打顶和激素对上部烟叶烟碱的影响及源库关系分析

为明确打顶和激素调控烤烟烟碱合成与积累的生理机制,以烤烟品种K326为材料,研究了不同打顶措施与激素互作处理对烤烟根系、上部叶片性状,上部叶烟碱、总氮含量,根系氮代谢关键酶活性及烟碱合成与运输基因表达的影响,并分析烟碱积累的源库关系。结果表明,打顶显著提高上部烟叶烟碱含量与积累量,分别是不打顶处理的1.41倍、1.85倍;不打顶时喷施茉莉酸甲酯(MeJA)显著增加烟碱含量,增幅为14.60%,喷施N-1-氨甲酰苯甲酸萘酯(NPA)显著降低烟碱含量,降幅为10.01%;打顶后喷施水杨苷异羟肟酸(SHAM)、萘乙酸(NAA)显著降低烟碱含量,降幅分别为23.07%、16.92%。茉莉酸(JA)对根系发育的影响有限,主要通过直接调控烟碱合成与转运基因的表达促进烟碱合成,而生长素(IAA)主要通过调控根系发育间接影响烟碱合成与积累。通径分析显示,根系性状中根尖数对烟碱积累的直接作用最大,根表面积对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱合成的主要“源”指标;叶片性状中叶面积对烟碱积累的直接作用最大,叶干质量对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱积累的主要“库”指标。综合分析,打顶后根系IAA含量提高,促进根尖数的增加,即增加了烟碱合成“源”数量,同时增强硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,促进氮代谢与氮吸收;打顶后根系JA含量增加,直接增强烟碱合成与转运基因PMT、QPT、A622和NUP1的表达,提高了烟碱合成强度;此外,打顶促进叶面积、叶干质量等“库”容的增大,提高了烟碱积累效率。

作物旱后复水补偿效应产生的源-库-流的响应及机制

[目的]作物在生长过程,尤其在干旱半干旱地区,时常经受干旱和复水(降雨或灌溉)过程。干旱胁迫下作物的生长发育受到抑制,产量降低;同时,经过干旱胁迫后作物对干旱胁迫的耐受性有所提高;而干旱胁迫后复水,为了弥补作物干旱期间的损失,作物往往表现出补偿性生长,在产量上产生补偿甚至超补偿效应。作物旱后复水补偿效应是作物对干旱胁迫的积极响应与复水后补偿性生长的共同结果,在旱区作物生产中合理利用旱后复水补偿效应可以有效提升作物产量和水分利用效率。[方法]“源库”关系被广泛用来解释作物产量的形成过程,调控源库关系也是提高作物产量的重要途径。旱后复水补偿效应的产生与作物“源—库—流”响应关系密切。[结果]基于当前的研究进展,从“源库”关系总结作物旱后复水补偿作用产生的机制。在干旱胁迫过程中,源端表现为气孔关闭、光合降低、可溶性碳水化合物累积增加,而库端表现为库活性增加。复水后补偿效应产生过程中,在源端气孔打开、光合恢复、短时间内甚至高于干旱胁迫前,同时源端(叶片)可溶性碳水化合物代谢增强,促进作物光合作用,碳水化合物的合成能力提高;在库端(籽粒)库活性维持较高水平,同化物卸载和累积速度加快;同时流中同化物转运维持较高水平。在补偿效应产生的源—库响应中同化物的转运积累起着重要的作用,其中蔗糖转化酶(INV)、细胞壁转化酶(CW-INV)和聚糖代谢酶(1-FEH w3)活性在作物旱后复水补偿效应的源库响应过程中起着至关重要的作用。[结论]从源库关系角度对旱后复水补偿效应产生的机制进行较为深入的总结和分析,为理解作物旱后复水补偿效应产生的机制及旱区作物水分高效利用提供理论依据。

丛枝菌根真菌对甘薯源库关系、养分吸收和产量的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能与作物根系形成共生关系,甘薯(Ipomoea batatas L.)是一种适应性强、高产、多用途的粮食作物,对AMF的依赖性较强。为探究接种AMF对甘薯全生育期源库关系、养分吸收和收获期产量的影响,以徐薯28和与之能建立良好共生关系的幼套近明球囊霉为试验材料,设接菌和不接菌两个处理,将大田与盆栽试验相结合,利用盆栽试验分析接种AMF对甘薯全生育期的茎叶生长状况、块根膨大、植株生物量和根际效应的影响,利用大田试验验证AMF对甘薯收获期块根产量和商品性的影响。结果表明:接种AMF降低了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的茎叶鲜重;显著提高了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的根冠比;显著提高了分枝结薯期和薯块膨大期缓效钾的根际效应,显著提高了分枝结薯期和旺长期块根氮、磷、钾的积累量;显著增加了全生育期块根鲜重。相比不接菌根,收获期的单株产量在盆栽试验中增加了32.58%,大田试验中增加了23.05%。因此,接种AMF能促进根际土壤中的钾活化,促进养分吸收的同时,抑制养分和干物质向地上部分配,协调了源库发展,促进了块根形成与膨大,并提高产量。

甘薯源库发育及产量品质对氮源和施氮量的响应

通过大田试验研究氮源、施氮量及其互作对鲜食型甘薯鸣门金时全生育期源库发育及其与产量和品质形成的关系。结果表明:施氮提高了栽后70~110 d功能叶叶绿素(Chl)含量和净光合速率(Pn),提高了单株结薯数、平均单薯重和产量,显著增加了可溶性糖(soluble sugars,SS)、蔗糖、可溶性蛋白(soluble proteins,SP)、多酚和维生素C(VC)的含量,显著降低了淀粉的含量。在相同氮源下,栽后30~120 d,茎和叶鲜重随施氮量增加而显著增加;平均单株结薯数、平均单薯重和平均单株薯重随施氮量增加先增加后降低,在施氮量120 kg/hm^(2)时最大;T/R(Top/Root)随施氮量的增加先降低后升高,在施氮量120 kg/hm^(2)时最低;施氮量120 kg/hm^(2)的单株结薯数和产量最高。在高产施氮量120kg/hm^(2)下,与酰胺态氮素和硝态氮素相比,铵态氮素在栽后70~110d显著提高了Chl含量和Pn;栽后30d显著提高了叶和茎鲜重;栽后30~120 d显著提高了单株结薯数;栽后60~120 d显著提高了单株薯重。在收获时,铵态氮素120 kg/hm^(2)显著提高了商品薯产量,增产途径主要是显著增加了单株结薯数;显著提高了SS含量、蔗糖含量、SP含量和VC含量,改善了风味品质。

不同类型大麦光合特性、灌浆特征差异及源库关系比较

为了明确不同类型大麦源库关系差异及影响产量的主要源库指标,选用叶面积差异较大的4个大麦品种(系)GP6、GKP7、GK6和C2-1,研究花后7~28 d光合特性、干物质、可溶性碳水化合物、灌浆特征参数差异及与产量的关系。结果表明,GP6、GKP7旗叶长宽比低于GK6、C2-1,而旗叶和倒二叶叶绿素含量、净光合速率以及叶可溶性糖较高,GKP7旗叶和倒二叶叶绿素含量降低比例最高,GK6和C2-1降低幅度较小;GK6灌浆初期叶、茎鞘干质量最高,灌浆过程中干物质降低幅度也最大,GP6和GKP7干质量低于GK6,高于C2-1,但整个灌浆期降低幅度较小;GP6和GKP7籽粒快速增质量时间为7~21 d,长于GK6和C2-1(7~14 d),GP6平均灌浆速率(R)和达到最大灌浆速率时间(Tmax)最高,在灌浆初期茎鞘和籽粒可溶性糖含量低于C2-1,高于其他参试材料,随着籽粒灌浆含量迅速降低,运转率较高;GKP7灌浆活跃期(D)和最大灌浆速率(Rmax)均最高,灌浆初期茎鞘可溶性糖含量低于GP6、C2-1,其余灌浆期叶和茎鞘含量均高于其他品种。GK6各器官可溶性糖含量均较低,C2-1灌浆初期茎鞘和籽粒可溶性糖含量最高,但7~14 d含量迅速降低,灌浆后期含量较低。千粒质量、产量均为GP6和GKP7显著高于GK6和C2-1,GK6和C2-1库容较小;穗粒质量/叶面积为GKP7>GP6>C2-1>GK6。相关性分析结果表明,旗叶长宽比与产量极显著负相关,成熟期茎鞘、叶干质量、叶可溶性糖含量、穗粒数、穗粒质量/叶面积与产量显著或极显著正相关,花后7 d旗叶叶绿素含量、光合速率和茎鞘蔗糖含量、花后14~28 d籽粒干质量、R和Rmax与产量极显著正相关。综上,GKP7源库关系最合理,GP6次之,C2-1源库均小,GK6源大库小;旗叶长宽比、灌浆初期叶绿素含量和光合速率、籽粒干质量、最大灌浆速率、平均灌浆速率可以作为高产育种主要衡量指标。

基于真实世界研究项目电子源数据存储库的审核查验路径和要点研究

临床研究在药物研发和医学领域中的作用越来越重要,其中数据质量与科学性是重要环节之一。为了提高数据准确性,我国监管机构积极推进临床研究监管改革,并强调源数据的可追溯性和准确性。电子源数据记录(ESR)技术在提高数据质量和降低成本方面具有重要作用。研究团队围绕源数据质量进行探索,提出建立基于临床研究项目的电子源数据存储库(ESDR)的研究流程以及对应的审核查验要点等解决方案。基于ESDR源数据管理系统的工作流程覆盖了从研究项目源数据采集、治理到研究数据库输出等各个环节,同时对临床研究的数据管理过程操作留痕,具有完备的稽查轨迹,有利于高效地进行审核查验工作。

不同燕麦基因型源库关系对穗粒数形成过程的影响

为了解燕麦穗粒数形成过程与源、库特征之间的关系,连续两年以10个不同来源、熟期、穗型、株型、小穗数的燕麦品种为试验材料,测定三叶期至拔节期的幼穗分化阶段及抽穗期源库特征,采用方差分析、聚类分析、逐步回归分析等方法,分析不同燕麦基因型源库特征及对穗粒数形成过程的影响。结果表明,燕麦穗粒数形成过程存在基因型差异,幼穗分化较好品种的穗粒数较全部品种平均值高11.22%~65.43%;幼穗分化较好品种的光合势、干物质量、粒数叶比、收获指数显著高于幼穗分化较差品种,其中粒数叶比和收获指数是影响穗粒数形成的主要因素,粒数叶比和收获指数较全部品种平均值分别高0.99%~68.74%和0.85%~13.80%。综上所述,源库协调是燕麦幼穗分化良好的生理基础,可通过提高光合势和干物质量达到增源的目的,进而提高穗粒数。

小麦源库优异种质的鉴定与源库类型的划分

【目的】筛选源库评价指标,划分试验材料的源库类型,探究源库关系对小麦农艺、产量及品质性状的影响,为小麦源库代谢研究和遗传育种应用提供参考。【方法】以国内外190份小麦种质资源为试验材料,测定其源代谢、库代谢相关性状,利用主成分分析对小麦的源库代谢能力进行评价,根据综合得分对优异小麦材料进行筛选。以源活性综合得分、源大小(叶面积)、库活性综合得分、库数目(穗粒数)为指标进行层次聚类,根据聚类结果总结小麦材料的源库类型,分析不同区域小麦源库特征差异,比较不同源库类群间小麦的农艺性状、产量性状、品质性状的差异。【结果】通过主成分分析将6个与小麦源活性密切相关的指标转化为3个独立指标(光化学淬灭系数、最大光合潜力和叶绿素含量),将5个与库活性密切相关的指标转化为2个独立指标(最大灌浆速率和灌浆持续期),累计贡献率分别为82.80%和92.90%,筛选出源活性、源大小(叶面积)、库活性、库数目(穗粒数)排名前十的小麦品种。根据源库关系,将供试的190份小麦材料划分为三大类八小类:源足库乏型(源中库弱型、源强库中型)、源乏库足型(源中库强型、源弱库中型)和源库平衡型(受限于库活性的源弱库弱型、受限于源活性和穗粒数的源弱库弱型、源中库中型、源强库强型),其中,受限于源活性与穗粒数的源弱库弱型、源中库强型、源强库强型包含了大多数品种,占所有材料的76.84%。国内多数小麦品种源库关系相近,源活性、叶面积、穗粒数处在中等水平,库活性较高,长江中下游冬麦区品种库活性较低。不同类群间,株高、穗下节长、小穗数表现为源足库乏型>源库平衡型>源乏库足型,籽粒蛋白质干基、湿面筋干基、沉降值总体表现为源足库乏型>源库平衡型>源乏库足型,籽粒吸水率表现为库活性越强吸水率越高,单株产量在不同源库类群间表现不一,但在品种较多的三类中单株产量与源活性和穗粒数皆呈正相关。【结论】光化学淬灭系数、最大光合潜力、叶绿素含量可作为评价小麦源活性的主要指标,最大灌浆速率、灌浆持续期可作为评价小麦库活性的主要指标。在实际生产中可通过提高穗粒数和源活性的方式提高小麦产量,源的供应能力相对强于库的吸收能力将促进小麦株高、穗下节长、小穗数、蛋白质干基、湿面筋干基、沉降值的增加,较强的库活性有助于提高小麦籽粒的吸水率。

源库关系研究现状及在橡胶树排胶机理研究中的展望

源库关系研究在作物产量和品质形成中具有重要的理论研究和技术应用价值。随着作物遗传育种、植物生理和分子生物学等多学科的交叉融合,源库关系研究近年来整合运用分子生物学技术、植物激素信号转导等众多新技术和新方法取得了重要进展。本文综述了源库关系理论和源库关系调控两方面研究进展,重点阐述了糖代谢、激素调控源库关系的机理,分析通过栽培措施协调源库关系提高产量的机理。同时结合热带重要经济作物橡胶树的排胶机理与调控研究进展,论述乙烯利刺激和割胶处理调节源库分配与橡胶树产量形成之间的关系,以期推动天然橡胶源库关系理论研究,为排胶调控技术创制提供技术指导。

华南超大穗型水稻种质DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力研究

【目的】研究超大穗型水稻新品系DS23在早季的产量表现和“源-库-流”特征,探明DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力挖掘方向,为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23为供试材料,以中大穗型品种粤禾丝苗为对照,在大田条件下开展研究。试验测定并比较了不同穗型水稻的叶面积指数、SPAD值、茎鞘非结构性碳水化合物(Non structural carbohydrate,NSC)积累与转运特征、穗茎节间解剖特征、产量及其构成因子等性状。【结果】DS23每穗总粒数、粒重、库容量和产量分别比粤禾丝苗增加37.3%、4.0%、33.7%和15.9%,有效穗数和结实率比粤禾丝苗显著降低6.8%和15.1%。两品种间抽穗期叶面积指数和剑叶SPAD值无显著差异。与粤禾丝苗相比,DS23抽穗期茎鞘NSC积累量与茎鞘NSC对籽粒的表观贡献率分别显著降低15.3%和19.8%,茎鞘NSC表观转运率显著提高10.3%,大维管束数量显著增加17.3%,两品种穗茎大小维管束面积无显著差异;DS23粒叶比无显著变化,糖花比显著降低34.2%,维管束负荷量指标增加20.4%~60.2%。【结论】超大穗型水稻DS23在早季种植库容量大、穗颈节间转运组织发达、后期物质转化能力强,高产与增产潜力大,提高结实率是挖掘其超高产潜力的主要方向,研究结果可为超大穗型早稻品种选育与高产栽培技术研发提供理论依据。

台湾独蒜兰生长发育过程中源库关系转换研究

光合同化物具体的运输途径影响着营养物质在不同生长阶段的资源分配,最重要的是可以影响开花质量和果实品质,促进观赏植物的人工栽培和生产。本研究以台湾独蒜兰(Pleioneformosana)为研究对象,利用羧基荧光素(CFDA)示踪和激光扫描共聚焦显微技术,分别研究休眠期、盛花期、旺盛生长期和半枯期4个不同生长发育阶段的同化物运输方向,以了解不同器官在不同时期担负的源、库功能。结果发现:(1)在休眠期,同化物从母球导入经过鳞茎盘后最终运输到芽,以供新芽的生长和发育;(2)在盛花期,同化物主要从母球向花器官运输且运输方向不可逆,以保证开花的数量和质量;(3)在旺盛生长期,同化物主要从叶片输出供给叶结构部位和母球顶端新萌生顶芽球的生长;(4)在半枯期,2个新球之间竞争来自母球的营养物质,同时仍有一部分同化物用于满足顶芽球的生长发育。研究结果表明,台湾独蒜兰不同的营养器官或组织在不同生长发育阶段扮演的源、库角色各不相同,明确其在不同阶段发挥的具体功能,为今后的人工栽培和养护管理、商业化生产提供参考依据。

晚冬早春阶段性增温调控华北平原北部小麦源库性能的作用

针对华北平原北部冬小麦生长发育所需温度与实际环境温度间的矛盾,于2019—2021年连续2个生长季,通过大田试验研究了晚冬早春阶段性升温调控小麦源库性能的作用。首个生长季设置4个阶段性升温处理:1月20日(CT1)、1月26日(CT2)、2月1日(CT3)、2月7日(CT4)增温,3月20日结束增温;第2个生长季设置3个阶段性升温处理:1月25日(CT1)、2月1日(CT2)、2月8日(CT3)增温,3月15日结束增温;2个生长季均以常规生产为对照(CK)。结果表明:增温处理增温阶段积温增加138.1~405.1℃,第二生长季CT1拔节—开花日均温降低2.50℃,第一生长季开花—成熟日均温降低2.31℃,第一生长季提前小麦返青25 d,且延长返青—成熟总天数21 d。第二生长季CT1开花期叶面积指数可显著提高17.6%,旗叶面积可显著提高33.7%。2020—2021生长季花后5 d净光合速率可显著提高11.7%,第一生长季花后CT1旗叶丙二醛含量可显著下降28.0%。在第二生长季中,CT1穗长可显著提高15.7%,粒长显著提高2.3%,花后15 d籽粒灌浆速率则可显著提高41.0%,CT1穗粒数可显著提高8.8粒,千粒质量显著提高2.0 g,产量可显著提高35.8%。由此表明,增温处理提前了小麦返青,小麦源库物质积累的开始时间提前,结束增温措施之后的相对降温,既延长了源库物质积累的总时间,同时又为源库活性的提高准备了条件,且存在增温处理实施时间越早,小麦源库性能提高越多的趋势。

万建民院士团队 揭示生长素调控水稻光合产物源库分配的新机制

2022年8月30日,南京农业大学万建民院士团队在PANS在线发表了题为Auxinregulates source-sink carbohydrate par titioning and reproductive organ development in rice的研究论文,揭示了生长素调控水稻光合产物源库分配和生长发育的新机制。

库源关系变化对酿酒葡萄品质及产量研究

本文以桑干酒庄为试验基地,在自然条件下,拟通过对酿酒葡萄“宝石”“西拉”和“赤霞珠”不同时期库源关系调控进行试验,分析采收期原料品质与产量。结果表明:“宝石”“西拉”和“赤霞珠”分别在负载量为每穗20 cm2、14 cm2和17 cm2时,于果实膨大期进行疏叶、疏果、果实下部环割对采收期果实品质及产量最好。

源库改变对谷子碳水化合积累的影响

为研究花期各光合器官对谷子产量相关性状及碳水化合积累的影响,选择齐头白、榆谷1号、长生07号、豫谷18号作为本次实验的研究材料。通过对谷子四个品种进行剪叶、包穗、剪叶包穗、对照处理,探究源库关系对谷子产量、碳水化合积累的影响。结果表明,在榆林地区干旱条件下,通过对谷子四个品种进行不同处理后,谷子的总重没有显著的影响,对穗重、叶重、总颗粒重依品种不同而有所差异,而对谷子千粒重的影响最为显著。不同处理改变谷子源库关系后,淀粉的含量在籽粒中是最高的,但可溶性糖在谷粒中的含量是最低的。结果表明源库改变对谷子产量相关性状和碳水化合积累的影响,会因品种类型、栽培条件而有所差异。

叶面喷施植物生长调节剂对紫花苜蓿内源激素及碳代谢的调控效应

为明确烯效唑(S-3307)和胺鲜酯(DA-6)对紫花苜蓿(Medicago sativa)内源激素及碳同化物含量动态变化的影响,为叶面施用S-3307、DA-6的适宜浓度和紫花苜蓿高产栽培方式提供一定的参考依据。试验以‘新牧4号’紫花苜蓿为试验材料,研究叶面喷施不同浓度的S-3307 (25、50、75、100 mg·L^(-1))、DA-6 (20、40、60、80 mg·L^(-1))对紫花苜蓿花荚脱落及叶片和小花内源激素、碳代谢的影响。结果表明:喷施S-3307、DA-6调控作用显著,随着喷施浓度的增加,可有效增加紫花苜蓿小花数、结荚数,降低其花荚脱落率;叶片及小花内源脱落酸(ABA)、玉米素核甘(ZR)和赤霉素(GA3)含量均表现出不同程度的增加;同时促进叶片及小花可溶性糖、淀粉的积累,与喷施清水对照相比,S-3307可提高叶片蔗糖含量,有利于改善源库关系。综上,叶面喷施适宜浓度的S-3307 (75 mg·L^(-1))、DA-6 (60 mg·L^(-1))可显著提高紫花苜蓿内源激素含量及碳同化物的代谢能力,降低紫花苜蓿花荚脱落率。

化工园区源谱库建设及污染源排查探析

本文介绍了2021年5月~2021年12月期间,对某化工园区6家企业进行源谱库建设,并对5家企业进行污染源排查的相关工作,分析了源谱库建设筛选及污染源排查的相关方法,旨在为工业园区后续污染溯源、减排提供借鉴。

从源库流系统理论再认识课堂教学

原用于研究农作物产量构成的源库流(Source Sink Translocation)理论,现被广泛应用于各个领域,研究如何优化结构,提高质量效率。本文从源库流理论视角出发对课堂教学进行深入分析,发现通过对教师这个“源”的挖掘和学生这个“库”的扩容,再畅通沟通两者之间的“流”,使三元素有机协调,来构建课堂教学系统,从而提升学生的学习积极性,进而优化授课质量是个不错的选择。

优质籼稻扬稻6号库、源、流特性研究

以生产主栽杂交稻汕优 6 3为对照 ,研究了优质高产多抗新品种扬稻 6号的库、源、流特性。结果表明 ,扬稻 6号库容较大 ,填库能力强 ;株叶型配置好 ,透光率强 ,消光系数小 ,叶绿素含量高 ,光合产物积累量大 ,尤其是抽穗至成熟期光合作用能力强 ,粒叶比高 ;花后光合产物对籽粒充实的贡献大 ,源库间流的通畅性好 ,库、源、流能在较高水平上协调是扬稻

盐碱胁迫对水稻源库与产量的影响

采用盆栽法,对2个盐碱敏感性不同的水稻品种89-45(耐盐碱)和吉农大10号(不耐盐碱),在吉林省西部地区不同盐碱浓度的盐碱土中的表现进行了研究。盐碱胁迫导致叶面积系数变小,不耐盐碱品种较耐盐碱品种下降的趋势更明显;盐碱胁迫降低了水稻有效分蘖数,最终导致产量下降,胁迫越大,产量越低。