F4412高耐氮加氢裂化催化剂的反应性能研究

F441 2催化剂是抚顺石油化工研究院 ( FRIPP)新近研制成功的一种具有高耐氮性能加氢裂化催化剂。其反应性能研究结果表明 ,在相同试验条件下 ,与“第一代”中油型加氢裂化催化剂 382 4相比 ,反应温度降低 9℃ ,而两者的产品分布相当 ;在进料 (精制油 )氮含量 90～ 1 1 0μg/g条件下 ,平均失活速率≤ 0 .0 2℃ /d。该催化剂具有耐氮性能强、加氢性能好及目的产品质量优等特点 ,可满足炼厂加氢裂化装置扩能改造和新建加氢裂化装置加工各种重馏分油、生产清洁燃料和优质石油化工原料 。

高耐氮改性Y沸石物化性能的研究

用XRD、IR、NMR、NH_3-TPD、低温氮吸附和高压微反技术对两种工业改性Y沸石(超稳USY和高耐氮NTY)进行了物化性能表征。结果表明,与超稳USY沸石相比,由NH_4Y沸石经水热处理后再经无机酸处理制得的高耐氮NTY沸石的比表面积大、孔容大、二次孔多,NTY的酸中心数与USY相近,但NTY以强酸中心为主,且酸中心间距较大,因而使其耐氮性能和开环性能均得以提高。

改性Y分子筛加氢裂化催化剂耐氮性能的研究

采用水热处理法制备了两种改性Y型分子筛NTY和USY ,并用含吡啶正庚烷和甲苯为模型化合物 ,对引入这两种分子筛制备的加氢裂化催化剂性能进行了考察 ,发现引入表面积大、二次孔多、结晶度高的NTY分子筛制备的加氢裂化催化剂 ,其耐氮性能明显优于USY分子筛制备的催化剂。

硝态氮对不同耐氮性甘薯苗期根系生长和氮代谢的影响

本试验选用氮敏感型甘薯品种济薯26(J26)和耐氮型品种徐薯32(X32)为材料,设置硝态氮浓度为0(N0)、7(N1)、14(N2)、28(N3)mmol/L共4个处理,采用Hoagland营养液水培法,研究不同硝态氮浓度对不同耐氮性甘薯品种根系生长和氮代谢的影响。结果表明,与N1和N3处理相比,N2处理可保持两品种较高的根系长度、根体积、根表面积,较高的叶片和根系硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)活性,较高的地上部鲜重以及根系鲜重。随硝态氮浓度增加,两品种叶片和根系硝态氮含量及SPAD值均显著提高。在相同施氮量条件下,与徐薯32相比,济薯26具有较大的根系总长度和根表面积,较高的叶片NiR活性、根系NR、NiR活性和硝态氮含量,氮素代谢水平高,硝态氮浓度对其调控效应明显。

国内外小麦品种苗期耐氮胁迫能力综合评价

为筛选和培育小麦氮高效品种资源,对36个国内外小麦品种(20个国内品种、16个国外品种)在低氮(0.3mmol/L)和高氮(90mmol/L)水平下的种苗生长情况进行鉴定,利用最大苗高、最大根长、茎叶干重、根干重、根冠比、植株干重、植株含水量、根体积共8个性状指标,采用主成分分析和系统聚类相结合方法对不同基因型小麦苗期的耐低氮胁迫和耐高氮伤害的能力进行综合评价。结果表明,国外品种耐低氮胁迫能力明显优于国内品种,12份耐低氮型小麦全为国外品种;而国内小麦品种在耐高氮伤害能力方面比国外品种稍占优势,11份耐高氮伤害品种类型中国内品种占7份;来自澳大利亚的Silverstar和来自美国的Art、Jackpot、Armour共4份小麦品种既耐低氮胁迫又耐高氮伤害,可作为进一步进行耐氮机制研究和氮高效新品种选育的资源加以利用。

低氮胁迫下不同皮燕麦品种早期的响应研究及耐低氮性综合评价

为探讨在低氮胁迫下皮燕麦早期的形态、生理响应以及筛选出耐低氮皮燕麦品种,本研究以18种不同皮燕麦品种为材料,采用水培法,设置全氮(4 mmol·L^(-1),CK)和1/10 N(0.4 mmol·L^(-1),LN)两个氮浓度水平,在处理21 d后,对低氮胁迫下皮燕麦的7项形态指标和14项生理指标进行测定和分析;通过相关性分析、主成分降维分析提取影响因子,结合隶属函数分析和聚类分析进行综合评价。结果表明:1)低氮胁迫下不同皮燕麦品种早期的株高、地上部生物量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、谷氨酸脱氢酶活性、可溶性糖含量与可溶性蛋白含量均呈下降趋势;谷氨酸合成酶活性、丙二醛含量、活性氧含量均呈上升趋势;根长、地下部生物量、根冠比变化趋势不尽相同;2)21项生理指标中有12对指标呈极显著相关性,根冠比(RSR)与地下部干重(RDW)呈极显著正相关关系,谷氨酰胺合成酶(GS)与可溶性蛋白(SP)呈极显著负相关;3)低氮胁迫下皮燕麦的生物量、氮代谢因子、光合因子、抗氧化因子、渗透调节因子可作为评价耐低氮性的重要指标;4)18份皮燕麦可划分为3大类,青海甜燕麦和青海444这两份品种耐低氮能力较强,为耐低氮型品种,甜燕2号和青燕2号这两份皮燕麦品种的耐低氮能力较弱,为氮敏感型品种,其余材料耐低氮性居中。

作物耐低氮机制的研究进展

氮(N)是作物的主要营养来源,低氮会限制作物的生长和产量,而过多的氮肥施用虽然在一定程度上能够提高作物产量,但也会造成氮肥利用效率低及资源浪费。开发具有较高的低氮(LN)耐受性或氮利用效率(NUE)的作物品种,对于农业可持续发展至关重要。本文主要从作物对氮的吸收、低氮对作物生长和作物产量的影响、作物对低氮环境的适应机制、耐低氮基因型筛选、氮高效基因的研究进展5个方面综述作物对低氮的应答机理。耐低氮基因型作物主要通过改变根部性状(如更多侧根、增大根表面积等),调控相关的代谢酶(如硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶)及褪黑素等表型和生理活动调节,以改变其代谢所需能量,从而适应低氮胁迫。此外,QTL定位、转录组学、全基因组关联分析等挖掘出一系列与氮高效利用相关的基因(如OsNIGT1、GLN1.3、NRT1.1、ZmNAC36、BnaA04g07450等),为进一步作物耐低氮分子育种提供理论参考。

不同基因型玉米对低氮胁迫的反应与耐低氮品种性状选择

为筛选出耐低氮的玉米品种和提供鉴定筛选耐低氮玉米品种的技术。以36个杂交组合为试验材料,在用氮量比正常施氮量减少70%条件下,测定基因型农艺性状表型值,基于表型值计算出耐低氮综合系数,进而评价基因型耐低氮能力。结果表明,在低氮胁迫下,多数农艺性状的表现不同基因型间存在显著或极显著差异;36个基因型间耐低氮综合系数差异很大,最大值为1.0319,最小值为-0.1139,平均值为0.4506,系数极显著和显著大于平均值的基因型分别有6个和4个,与平均值差异不显著的基因型有16个,显著和极显著小于平均值的基因型分别有2个和8个。系数极显著和显著大于系数平均值的基因型可评为耐低氮能力强和较强的品种;低氮胁迫时,生长旺盛、植株较高、穗位叶宽大可作为选择耐低氮品种的重要性状。

谷子苗期耐低氮相关性状的QTL分析

【目的】分析谷子(Setaria italica L.)耐低氮性状相关的QTL,为耐低氮基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,同时,也为揭示谷子耐低氮遗传机理和培育耐低氮谷子品种提供技术支撑。【方法】以耐低氮品种豫谷28和低氮敏感品种七叶黄为亲本构建的包含120个家系的重组自交系(RIL)群体为试验材料,在谷子苗期进行低氮和正常氮处理,并对处理21 d的水培幼苗的苗长、主根长、根干质量、苗干质量、总干质量、叶绿素相对含量、植株含氮量7个性状进行分析。同时,采用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对耐低氮相关性状进行QTL定位与分析,并对QTL置信区间内的候选基因进行预测。【结果】在低氮和正常氮水平下,RIL群体的耐低氮相关性状均表现为连续正态分布,且呈双向超亲分离现象,符合典型的数量性状遗传特点,适于QTL分析。相关分析表明,苗长与主根长、根干质量、苗干质量、总干质量、叶绿素相对含量呈极显著正相关,主根长与植株含氮量呈显著负相关。共定位到低氮和正常氮水平下与苗长、主根长、根干质量、苗干质量、总干质量、叶绿素相对含量及植株含氮量相关的34个QTL,分布于第1—9染色体,单个QTL表型贡献率为5.15%—52.42%。其中,2种氮水平下共同定位到10个QTL,低氮和正常氮单一环境下分别定位到11和13个QTL。15个为主效QTL,qRDW3、qMRL1.1、qMRL1.2、qSL5和qSPAD15个主效QTL在2种氮水平下均被定位到。共检测到5个QTL重叠区,聚集了2种氮水平下多个性状的QTL,通过基因预测与功能注释,筛选出5个QTL置信区间内6个与氮代谢相关的候选基因,表明氮同化、吸收和利用相关基因极有可能控制了这些基因的表达。【结论】34个QTL分别聚集于9条染色体上的16个QTL簇,基于基因注释,共筛选了6个与谷子氮代谢相关的候选基因,表明不同性状参与到了共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择进行耐低氮有利等位基因的聚合育种。

甜瓜耐低氮且氮高效种质资源评价与筛选

为了挖掘和筛选甜瓜耐低氮且氮高效种质资源,提高氮效率,本研究以59个厚皮甜瓜品种(系)为材料,采用穴盘基质栽培试验,设置适氮(4.88 mmol/L)和低氮(0.01 mmol/L)2个处理,通过分析苗期性状差异确定筛选指标,初步筛选出耐低氮且氮高效品系,然后用基于产量的田间筛选结果进行验证,最终筛选出耐低氮、氮效率高、产量高的种质。结果表明,不同甜瓜品种(系)的18个性状在2个氮水平间均存在显著性差异。通过主成分分析,初步确定SPAD值、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、株高、茎粗、根体积、根干重、地上部干重、总干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮积累量这13个性状为甜瓜品种(系)耐低氮能力筛选指标。利用这13个性状,基于欧氏距离对供试甜瓜品种(系)进行分类,筛选出苗期耐低氮且氮效率高的品种6个,结合田间产量筛选结果,最终确定T396、T518、T519、T540为耐低氮且氮高效品种(系)。可见,苗期进行甜瓜耐低氮且氮高效种质资源筛选可行。本研究结果可为甜瓜耐低氮和氮高效育种及相关机理研究提供方法和种质资源。

大豆耐低氮资源的苗期鉴定与筛选

本研究拟利用丰富的大豆种质资源,探索大豆苗期耐低氮种质资源的鉴定方法和指标,筛选出强耐低氮的种质资源。以260份大豆资源材料为试材,正常氮水平和低氮水平两种处理下进行苗期盆栽试验,在大豆第4片复叶展开期测定SPAD、株高、地上部鲜重等9个指标。通过对低氮胁迫下大豆品种的表型差异进行分析,利用耐低氮系数进行相关性分析、主成分分析、聚类分析以及回归分析,鉴定和筛选具有耐低氮特性的大豆品种。结果表明,不同氮水平下,大豆苗期各指标均存在显著性差异,但指标间和品种间的差异情况有所不同。主成分分析将上述9个单项指标转化为3个综合指标,经隶属函数值和品种耐低氮综合评价值,结合聚类分析将供试260份大豆品种资源分为强耐低氮、耐低氮、中间型、不耐低氮和极不耐低氮5种类型,其中强耐低氮资源17份、极不耐低氮资源7份,同时通过逐步回归分析得出总干重、地下部干重、地上部鲜重、第2片复叶SPAD(SPAD2)以及第1片复叶SPAD(SPAD1)的耐低氮系数可作为鉴定大豆苗期耐低氮能力的主要指标。

耐低氮大豆资源的苗期筛选与评价

为探究大豆苗期耐低氮资源鉴定的指标与方法,筛选耐低氮大豆种质,本试验以234份国内外大豆品种资源为试验材料,设置低氮和正常氮2个氮水平,在处理24 d时测定茎粗、株高、叶柄长、叶绿素相对含量等12个指标。结果表明:大豆苗期各指标均值在2个氮水平下存在显著差异,耐低氮系数的平均值范围为0.48~1.38;通过主成分分析将12个指标转化为5个主要成分,累计贡献率达85.37%,并构建耐低氮大豆种质资源评价方程:D=0.48D_(1)+0.21D_(2)+0.13D_(3)+0.11D_(4)+0.08D_(5);基于耐低氮综合评价值(D)进行聚类分析将234份大豆品种分为5类,分别为高耐低氮型、耐低氮型、中耐氮型、敏感型和高敏型,筛选出高耐低氮资源,包括茬前田豆、宝丰11和射阳半夏子等8份,高敏型种质,包括ラニホクジロメ、黔豆1号和WDD01135等11份。依据逐步回归分析得出株高、总干重、叶柄长、茎粗和地下干重5个性状的耐低氮系数可作为鉴定资源耐低氮性的主要指标。本研究构建的大豆耐低氮种质资源评价体系,将为耐低氮大豆品种的鉴定与筛选奠定基础。

玉米ZmCCT10耐低氮功能研究

【目的】土壤氮素缺乏影响玉米的产量和品质,是中国玉米生产面临的重大问题。ZmCCT10编码转录因子,具有一因多效性,ZmCCT10是调控玉米生长发育和响应非生物胁迫重要的调节因子。解析玉米耐低氮的分子机制、聚合抗性基因,为培育耐低氮和氮高效玉米品种奠定基础。【方法】通过比较ZmCCT10近等基因系在低氮胁迫和完全营养水培条件下与耐低氮胁迫相关的性状,分析低氮胁迫后ZmCCT10的表达模式,选择ZmCCT10在近等基因系表达量差异最大的部位与时间点,进行转录组测序。发掘玉米ZmCCT10响应耐低氮反应的特征,探究其参与耐低氮反应的分子机制。【结果】在低氮胁迫条件下,ZmCCT10近等基因系Y331-ΔTE和Y331的根长性状、生物量、氮素生理指标显著差异。其中,ZmCCT10不带有转座子插入的单倍型Y331-ΔTE的总根长、主胚根长、侧根长均显著长于Y331;根干重、地上部干重、氮积累量、硝酸还原酶活性也显著高于Y331。在低氮胁迫后,ZmCCT10在根部和叶片的表达量均显著高于对照处理,且近等基因系间的表达量也具有显著差异,根部和叶片的表达模式也不同。胁迫处理3 h后,ZmCCT10在根部的表达量达到峰值,而在叶片的表达量随胁迫处理时间的增加而持续升高,在胁迫处理后6 h达到峰值。选取0.04 mmol·L^(-1)低氮胁迫处理3 h的根部样品进行转录组测序,生物学重复间的相关系数达0.9以上。GO富集分析表明,低氮胁迫后,参与胺化物合成过程和细胞氮化物代谢过程的基因在近等基因系间的表达量差异显著。结合差异基因的表达量和表达模式,筛选ZmCCT10调控参与玉米耐低氮反应的候选基因。经qRT-PCR验证,转录组测序获得的与耐低氮相关的ZmMPK5、ZmNS2等基因在近等基因系胁迫前后的表达量差异显著。【结论】ZmCCT10是一个以转录调控的方式参与玉米耐低氮反应的候选基因。

基于隶属函数法对甘蓝型油菜种质苗期耐低氮胁迫能力的综合评价

油菜作为我国重要的油料作物,其生长发育过程中对氮素营养需求量较大,但氮肥利用率却较低,在很大程度上制约了油菜的正常生长。探究苗期甘蓝型油菜耐低氮胁迫能力的评价方法,筛选耐低氮胁迫能力强的种质,可以减少氮肥施用量,保护生态环境。以49份甘蓝型油菜种质材料通过水培试验,考察低氮水平(0.3 mmol/L)和正常氮水平(6.0 mmol/L)的地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长、根平均直径、侧根数等性状,以各性状的耐低氮系数为衡量油菜耐低氮胁迫能力的指标,利用隶属函数法对不同基因型油菜进行耐低氮胁迫能力的综合评价,筛选出低氮胁迫耐受型材料8个,低氮胁迫敏感型材料14个,低氮胁迫中间型材料27个。D值与地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长和侧根数呈显著正相关,可作为油菜苗期耐低氮胁迫能力鉴定的辅助指标,对探究油菜耐低氮胁迫遗传机制,选育耐低氮胁迫油菜新种质具有重要意义。

燕麦苗期性状对低氮胁迫的响应及耐低氮种质筛选

为明确低氮胁迫对燕麦(Avena sativa)苗期生长的影响,选育耐低氮能力强的燕麦种质,本研究采用苗期水培法,分析了19份燕麦种质资源在常规氮(2 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3))和低氮(0.2 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3))处理下的生物量及耐低氮系数,初步筛选出5份耐低氮种质和5份低氮敏感种质。进一步复筛测定10份燕麦种质资源的叶绿素含量、生物量和根系形态构型等11项指标。结果表明:低氮胁迫下,植株茎叶干重、株高、叶片SPAD值显著降低(P<0.05),根干重、根冠比、根体积、根表面积和根尖数显著增加。结合方差分析、主成分分析和相关性分析得出,株高、茎叶干重、根干重、根表面积和根尖数可作为评价燕麦低氮耐受性的指标。根据耐低氮综合评价值(D),筛选出2个耐低氮种质ZY004067和ZY004068,3个氮敏感种质ZY004085、ZY004101和ZY004093。

不同烤烟品种(基因型)氮效率及耐低氮能力的差异

以豫烟5号、豫烟6号、豫烟7号、中烟100烤烟品种为材料,研究了不同烤烟品种(基因型)氮效率及耐低氮能力的差异。结果表明:不同烤烟品种间氮效率及耐低氮能力差异显著,且低氮水平下表现出的差异最大。豫烟5号品种单株叶质量、氮素反应指数、干物质积累量、氮素积累量、氮效率均最高,中烟100品种均最低,说明豫烟5号品种具有较强的氮素吸收与积累能力,是氮高效品种,耐低氮能力强,属耐低氮的种质;中烟100为氮低效品种,耐低氮能力弱,属于不耐低氮的种质。

耐高氮优良大豆根瘤菌株的筛选与鉴定

采用高氮平板与蛭石盆栽相结合的方法,以黑龙江省农业科学院1979年设立的黑土长期定位试验7种不同施肥处理中分离到的254株大豆根瘤菌为材料,筛选耐高氮的优良大豆根瘤菌。高氮平板结果显示:随着尿素浓度的增加,可生长的菌株数量逐渐减少,其中严重抑制菌株生长的尿素浓度为5 g·L-1,该浓度条件下只有11株菌能够生长,均来自连续施用氮肥的处理。进一步采用模拟高氮环境蛭石盆栽的方法,将能在5 g·L-1尿素条件下生长的11株菌进行复筛,以植株干重、植株全氮量、根瘤干重和数量作为评价指标,获得1株在高氮条件下具有结瘤固氮能力的菌株5841。经16S r DNA序列系统发育分析,初步确定该菌株属于日本慢生大豆根瘤菌(Brandyrhizobium japonicum)。

小麦苗期耐低氮胁迫的基因型差异

为了确定适宜的小麦耐低氮基因型筛选指标,采用温室水培方法系统评价了不同年代的32个小麦品种苗期耐低氮胁迫的基因型差异。结果表明,低氮条件下小麦形态和生理指标有显著的基因型差异。主成分分析表明,植株干重、植株氮积累量、地上干重、植株氮含量、根冠比、根长的耐性指数在四个主成分中占较大比重;相关性分析表明,植株氮积累量与植株干重、植株氮含量耐性指数相关达到极显著水平,地上干重与根冠比和根长的耐性指数相关达到显著水平;不同小麦基因型的植株氮积累量与地上干重耐性指数存在较大变异(CV>15%)。因此,植株氮积累量以及地上干重的耐性指数适合作为筛选指标。这32个小麦品种可分为低氮敏感型、中间型和耐低氮型。

耐低氮小麦基因型筛选指标的研究

以12个小麦基因型为研究对象,采用溶液培养与田间试验的方法,设低氮胁迫和正常供氮2个水平,对耐低氮小麦基因型的筛选指标进行了探讨,为氮高效基因型小麦育种提供理论依据。结果表明,小麦植株干重在低氮胁迫和正常供氮条件下都有较大的基因型变异(变异系数CV分别为29.03%和18.21%);在所有调查性状的相对值中,相对植株干重(低氮胁迫/正常供氮)基因型变异较大(CV为22.76%)。相关性分析表明,相对植株干重与相对株高、相对植株吸氮量和相对氮利用效率间呈极显著正相关(P<0.01),且溶液培养试验中相对植株干重和田间试验中相对子粒产量(不施氮/施氮)间呈极显著正相关(r=0.77**,n=12)。因此,以小麦苗期相对植株干重作为筛选指标,然后进行田间验证,是筛选耐低氮小麦基因型行之有效的途径。