芥菜籽粕和威百亩熏蒸对土壤微生物群落影响的异同性

土壤消毒是一种防治土传病害的有效措施。化学熏蒸和生物熏蒸是目前常用的土壤消毒技术。然而,关于化学熏蒸和生物熏蒸对土壤微生物群落影响异同性的研究仍鲜有报道。研究以未熏蒸土壤为对照,向土壤中添加0.1%、0.2%和0.5%(质量分数)芥菜籽粕和0.1%(质量分数)威百亩,探究芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸下土壤微生物群落的变化及二者之间的差异。结果表明:芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸对土壤微生物群落的影响具有相似性也有差异性。芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸会显著改变土壤细菌及真菌群落结构(P<0.01),熏蒸材料的种类和用量而不是熏蒸时间对土壤细菌和真菌群落结构产生了显著影响(P<0.01)。在杀灭有害微生物方面,0.5%芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸能够降低土壤中镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度。在富集有益微生物方面,芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸能够富集土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)和马杜拉放线菌属(Actinomadura),其中0.5%芥菜籽粕熏蒸能够富集藤黄色单胞菌属(Luteimonas)和野野村氏菌属(Nonomuraea),威百亩熏蒸能够富集小单胞菌属(Micromonospora)和青霉菌属(Peniclillium)。在微生物功能方面,0.5%芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸增强了土壤细菌化能异养和需氧化能异养功能,减弱了土壤真菌病害相关功能,0.5%芥菜籽粕熏蒸还增强了土壤细菌硝酸盐还原和碳氢化合物降解功能。综上,芥菜籽粕熏蒸和威百亩熏蒸能够通过富集芽孢杆菌属和马杜拉放线菌属等有益微生物和消减镰刀菌属有害微生物来调控土壤微生物群落,使土壤具有预防土传真菌病害和促进作物生长的潜力。

芥菜型油菜每角籽粒数QTL的上位性互作和环境互作分析

【目的】为揭示芥菜型油菜及芸薹属作物每角籽粒数形成的分子机理,提高和改良芥菜型油菜产量和育种工作奠定基础。【方法】研究以包含221个芥菜型油菜株系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为材料,在5个环境条件下对每角籽粒数性状进行加性QTL、加性×加性上位互作及环境互作分析。【结果】(1)共检测到7个与每角籽粒数相关的加性QTL,主要分布在芥菜型油菜A02、A03、A05、A08、B02和B03等染色体上,其加性效应分布在(-11.6424)~4.5246之间,其中qSS2-71的加性效应和遗传率均最大,分别达到-11.6424和14.44%,其余6个加性QTL的加性效应和遗传率均较小;(2)检测到7对影响每角籽粒数的加性×加性QTL上位互作效应及其与环境的互作效应,上位性QTL互作效应值分布在(-4.9308)~4.1936之间,7对上位性QTL与不同环境互作的遗传力均接近0;(3)每角籽粒数性状的广义遗传率为80.98%,狭义遗传率为30.98%。【结论】综合分析,芥菜型油菜每角籽粒数受一定环境影响,但控制该性状的加性效应受环境影响较小,且其加性×加性上位性QTL互作效应不明显。

黄芥籽粕黄酮提取及其抗氧化活性

以黄酮得率为考察指标,通过单因素实验结合响应面分析的方法,优化了黄芥籽粕中黄酮超声辅助提取工艺,并采用清除DPPH·和·OH法测定其抗氧化活性。结果显示:黄芥籽粕黄酮超声辅助提取最佳工艺条件为:乙醇体积分数71%,料液比(g/mL)1∶16,超声功率280 W、提取温度30℃,提取时间41 min。在此工艺条件下,黄芥籽粕黄酮得率为10.042 mg/g,与理论预测值10.134 mg/g的相对误差为0.91%。黄芥籽粕黄酮与BHT清除DPPH·的IC50分别为3.80、6.21μg/mL;清除·OH的IC50分别为2.18、5.87μg/mL。表明响应面法优化的黄芥籽粕黄酮超声辅助提取工艺稳定可行,黄芥籽粕黄酮具有强的抗氧化活性。

黄芥籽多糖超声辅助提取工艺及其抗氧化活性研究

以多糖提取率为指标,在单因素试验的基础上,利用响应面试验优化黄芥籽多糖的超声辅助提取工艺,并采用DPPH·和·OH清除法评价其抗氧化活性。结果表明,黄芥籽多糖超声辅助提取最佳工艺条件为:提取温度51℃,提取时间25 min,超声功率280 W,料液比1∶40。在最佳工艺条件下,黄芥籽多糖提取率为14.18%。黄芥籽多糖与BHT对DPPH·的半清除率(IC^(50))分别为0.177 mg/mL和0.107 mg/mL,对·OH的IC^(50)分别为0.24 mg/mL和0.22 mg/mL,表明黄芥籽多糖具有较强的抗氧化活性。

陕北黄芥黄色种皮的遗传研究

采用黄芥(Brassica juncea L.)与两个不同来源的褐籽类型芥菜型油菜杂交,研究黄芥黄色种皮的遗传。结果表明:黄芥的粒色主要受母体基因型控制,褐色对黄色为显性;F2和BC1世代株间乃至株内颜色不尽一致,但黄色单株和褐色单株能够明显区分,褐色和黄色的比例分别符合3∶1和1∶1的分离比例,证明黄芥的粒色主要受一对主效基因控制,同时受修饰基因和环境的影响。黄籽和褐籽杂交F2粒色与几个品质性状的相关分析,结果证明除含油量与粒色密切相关外,其脂肪酸组分的平均值与种皮颜色也有一定的相关性。

甘蓝型黄籽油菜饼粕浓缩蛋白的制备

以甘蓝型黄籽油菜冷榨浸出粕为材料,测定了蛋白质、粗纤维、木质素、可溶性糖和多酚含量,并对黄籽油菜制备浓缩蛋白条件进行了初步探索。结果表明,未脱壳的黄籽油菜饼粕具有蛋白质含量高、抗营养物质含量低的特点,采用乙醇脱糖即可制备浓缩蛋白。黄籽浸提粕的蛋白质含量达50.31%,可溶性糖含量为5.90%,粗纤维和木质素分别为4.40%和1.05%;黑籽粕蛋白质含量为38.38%,可溶性糖含量为5.43%,粗纤维和木质素分别为10%和6.10%。采用多因素正交试验对乙醇浸提工艺条件进行优化,方差分析表明乙醇浓度和浸提温度对蛋白质含量的影响分别达显著和极显著水平。在乙醇浓度95%、浸提温度70℃、料液比1∶7、浸提5次、每次20 m in的条件下,获得的甘蓝型黄籽浓缩蛋白产品蛋白含量达60.07%,赖氨酸等必需氨基酸含量显著提高,氨基酸总量达49.51%,各氨基酸比例均匀,硫甙脱除率达74%,并且浓缩蛋白的溶解度、氮溶解性、吸水性、吸油性、乳化性、起泡性与泡沫稳定性等功能特性良好。

芥菜型油菜黄籽基因分子标记的开发

该研究在前期对‘吴旗黄芥’黄籽性状遗传图谱研究的基础上,利用白菜及拟南芥基因组信息,在芸薹属白菜A基因组BAC克隆KBrH105I15上设计了5对SCAR引物,在拟南芥第3染色体黄籽基因的同源区域At3g14120与At3g29615附近设计了6对IP引物,11对引物分别扩增F2群体(‘吴旗黄芥’ב武功褐芥’)的1 212个单株,开发与‘吴旗黄芥’黄籽基因更近的分子标记。结果表明:来自于白菜A基因组BAC克隆KBrH105I15上的Y12(Y12为共显性标记),以及来自于拟南芥第3染色体同源区域At3g24180的IP-6表现与‘吴旗黄芥’黄籽基因紧密连锁,其遗传距离分别为0.2和0.1cM,较之前最近的标记距离分别缩短0.3和0.2cM。这2个标记的开发对开展‘吴旗黄芥’黄籽基因的克隆奠定了基础。

海带提取液对包心芥菜种子萌发与幼苗生长的影响

采用特殊生物技术制作的海带提取液,对经济蔬菜包心芥菜进行浸种和叶面喷施试验。结果表明:海带提取液能显著提高种子的萌发率;促进包心芥菜根系的生长发育,增加根系体积;促进地上部分的生长。叶片中叶绿素含量随幼苗的发育呈增加趋势;在同一发育时期叶绿素a/b比值差异呈递减趋势,Chla、Chlb含量显著提高;海带提取液对类胡萝卜素的含量具有显著的提高作用。

种子表型平台的改进及其在芥菜种子活力研究中的应用

为了研究芥菜萌发期的耐盐性,本研究通过增加喷雾装置等方面的改进,构建了新一代的高通量、低成本种子表型平台SeedGerm V 2.0,可实现无人值守运行。基于该种子表型平台,分析了地方特色芥菜品种水东甜芥菜在不同浓度NaCl胁迫下的种子萌发动力学特征。结果表明,种子平台能够自动采集芥菜种子萌发数据并进行分析,可以用于盐胁迫研究。较低NaCl溶液对芥菜种子萌发率有一定促进作用,但随着盐浓度的升高,芥菜种子的萌发率迅速下降,浓度达到0.300 mol/L时发芽基本停止,表明其具有较强的耐盐性。估算了芥菜种子萌发的积盐模型(Halothermal time,HaloTT)参数,其中积盐常数θ_(halo)为2.26 mol/(L·h),中位值NaCl_(b(50))为0.22 mol/L,标准方差δ_(NaCl b)为0.067 mol/L。利用上述参数得到水东甜芥菜种子萌发预测方程:Probit(g)=(NaCl+2.26/t g-0.22)/0.067,可以准确预测不同盐浓度下芥菜种子的发芽时间和发芽率,对于芥菜的育种和生产具有重要参考价值。

利用重组自交系(RIL)群体对芥菜型油菜黄籽性状的QTL定位

本研究发现以芥菜型褐籽油菜与芥菜型黄籽油菜进行杂交获得的F2后代中黄籽和褐籽后代的籽粒颜色并不是完全一致,黄籽有明亮的淡黄到暗黄的渐变,而褐籽有浅褐到深褐的渐变。因此,为了探究芥菜型油菜种皮颜色的机理,本研究以芥菜型褐籽油菜X398为母本,芥菜型黄籽油菜X402为父本进行杂交构建了重组自交系群体,再对重组自交系群体进行简化基因组测序,构建了芥菜型油菜高密度遗传连锁图谱,结合重组自交系群体的粒色性状表型和基因型进行QTL定位。结果获得4个控制芥菜型油菜黄籽性状的主效QTL,其中A09连锁群上获得1个主效QTL,其贡献率为14.2%,置信区间为47.6~49.6;B08连锁群上获得3个主效QTL,其贡献率分别为19.2%、12.9%和20.5%,置信区间分别为54.8~57.2、61.0~63.4和72.2~73.9。这为芥菜型油菜粒色性状基因的精细定位和分子标记辅助育种提供理论支撑。