、磷肥为主。

不同生态区冬油菜根系生长及碳氮积累分配特征

【目的】作物产量受到生态环境的显著影响。研究不同气候条件下冬油菜的产量形成机制,为冬油菜高产品种选育和高产栽培提供理论基础。【方法】选择高产油菜品种秦优1618(Q1618)、油菜材料QF1以及常规油菜品种中双11(ZS11),2020-2021年在黄淮地区(陕西永寿)和长江中游地区(湖北阳逻)分别进行大田试验,研究不同生态区3个不同品种冬油菜的生长发育和生理特性。【结果】不同生态区显著影响冬油菜根系生长特性、干物质积累分配和碳氮积累特征。两个生态区均以Q1618的根系生长最为旺盛,其根长在越冬期较ZS11和QF1分别平均提高了21.0%和6.0%。此外,在阳逻3个品种油菜花期的根系主要集中分布在土壤浅层(0-15 cm),永寿点主要集中分布在土壤深层(15-30 cm)。与ZS11和QF1相比,两个地点的Q1618油菜花期的深层根长、根表面积、根系平均直径、根尖数分别平均提高了138.1%、78.8%、24.2%、83.3%和104.8%、103.1%、44.2%、41.6%。油菜越冬期和花期根系生长与产量显著正相关,且在永寿点相关性更强;越冬期,黄淮产区油菜地上部干物质积累减缓,叶片氮含量降低,根部可溶性糖含量积累,各器官(根、茎、叶)中蔗糖、果糖含量整体表现为QF1>Q1618>ZS11,且该区各器官可溶性糖含量与产量正相关。长江中游产区冬油菜根茎叶基本处于同步生长期,其越冬期干物质积累量整体较黄淮产区提高3.0倍,而该区越冬期干物质积累与单株有效角果数显著正相关。抽薹期后,两个试验点均以Q1618的干物质积累量最大,永寿试验点冬油菜成熟期的干物质积累量和角果中的干物质分配比例提高,分别较阳逻点显著提高10.3%和39.0%。整体而言,长江中游产区提高了冬油菜单株有效角果数,但黄淮产区冬油菜通过提高每角粒数和千粒重,其实测产量(除ZS11受冻害严重减产外)较长江中游产区平均提高了21.1%。相关性分析也表明,永寿点油菜产量与每角粒数和千粒重显著正相关,阳逻点油菜产量与单株有效角果数显著正相关。【结论】长江中游地区通过促进油菜冬前生长,提高单株有效角果数。黄淮产区则通过适当控制越冬期油菜地上部营养体的生长,抽薹期后促进根和茎秆的干物质向籽粒分配来提高每角粒数和千粒重,有利于实现冬油菜高产。

氧化石墨烯对白三叶根系生长、生理和解剖结构的影响

为了探究氧化石墨烯(GO)对植物根系特征的影响,以GO和豆科植物白三叶(Trifolium repens L.)为实验材料,通过将不同质量分数的GO(0.2%、0.4%和0.6%)添加到土壤中,进行为期100 d的植物培养,分析了白三叶根系生长、逆境生理、营养吸收及其解剖结构的响应特征.结果显示:随着GO质量分数的增加,白三叶的根系生长和根系活力显著下降,0.6%GO处理组的根长、直径、体积、干重和根系活力较对照组分别降低了31.2%、35.1%、62.5%、94.1%和64.6%.GO处理后根系的抗氧化酶活性显著增加,矿质营养元素含量随着GO质量分数的升高而降低.根系输导组织的解剖结构参数,包括周皮厚度与细胞层数、导管直径与数量、维管柱宽度、木栓层厚度均随GO质量分数的增加逐渐减小.由此可知,GO会诱导白三叶根系氧化胁迫,激活抗氧化酶系统,抑制根系对矿质营养的吸收,破坏根系输导组织结构,最终抑制了根系生长.

玉米N-乙酰转移酶ZmNAT1基因响应非生物胁迫的功能分析

GNAT(Gcn5-related N-acetyltransferase)家族蛋白在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中发挥着重要作用。目前GNAT家族基因在多个物种中的生物学功能已有报道,但在玉米(Zea mays L.)中的功能验证研究却很少。探究玉米GNAT家族基因的功能,不仅能丰富我国的玉米育种基因资源,同时也可为玉米的新种质资源创制提供重要依据。本研究克隆了ZmNAT1基因(Gene ID:541936,GRMZM2G123159),通过生物信息学分析发现,该基因CDS全长为519 bp,编码172个氨基酸,具有GNAT家族特有的保守结构域。通过对ZmNAT1基因在玉米不同时期不同组织中的表达量和不同逆境胁迫下表达模式分析发现:ZmNAT1在成熟根中的表达量最高,在不同非生物逆境胁迫处理下,ZmNAT1基因均有不同程度的诱导表达。通过异源表达获得了3株独立的表达量较高的转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)纯合株系,对其进行了不同逆境胁迫处理下表型鉴定实验,结果表明,转基因拟南芥相对于野生型拟南芥有更好的表型,在盐胁迫、渗透胁迫和干旱条件下的转基因株系的根显著长于野生型,且植株较野生型植株的绿叶率和叶绿素含量均升高、丙二醛含量降低,差异均达到显著水平。由此推测,ZmNAT1基因可能参与玉米对干旱、盐等非生物逆境胁迫的应答。本研究为进一步解析ZmNAT1在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据。

地中海荚蒾插穗生根因子及生根过程中生理生化变化

[目的]探究该物种扦插生根机理,便于品种的快速繁殖及应用推广。[方法]以不同扦插基质类型、激素类型及激素水平组合测定地中海荚蒾扦插后0、5、10、15和20 d 5个时期的生根情况及不同营养物质、相关酶活性和内源激素等生理指标的变化趋势。[结果]扦插基质类型、外源激素类型及浓度对荚蒾扦插生根率、生根数及根长产生了极显著差异,蛭石、珍珠岩混合基质与NAA+IBA(500 mg/L)激素组合下地中海荚蒾的生根效果最好,其生根率、生根数和根长最高。可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升—下降—上升的趋势,均在插后第5天达到峰值。过氧化物酶(POD)活性呈现上升—下降—再上升的趋势,多酚氧化酶(PPO)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性呈先上升后下降的变化趋势。4种内源激素(IAA、ABA、GA_(3)、ZR)含量变化较为复杂,呈波浪型变化。[结论]蛭石、珍珠岩混合基质与NAA+IBA(500 mg/L)激素组合的处理方式适用于地中海荚蒾的扦插。该研究开展的通过外源施加物质的方法提高扦插成活率提供了理论基础,也为地中海荚蒾南种北繁起到了促进作用。

玉米转录因子ZmEREB180调控根系生长发育及耐逆的功能研究

AP2/ERF(APETALA2/ethylene-responsive factor)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫、调节激素信号转导和物质代谢等多种生物学过程中发挥着重要作用。目前AP2/ERF超家族基因在许多植物物种中的生物学功能已经得到验证,但对玉米(Zea mays L.)中AP2/ERF基因的结构和功能的研究报道较少。前期工作中我们发现,ZmEREB180(ethylene-responsive element binding)转录因子,在鉴定的玉米六叶期(V6)、十二叶期(V12)和抽雄期(VT)等关键发育时期,根系中的表达量均存在显著差异;通过组织表达分析发现该基因主要在玉米根系中表达,且在幼根中的表达量显著高于成熟根,推测该基因可能参与玉米根系生长发育调控。本研究克隆了ZmEREB180(Gene ID:100192457)基因,结合生物信息学分析、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、亚细胞定位和转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)株系的耐逆表型鉴定等生物学手段,初步分析了该基因的表达模式和生物学功能。该基因包含2个外显子,编码序列全长1023 bp,编码340个氨基酸,具有AP2/ERF家族所特有的保守结构域;该基因在玉米根系中表达量最高,且在高盐、干旱、高氮和低氮等胁迫处理条件下的玉米根部皆有不同程度的诱导表达,其中,低氮处理较高氮处理具有更高的表达量和更快的响应速率;在含0.10、0.15 mol L^(-1)NaCl以及0.15、0.20和0.30 mol L^(-1)甘露醇(mannitol)的1/2 MS固体培养基上,转ZmEREB180基因拟南芥的主根长度均显著长于野生型;土壤环境中,高盐和干旱胁迫条件下的转基因植株比野生型拟南芥具有更健康的生长状态、更高的绿叶率、更低的丙二醛含量和更高的过氧化物酶活性。转录因子ZmEREB180可能在调控玉米根系生长发育方面具有积极的促进作用,并且能增强玉米植株对高盐、干旱、渗透、低氮等逆境胁迫的耐受性。本研究为下一步鉴定转录因子ZmEREB180在玉米中的生物学功能和分子机制奠定了良好的基础。

车前(lantago asiatica L.)毛状根诱导技术研究

为建立发根农杆菌Ri质粒介导的车前(lantago asiatica L.)转化体系,通过发根农杆菌A4和R1601侵染车前无菌苗的外植体诱导毛状根.实验结果表明,车前外植体最佳侵染时间为8 min;两种菌液均可以诱导车前叶片、叶柄和根产生毛状根,车前叶片和叶柄毛状根的诱导率低于40%,车前根部毛状根的诱导率高于80%;经过分子鉴定,Ri质粒T-DNA的rolB基因已成功整合到毛状根中,表明车前的根是适宜毛状根诱导的最佳外植体,可为今后车前毛状根的扩大培养奠定基础.

玉米秸秆及其生物炭复配基质对玉米根系构型的影响

【目的】研究玉米Zea mays L.秸秆及其生物炭对设施栽培中基质改良的价值,探明玉米根系构型及其对不同复配基质的响应。【方法】采用盆栽试验,测定并分析了不同配比基质的理化性质和玉米地上部、根系生物量,采用WinRHIZO(Pro.2020a)根系分析系统分析计算玉米根系的形态以及分形、拓扑结构特征参数,采用SPSS软件分析地上部/根系生物量、根系形态特征与构型特征参数的相关性。【结果】添加秸秆及其生物炭的各处理中,T3处理(蛭石、珍珠岩、玉米秸秆和玉米秸秆生物炭的添加量分别为22.4、22.4、22.4和44.8 dm^(3))的理化性质相较CK最为优化,总孔隙度和持水孔隙度分别达到81.02%和55.38%,可利用的速效氮、磷、钾含量均处在最优水平。T3处理根系的生物量和根长、根表面积、根体积3个主要形态特征参数均与其他处理差异显著,分别高于CK处理112.82%、79.89%、101.21%和102.53%。随着秸秆及其生物炭添加比例的增加,各处理根系分形维数逐渐增大,从CK的1.425增大至T3的1.514;拓扑指数逐渐减小,从CK的0.699减小至T3的0.627,T3处理的拓扑指数更接近0.5。玉米根系生物量和主要形态特征参数与分形维数、分形丰度呈极显著正相关,与拓扑指数呈极显著负相关。【结论】添加秸秆及其生物炭可改善基质理化性质,为根系提供优质生长环境;环境对根系构型的可塑性较高,可以使玉米根系构型向更利于养分和水分利用的方向改变;根系构型性状可在一定程度上表征根系形态特征,也可作为指标来验证复合基质的栽培效果。

甘蓝型油菜苗期响应渍害胁迫的生理调控机制

长江流域是中国油菜主产区,该区域常年湿润多雨,且产区实行油菜-水稻轮作制度,导致渍害频发。为明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对苗期渍害的响应机制,本研究采用盆栽试验,以强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45和不耐渍品系YZ59为试验材料,研究苗期淹水对油菜表型性状、生理特性、光合作用、相关基因相对转录水平等的影响,同时分析了外源激素抑制剂对油菜渍害胁迫的影响。结果表明,淹水胁迫严重抑制油菜生长,根系活力可作为衡量淹水胁迫对油菜生长影响的指示指标。根细胞超微结构观察发现,淹水胁迫导致油菜根系细胞发生质壁分离及细胞器破碎解体,强、中耐渍油菜的细胞器受损程度较小,能够在淹水胁迫中维持较为正常的细胞形态;淹水胁迫下根部细胞骨架相关基因Bnamicrotubule1.A3、Bnatubulin-α2.C3、Bnatubulin-β7.C6、Bnalamin-like.A2相对转录水平显著下调至对照水平(CK)的0.2~0.5倍;无氧呼吸相关基因BnaPDC.C9、BnaLDH.A1、BnaADH.A7表达量显著升高,为CK的3~6倍,且在中、强耐渍油菜中诱导表达水平更高。过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性随淹水时间延长呈先升后降趋势,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量呈升高趋势,其中强耐渍品系抗氧化酶活性相对较高,而MDA增幅较小。淹水胁迫严重影响油菜叶片光合效率及叶绿素含量,导致油菜叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降,胞间CO_(2)浓度显著升高,且不耐渍品系变化幅度相对较大。淹水胁迫导致油菜乙烯(ethylene,ET)和脱落酸(abscisic acid,ABA)含量显著升高,其中强耐渍品系ET含量较高,不耐渍品系ABA含量较高;强耐渍品系的ET信号相关基因BnaACO1.C8、BnaERF73.C6相对转录水平显著上调,不耐渍品系ABA合成相关基因BnaZEP.A7相对转录水平上调。外源喷施激素抑制剂可改善淹水胁迫对油菜的伤害,但不同外源激素抑制剂效果差异明显。综上,不同耐渍性甘蓝型油菜苗期对淹水胁迫响应在表型、生理代谢、光合、激素和基因转录水平存在差异。甘蓝型油菜通过调控细胞骨架、无氧呼吸、激素代谢相关基因的相对转录水平,引起植株内抗氧化酶活性、激素水平、光合效率、根部超微结构及根系活力改变,进而响应淹水胁迫。

低氮条件下超级杂交稻苗期根系特征的变化及与其高氮素积累的关系

作物根系在氮素吸收与分配中起着重要作用。本研究选用2个根系特征具有差异的水稻品种黄华占(Huanghuazhan, HHZ,常规稻)和扬两优6号(Yangliangyou 6, YLY6,超级杂交稻),在水培条件和2个氮素浓度(低氮,lownitrogen,LN;高氮,highnitrogen,HN)处理下,研究根系形态和解剖结构特征的变化及其与LN下氮素积累的关系。与HN处理相比, LN处理下HHZ总氮积累量显著下降了19.7%, YLY6没有显著下降;YLY6根干重、总根长、根表面积、根尖数分别显著增加了41.3%、57.1%、74.9%和20.6%,而HHZ没有显著变化。与HN处理相比, LN处理下YLY6的根直径和根皮层面积分别显著增加了12.4%和24.2%,而HHZ根直径和根皮层面积、中柱直径分别显著降低了12.0%、21.9%和11.4%。LN处理下,YLY6根系铵转运蛋白基因AMT2;1、AMT2;3、AMT3;1、AMT3;2的表达量分别显著增加了195.6%、29.3%、314.9%和388.9%,谷氨酰胺合成酶基因GS1;1表达量增加了158.2%, HHZ中这5个基因的表达量没有显著变化。LN下总氮积累量与根系性状显著正相关(根厚壁组织厚度除外),与部分铵转运和同化相关基因的表达量显著正相关。这些结果表明超级杂交稻YLY6幼苗在LN下根系特征变化有利于增加氮积累。选育根系对减氮表现出有利变化的水稻品种应是绿色水稻生产的一个重要途径。

水稻OsGRF6基因的克隆及调控初生根发育功能初步分析

【目的】OsGRF6隶属于GRF家族,参与调控植物的生长发育和植物对非生物胁迫的耐受性。试验旨在探究OsGRF6参与调控水稻初生根发育的分子机制,为深入研究OsGRF6参与调控水稻根的发育提供新线索。【方法】通过PCR从水稻品种‘ZH11’中克隆得到转录因子基因OsGRF6,对其进行进化树构建、启动子分析;同时对OsGRF6-OE(过表达材料)和osgrf6(突变体)进行基因型分析、qRT-PCR鉴定和水稻表型观察,采用酵母单杂交技术对OsGRF6的结合基序进行检测,并通过ChIP-seq和RNA-seq数据对OsGRF6下游的直接靶基因进行分析。【结果】(1)OsGRF6含有1个QLQ和1个WRC保守的功能结构域,与拟南芥AtGRF1和AtGRF2以及水稻OsGRF7亲缘关系较近,且OsGRF6启动子区域含有多个非生物胁迫和激素响应顺式作用元件;(2)OsGRF6在水稻种子、幼穗和根中表达量较高,而在叶中表达量较低;OsGRF6定位于细胞核,并且具有转录激活活性;(3)与野生型相比,OsGRF6-OE转基因材料初生根长度较长,而osgrf6突变体材料表现出初生根变短的表型;(4)OsGRF6能与CGGCA基序结合;(5)ChIP-seqs和RNA-seqs分析发现,OsGRF6靶基因中包含OsARF7、OsARF4等多个参与调控水稻根发育的基因。【结论】OsGRF6除了参与调控水稻株型和种子发育外,还能通过直接调控生长素途径中基因(如OsARF7、OsARF4等)的表达调控水稻根的发育。

甘蓝型油菜‘秦优1618’的抗倒特性研究

为更好地创制、选育抗倒性油菜新种质及新品种提供理论参考。以‘秦优1618’和‘秦优7号’(CK)为试验材料,从茎秆特性、株型结构、根系性状等方面综合解析‘秦优1618’的强抗倒特性。结果表明:‘秦优1618’成熟期茎秆木质素含量(20.35%)、粗纤维素含量(28.19%)、主茎平均抗折力(95.99 N/mm^(2))均极显著高于CK,穿刺强度(83.1 N/cm^(2))显著高于CK,特别是其主茎中上部位(60~80 cm)的抗折力优势明显;同时具有较合理的株型结构和较发达的根系:株高适宜(168.5 cm,较CK低11.6 cm)、分枝部位较低(64.2 cm,较CK低9.9 cm)、分枝数较多(7.2枝)、茎秆实心率高、主花序较长、角果数较多;终花期时其根茎粗与CK差异显著。‘秦优1618’在上述各方面都有较突出的抗倒性表现,综合考量植株茎秆特性、株型结构、根系性状等指标而非单一指标,是选育抗倒性油菜新品种的重要方向。

小麦初生根和次生根水肥利用效率及其与产量的关系

为探究小麦初生根和次生根水肥利用能力的差异,于2021-2023年在河南省以主栽小麦品种周麦30和周麦32为材料,采用盆栽和分根移位的方法,设置初生根和次生根均灌水施肥(CK)、初生根不灌水(SRW_(0))、初生根不施肥(SRF_(0))、初生根不灌水不施肥(SRW_(0)F_(0))、次生根不灌水(NRW_(0))、次生根不施肥(NRF_(0))和次生根不灌水不施肥(NRW_(0)F_(0))7个处理,分别于越冬期、返青期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期分析初生根和次生根根系干物质量、根系活力、根系中氮磷钾素积累量的差异,并分析其对产量及其构成因素、籽粒中氮磷钾素积累量、氮磷钾素利用率和灌水利用率的影响。结果表明,分根水肥条件下,各处理的小麦单株初生根干物质量在越冬期均高于次生根,于开花期达到最大值;次生根干物质量在返青期以后均大于初生根,于灌浆期达到最大值。所有处理的各生育时期次生根根系活力始终高于初生根,初生根和次生根根系活力分别在返青期和拔节期达到最高值。分根水肥条件下,成熟期籽粒中磷素积累量及氮素和钾素利用率均表现为初生根水肥供应不足处理低于次生根水肥供应不足处理,即SRW_(0)<NRW_(0)、SRF_(0)<NRF_(0)和SRW_(0)F_(0)<NRW_(0)F_(0),而籽粒中氮素和钾素积累量及磷素利用率、籽粒产量及其构成因素、灌水利用率均表现为初生根水肥供应不足处理高于次生根水肥供应不足处理,即NRW_(0)<SRW_(0)、NRF_(0)<SRF_(0)和NRW_(0)F_(0)<SRW_(0)F_(0)。综合来看,小麦生育前期初生根生长发育强于次生根,而中、后期则弱于次生根;相同生育时期初生根的根系活力均低于次生根;初生根对磷素的吸收利用能力较强,而次生根则对氮素、钾素和水分的吸收利用更重要。

甘蓝型油菜RIL群体苗期根系耐铝性鉴定及评价方法研究

为减少铵肥的大量施用以及酸雨频降引发的耕地酸化,从而影响作物的生长,利用综合评价方法通过幼苗期根系表型筛选耐铝种质.以甘蓝型油菜重组自交系(RIL)亲本10D130和中双11为材料筛选苗期适宜的铝胁迫浓度,使用该浓度处理RIL内138个品种(系)幼苗,对其根长、根表面积、根平均直径、根体积、根交叉数、根尖数和根干质量7个根系指标的铝毒单项耐性系数进行变异系数分析、相关性分析、主成分分析、系统聚类分析和逐步回归分析,并采用隶属函数法综合评价不同油菜品种(系)根系的耐铝特性.结果表明:138份油菜品种(系)间各项根系指标差异有统计学意义(p<0.05);筛选出甘蓝型油菜幼苗期耐铝毒品种(系)27034,27036和27007等.根据灰色关联度及逐步回归分析结果,认为根据根长、根表面积、根体积、根交叉数等7个关键指标,可以初步判断甘蓝型油菜种质幼苗期的耐铝毒特性.通过这些方法综合评价油菜对铝的耐受性,可以避免单一指标的片面性和不稳定性,结果更为可靠.

IAA处理对桑树嫩枝扦插生根形态、内源激素及酶活性的影响

为探讨内源激素和抗氧化酶活性对‘强桑1号’不定根形成的影响及其机制,以4种不同质量浓度(200、500、800、1000 mg/L)吲哚乙酸(IAA)浸泡1a生桑树品种‘强桑1号’插穗30 min,以清水为对照(CK).扦插后每隔10 d收集一次插条样品,共收集5次,每次每个处理取插穗5根,每个处理3次重复.采用酶联免疫法对5种内源激素IAA、ABA、ZR、GA_(3)、JA和3种氧化酶POD、PPO、IAAO进行测定.结果显示,随外源IAA处理浓度增加,内源IAA、ZR与IAA/ABA比值呈先下降后上升的变化趋势,ABA、GA_(3)、JA与IAA/ZR呈先上升后下降的趋势,抗氧化酶(POD、PPO与IAAO)的活性呈先上升后下降的变化趋势.1000 mg/LIAA处理30 min对桑树内源激素和氧化酶影响最大,外源激素IAA的施用增加内源激素IAA、ABA、ZR、JA与氧化酶POD、PPO的合成,同时促进GA_(3)与IAAO的分解代谢.研究结果为‘强桑1号’规模化扦插育苗提供理论技术支撑.

抗旱小麦品种根系垂直分布和根尖特征分析研究

为明确抗旱小麦品种根系的垂直分布和根尖特征,以抗旱品种新麦39、洛旱22和干旱敏感周麦36、郑麦369为材料,采用柱栽法,在雨养和高产灌溉两种水分条件下比较分析了两类品种产量、根系形态特征的差异。结果表明,雨养条件下,抗旱品种籽粒产量高于干旱敏感品种,而高产灌溉条件下产量表现则相反。两类品种根长度、根干重和根体积具有显著差异,抗旱品种在表层(0~20 cm)、中层(20~40 cm)和深层(40~60 cm)土壤中的根长度、根干重和根体积均高于干旱敏感品种;雨养条件下表层和中层土壤中的根长度、根干重和根体积均显著低于高产灌溉条件,而在深层土壤中高于高产灌溉条件。不同土层中抗旱品种的根尖数和根尖长度均高于干旱敏感品种,而根尖直径则小于干旱敏感品种,其中高产灌溉条件下,抗旱品种在表层土壤中的根尖长度和根尖数分别较干旱敏感品种分别高17.2%和24.11%,根尖直径低14.2%,差异均达显著水平。与高产灌溉条件相比,雨养条件下不同土层中的根尖长度和根尖直径均降低,表层土壤中的根尖数减少,而中层和深层的根尖数则增多。这说明抗旱品种的根系生长发育状况优于干旱敏感品种,有助于适应干旱胁迫和增加产量。

不同浓度生根粉对甘薯芽苗生根及扦插存活率的影响

以甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]品种普薯32号为研究对象,通过不同配比、不同浓度生根剂处理甘薯芽苗,研究不同处理对甘薯芽苗生根时间、生根数量、根长度及扦插存活率的影响。结果表明,IBA(吲哚丁酸)+NAA(萘乙酸)、ABT(生根粉)和清水处理均能使甘薯芽苗快速生根,而ABT浓度超过25 mg/L对甘薯芽苗生根会有一定的抑制作用,从而降低生根数量。当甘薯芽苗生根数量随着ABT剂量增加而减少时,单根长度不会出现明显变长的现象,根总长度与生根数量整体呈正相关。甘薯芽苗生根后扦插可显著提升芽苗的存活率,各生根剂处理芽苗存活率均高于清水对照;甘薯芽苗的存活率与芽苗生根数量和根总长度有一定的关联。

膜下滴灌条件下水氮耦合对辣椒根系生长及产量的影响

为探究膜下滴灌条件下水氮耦合对辣椒(Capsicum frutescens L.)根系及产量的影响,采用大田小区试验,在辣椒开花坐果期和盛果期进行轻度亏缺(W1,3656 m^(3)/hm^(2))和中度亏缺(W2,3082 m^(3)/hm^(2))的调亏灌溉,并设置纯氮施用量325 kg/hm^(2)(N1,高氮)、250 kg/hm^(2)(N2,中氮)、175 kg/hm^(2)(N3,低氮)3个施氮水平,以传统模式(灌水量4230 m^(3)/hm^(2),施氮量325 kg/hm2)为对照(CKN1),研究了不同灌水量和施氮量组合对辣椒根系生长和产量、灌溉水利用效率、氮肥偏生产力的影响。结果表明,灌水量、施氮量及二者的耦合效应对辣椒产量和根系生长、灌溉水利用效率、氮肥偏生产力有显著影响(P<0.05)。W1N2处理辣椒产量最高,为35189 kg/hm^(2),与其他处理相比,增产了4.37%~55.73%,且W1N2处理灌溉水利用效率最高,氮肥偏生产力也较高。辣椒根系生长以CKN1处理最佳,W1N2处理次之,二者无显著差异。灌水量和施氮量与辣椒根系分布参数不存在正相关性,但二者耦合效应越明显,辣椒根系生长越发达。综合得出,灌水量3656 m^(3)/hm^(2)、施氮量250 kg/hm2为北疆地区辣椒种植最佳水氮组合。

芦笋腋芽一步成苗组培技术研究

本研究通过对外植体及其消毒方法、生根培养激素组合的筛选,建立了芦笋腋芽一步成苗的组培快繁方法。结果表明,以5~10 mm腋芽为外植体,接种在1/2MS+0.05 mg/L NAA+0.1 mg/L KT+1.0 mg/L嘧啶醇+1.0 mg/L IBA+2%蔗糖+0.65%琼脂的培养基上,30天左右即可生根,45天左右根长可达1 cm;再生根可分为3种类型,即从芽基部长出的粗壮肉质根(Ⅰ型)、从愈伤组织上再生的不定根(Ⅱ型)以及从芽基部长出的细长根(Ⅲ型),在确定的最适生根培养基上产生的根主要是Ⅰ型根。培养60天后芽伸长明显,长度可达3~5 cm;培养70天后,将生长健壮的生根苗进行炼苗后移栽,移栽成活率达98%以上。该方法能够为芦笋优异单株的快速繁殖提供解决方案,为规模化生产F1杂种提供技术支撑。