外源茉莉酸甲酯对温室牡丹‘洛阳红’挥发性成分及含量的影响

【目的】探讨外源茉莉酸甲酯对温室牡丹‘洛阳红’挥发性成分及含量的影响,获得改善温室牡丹花朵香气成分的方法,为提高牡丹的经济效益提供参考。【方法】采用整株喷施法,以5种不同浓度(50、100、200、300、400μmol·L^(-1))的茉莉酸甲酯溶液喷施温室牡丹‘洛阳红’植株,利用动态顶空套袋吸附法结合气相色谱—质谱联用技术检测其不同开花时期的挥发性成分及含量。【结果】1)不同开花时期的温室牡丹‘洛阳红’共检测出25种挥发性化合物,其中未喷施和喷施茉莉酸甲酯溶液的植株分别检测到23种和24种化合物。可将这些挥发性化合物分为醇类、酯类、醛类、萜烯类、苯环类和烃类6大类,其中烃类和苯环类化合物的总释放量相对较高;喷施不同浓度的茉莉酸甲酯溶液后,六类化合物含量在不同开花时期呈现不同变化趋势。2)对香气化合物的分析发现,对二甲氧基苯、2,4-二叔丁基苯酚、茉莉酸甲酯这3种化合物在大多数样品中含量较高,可视为温室牡丹‘洛阳红’的主要香气成分。3)喷施茉莉酸甲酯溶液后,对二甲氧基苯含量下降,2,4-二叔丁基苯酚和茉莉酸甲酯含量升高,浓度以100μmol·L^(-1)为最佳。【结论】喷施浓度为100μmol·L^(-1)的茉莉酸甲酯溶液能较好地改变温室牡丹‘洛阳红’香气成分及含量,从而改善‘洛阳红’置于室内时因香气过于浓郁而令人感到不适的问题。

丛枝菌根真菌对褐土玉米氮素吸收和土壤N_(2)O排放的影响

探究不同氮肥水平下丛枝菌根(AM)真菌对褐土玉米土壤N_(2)O排放和氮转化功能基因的影响,为阐明AM真菌在褐土N_(2)O排放中的作用和效应提供理论依据。设置氮肥用量(NⅠ:105 mg/kg;NⅡ:210 mg/kg)、AM真菌(M0:不接种AM真菌;M1:接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices);M2:接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae);M3:接种Rhizophagus intraradices+Funneliformis mosseae等比例混合)双因素盆栽试验。测定植株地上部全氮含量、土壤铵态氮、硝态氮含量和N_(2)O排放量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)法分析土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)和反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)的丰度。结果表明,两种施氮水平下,接种AM真菌均可显著降低土壤N_(2)O排放通量和累积排放量,不同AM真菌处理下N_(2)O累积排放量表现为:M0>M2>M1>M3。相同AM真菌处理的土壤N_(2)O排放通量和累积排放量在NⅡ施氮水平高于NⅠ施氮水平;相同AM真菌处理的玉米菌根侵染率在NⅡ施氮水平低于NⅠ施氮水平。与M0相比,NⅠ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低24.5%、20.8%和45.3%,硝态氮含量分别降低19.7%、14.9%和30.2%,植株地上部全氮含量分别增加16.3%、35.2%和59.6%;与M0相比,NⅡ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低20.9%、24.8%和40.0%,硝态氮含量分别降低36.3%、25.6%和45.2%,植株地上部全氮含量分别增加33.2%、43.9%和95.4%。两种施氮水平下,AM真菌可显著降低土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)丰度,增加反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)丰度。AM真菌与N_(2)O排放通量呈极显著负相关。本盆栽试验条件下,接种AM真菌均可增强两种氮肥用量玉米植株氮素吸收能力,调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少土壤N_(2)O气体的排放,且两种AM真菌混合处理的N_(2)O减排效应强于单一AM真菌接种。

菌根共生体及其在生态系统中的功能概述

菌根是土壤中的菌根菌与植物根系形成的互惠共生体,在地球化学循环,特别是碳循环方面扮演着重要角色。本文综述了菌根的类型及其对植物群落多样性、生态系统生物地球化学循环的影响,尤其介绍了其对碳固定和碳排放的意义,以期为中学生物学教学中关于菌根在生态系统中的功能及其对碳中和的作用提供参考资料。

基于森林清查资料的河南省森林植被碳储量动态变化

利用1994—1998年、1999—2003年、2004—2008年、2009—2013年河南省4期森林资源清查数据,运用生物量转换因子连续函数法和平均生物量法,估算了1998—2013年河南省森林植被的碳储量和碳密度变化。研究结果表明,河南省森林植被碳储量由1998年的45.57 Tg增加到2013年的107.98 Tg,年均碳汇量为4.16 Tg/a。乔木林碳储量和碳密度分别由1998年的33.54 Tg和22.39 Mg/hm^2增加到2013年的97.11 Tg和31.80 Mg/hm^2。乔木林碳储量在所有植被类型中占主体,4个森林清查时期乔木林碳储量占森林植被总碳储量的比例分别为73.60%、79.22%、85.63%和89.93%。2013年森林清查时,乔木林中杨树和栎类碳储量最大,分别占总碳储量的37.61%和25.22%,各龄组乔木林碳密度大小顺序依次为成熟林>近熟林>中龄林>过熟林>幼龄林。阔叶林面积、碳储量、碳密度均高于针叶林,阔叶林是河南省森林碳汇的主要贡献者。人工林面积、碳储量、碳密度增加幅度都要高于天然林,人工林碳储量由1998年的9.62 Tg增加到2013年的55.67 Tg,占乔木林碳储量总增量的77.15%,人工林碳密度由1998年的17.86 Mg/hm^2提高到2013年的32.01 Mg/hm^2,人工林在河南省森林碳汇中逐步发挥重要的作用,逐渐成为河南省森林碳汇的主体,随着人工林生长为具有较高碳密度的成熟林,河南省乔木林将具有较大的碳汇潜力。

施磷量对不同耐低磷型水稻品质及淀粉合成酶活性的影响

适宜磷肥用量对水稻品质具有一定影响。为明确施磷量对不同耐低磷型水稻品质及其强、弱势粒淀粉合成相关酶活性的影响,以‘连粳7号’(弱耐低磷)和‘甬优2640’(强耐低磷)为供试水稻品种进行盆栽试验,设置4个磷肥施用量(按P_(2)O_(5)计):0 kg·hm^(-2)(P0)、60 kg·hm^(-2)(P60)、120 kg·hm^(-2)(P120)、180 kg·hm^(-2)(P180),分析不同施磷量下稻米品质与淀粉合成酶活性之间的关系,为高品质稻米栽培提供参考。结果表明:1)与P0相比,增施磷肥改善了稻米品质。随着施磷量增加,糙米率、精米率、整精米率呈先增加后降低趋势,垩白粒率、垩白面积、垩白度、碱消值、直链淀粉含量先降低后增加。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时稻米品质最优,糙米率、精米率和整精米率分别比P0增加19.6%、25.3%、79.7%(‘连粳7号’)与17.8%、23.5%、38.4%(‘甬优2640’);‘甬优2640’稻米品质优于‘连粳7号’。2)与P0相比,增施磷肥提高了水稻籽粒淀粉合成相关酶活性。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(StSase)、蔗糖合成酶(SuSase)、淀粉分支酶(Q-酶)、三磷酸腺苷酶(ATPase)活性随施磷量增加先增加后降低。总体来看,‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时淀粉合成相关酶活性最高,灌浆中期强势粒AGPase、StSase活性分别比P0增加18.4%、51.1%(‘连粳7号’)与20.0%、51.5%(‘甬优2640’);‘甬优2640’籽粒酶活性高于‘连粳7号’。3)不同耐低磷型品种淀粉合成相关酶活性与蛋白质含量、直链淀粉含量相关性不同。淀粉合成相关酶显著或极显著影响‘连粳7号’蛋白质含量,对直链淀粉含量影响较小;淀粉合成相关酶活性显著或极显著影响‘甬优2640’直链淀粉含量,对蛋白质含量影响较小。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60处理下能够提高强弱势粒中淀粉合成相关酶活性,促进籽粒中淀粉的合成与积累,有利于水稻品质改善。

河南唇形科药用植物种质资源及其区系分析

为了积累河南省唇形科药用植物资源的基础资料,以便为其野生资源的开发利用、保护以及引种驯化提供科学依据,此次研究采用野外踏查、室内查对腊叶标本和校对相关文献资料的方法,对河南省唇形科药用植物种质资源及其区系特点进行了初步的研究和探讨。结果显示,河南全境唇形科药用植物共有31属60余种;区系成分多样,以温带成分占优势;区系之间联系广泛,多种区系成分相汇集、混杂和过渡。这种区系特点是与河南的南北过渡性气候特点相适应的,同时也为河南唇形科药用植物的地区间引种提供了部分理论依据。

洛阳市特色植物地灵的经营发展和科研方向

对洛阳市偃师县(市)特色植物地灵的种植和科研现状进行分析,并为其今后的经营发展和科研方向提出建议。

柠檬酸辅助溶剂热法制备Bi_(2)MoO_(6)及其光催化性能

高效可见光响应光催化材料的开发对光催化技术的发展有着至关重要的作用。采用柠檬酸(CA)辅助溶剂热法制备Bi_(2)MoO_(6),对其进行XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET及PL表征,并研究可见光下降解环丙沙星(CIP)、灭活大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的性能。CA添加量为3 mmol时制备的BM-3展现出最优的光催化活性,在100 min内对CIP的降解率达到89.5%,其反应速率常数为不添加CA制备的BM-0的2.45倍,也能在150 min内将E.coli完全灭活,在200 min内将S.aureus灭活,失活后的细菌细胞由于内容物泄漏而表面凹陷且易聚集。多次循环实验证明BM-3具有良好的稳定性。宽的可见光吸收范围、大的比表面积和高效的光生载流子分离效率有利于CA辅助溶剂热法制备的Bi_(2)MoO_(6)光催化性能增强。

g-C_(3)N_(5)纳米片光催化还原Cr(Ⅵ)和抗菌性能研究

在高温热聚合制备块体石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(5))的基础上,通过液相超声剥离获得g-C_(3)N_(5)纳米片,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光(UV-Vis)、荧光光谱(PL)及BET比表面积对样品进行表征。结果表明:g-C_(3)N_(5)纳米片在可见光下还原Cr(Ⅵ)和灭活大肠杆菌(E.coli)的性能均优于块体g-C_(3)N_(5)。g-C_(3)N_(5)纳米片在30min内对Cr(Ⅵ)的还原率达到86%,反应速率常数为块体g-C_(3)N_(5)的1.46倍。g-C_(3)N_(5)纳米片在180min内将E.coli全部灭活,h^(+)和·O^(-)_(2)为抗菌过程的主要活性基团,其通过氧化作用破坏E.coli细胞结构,导致细胞坍塌凋亡。g-C_(3)N_(5)纳米片光催化活性增强归因于CB位置上移和VB位置下移使其氧化还原能力增强,同时优良的光生载流子分离效率和大的比表面积也助力其光催化性能提高。

赤霉素调控玉米种子活力的研究进展

玉米是我国总产与平均单产最高的主要农作物,对于保障国家粮食安全具有举足轻重的作用。种子活力是衡量种子质量和应用价值的关键指标,高活力种子是确保作物高产、稳产的基础。赤霉素是重要的植物生长调节物质,具有解除种子休眠、促进萌发的作用,外源赤霉素的喷施已被广泛应用于农业生产以提高作物产量。目前赤霉素对玉米种子活力的影响研究多侧重于施加外源GA影响种子活力的相关生理指标上,而赤霉素调控玉米种子活力的作用机理尚需深入研究。本文综述了赤霉素的生物合成、信号转导、作用机制以及对玉米和其他作物种子活力影响的研究进展,旨为深入探究GA对于玉米种子活力的调控机制乃至玉米育种实践中高活力玉米新种质的创制提供参考。

小麦雄性不育突变体4167ms的遗传定位

小麦雄性不育材料作为一种非常宝贵的种质资源,对小麦杂交育种和杂种优势利用研究具有重要价值。本团队前期从小麦高代品系4167中发现一个雄性不育突变体,将其命名为4167ms,对其进行了不育表型鉴定、遗传分析和分子标记定位研究。结果表明,该突变体表现为花药干瘪不外露,1%I2-KI染色发现突变体花粉粒为不能正常着色的无规则形状,败育彻底。经过多年秋播和春播鉴定,其不育性状稳定,不受光温变化的影响。以4167ms为母本和不同小麦品种杂交得到的正交F1育性完全正常,F2分离群体中可育株与不育株的理论分离比例均符合3∶1;反交(科大342//4167ms/4167)F1结实正常,F2育性分离行中可育株与不育株的分离比例符合3∶1,说明4167ms不育表型受单隐性核不育基因控制,暂命名为ms1t。构建4167ms/中国春F2定位群体,采用BSA法和SSR分子标记连锁分析,获得位于小麦染色体4BS上5个与mslt连锁的SSR标记,其顺序为Xwmc617、Xkd661、Xkd696、ms1t、Xkd495、Xkd393,两侧最近标记Xkd696、Xkd495与ms1t基因的遗传距离分别为3.9和1.9 cM。比对分析中国春物理图谱,ms1t与MS1基因位于相同区域,因此推测4167ms的ms1t可能是MS1的一个隐性等位变异。

塔柏刺形叶特征与叶面积估算模型

【目的】刺形叶小且密生,传统的叶面积测定带来诸多不便,本研究旨在构建快速、准确测量塔柏刺形叶叶面积的模型。【方法】以塔柏刺形叶为材料,采用游标卡尺测量1270片塔柏刺形叶的叶长(LL)、叶基宽(LBW)、最大叶宽(LWmax)以及叶厚(LT),使用Photoshop CS5图像处理软件对叶片的图像进行处理并计算叶面积(LA)。应用SPSS统计软件对叶形态学指标和叶面积进行统计分析,探究刺形叶形态学指标与叶面积的关系,并构建塔柏刺形叶叶面积估算模型。【结果】在塔柏刺形叶5个形态学指标中,LA的变异系数最大(CV=0.301),数值分布在7.307~7.556mm^(2)(95%CI),且LA与LL、LW_(max)呈显著正相关(r=0.858,0.794)。塔柏LA的最优多变量线性回归模型为:Y=-3.879+0.718 X_(1)+5.679 X_(2)-1.177 X_(3)(R^(2)=0.914,RMSE=0.667,AIC=2060.969),其中X_(1)、X_(2)、X_(3)分别为LL、LW_(max)、LBW,预测精度为96.21%。LA的最优单变量模型为基于LL的模型:LA=-1.686+1.003X(R^(2)=0.725,RMSE=1.191,AIC=3238.133),预测精度为91.16%。【结论】本研究为准确估算塔柏刺形叶叶面积提供了简洁的方法,也为研究刺形叶性状指标之间的关系提供了数据基础。

干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化分析

利用甲基化敏感扩增多态性技术探究不同干旱处理下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化的水平及其变异模式。结果表明:‘凤丹’4年生植株的基因组DNA甲基化率为93.24%;随着干旱程度的加强,‘凤丹’基因组DNA发生甲基化变化位点的比率呈先上升后下降的趋势;对不同程度干旱处理后的‘凤丹’进行复水,与对照植株相比,复水后的‘凤丹’植株基因组DNA总甲基化率均表现为上升。干旱胁迫下‘凤丹’基因组DNA甲基化出现4种变异模式,表现为15种条带类型。轻度干旱诱导‘凤丹’基因组39.78%的位点发生了甲基化,40.00%的位点发生了去甲基化;重度干旱诱导‘凤丹’基因组46.00%的位点发生了甲基化,38.60%的位点发生了去甲基化,表明干旱胁迫会诱导‘凤丹’基因组DNA甲基化状态发生改变。

茉莉酸对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’光合特性的影响

以3年生油用牡丹‘凤丹’实生苗为试验材料,采用盆栽控水法,研究不同浓度外源茉莉酸(JA)溶液对不同程度干旱胁迫下‘凤丹’叶片光合特性和叶绿素含量的影响。结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,‘凤丹’叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))均大幅下降,光合色素(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量增加。当植株达到中度干旱胁迫时,与对照相比,100μmol∕L JA溶液处理的‘凤丹’叶片P_(n)、G_(s)、T_(r)和C_(i)分别提高了114.1%、367.7%、268.1%和16.93%;当植株达到重度干旱时,与对照相比,100μmol∕L JA溶液处理的‘凤丹’叶片P_(n)、G_(s)、T_(r)和C_(i)分别提高了93.7%、128.3%、144.4%和32.1%,叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加了20.4%和9.5%。可见,干旱胁迫对‘凤丹’实生苗的生长具有抑制作用,外源喷施100μmol∕L JA溶液可增强其对干旱胁迫的防御能力。

小麦灌浆期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠对植株及籽粒硒含量的影响

采用大田小区试验法,以清水为对照,设置18.90、37.80 g/hm^(2)和56.70 g/hm^(2)亚硒酸钠浓度处理,选择在小麦灌浆第2天和第9天进行叶面喷施,研究灌浆后不同喷施时间点、不同硒水平对植株及籽粒硒含量的影响。结果表明,小麦灌浆第9天喷施不同浓度的亚硒酸钠,喷后7天旗叶、叶鞘、穗轴、节和节间硒含量显著低于灌浆第2天喷施处理7天对应部位的硒含量,而高于灌浆第2天喷后14天的植株硒含量,成熟期均呈现灌浆第9天喷施植株硒含量显著高于灌浆第2天喷施植株对应部位硒含量。然而,无论在喷硒后7天还是成熟期,灌浆第9天喷施的籽粒硒含量均显著高于灌浆第2天喷施处理。因此,小麦灌浆第9天喷施亚硒酸钠更有利于提高籽粒硒含量。

叶面连续喷施亚硒酸盐对花生植株及籽粒硒含量的影响

本试验以清水为对照,设置硒浓度为25.5、51.0 g/hm^(2)和76.5 g/hm^(2)的亚硒酸钠处理,在花生开花下针期叶面喷施一次,隔7天喷施第二次,研究不同硒浓度和喷施次数对花生植株及籽粒硒含量的影响。结果表明,第一次叶面喷施后7、14天和30天,花生植株不同部位硒含量随着生育期延长而下降,距离茎尖越近,茎叶硒含量降幅越大。第二次叶面喷施后7天,叶片、茎、壳、籽粒和根部的硒含量明显高于第一次叶面喷施后7天和14天的硒含量。因此,叶面连续喷施硒能维持茎叶较高硒含量,促进更多的硒向花生籽粒转运而提高籽粒硒含量。本研究可为富硒花生高效生产提供参考。

陆地棉磷高效基因GhMYB4的克隆与表达分析

【目的】基于陆地棉根部低磷胁迫基因谱芯片差异表达序列数据分析,挖掘相关基因,分析其克隆与表达,为研究棉花GhMYB4基因的生物学功能以及培育棉花磷高效利用新种质提供科学参考。【方法】克隆GhMYB4基因并进行基因组DNA与cDNA测序分析,运用生物信息学方法分析GhMYB4的基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花四个组织的基因表达量的变化。【结果】GhMYB4基因,开放阅读框序列长度774 bp,共编码257个氨基酸,属于MYB家族。半定量RT-PCR和qRT-PCR试验结果均表示,GhMYB4基因主要表达于根,中量表达于茎和叶,微量表达于花。【结论】获得GhMYB4基因及表达特性,该基因在棉花根中的表达量是最大的,在花中表达相对较小,中量表达于茎和叶。

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60cm2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。

基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的SPAD估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(principal component regression,PCR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)以及传统回归模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:SPAD值与一阶微分光谱在763nm处具有最大相关系数(R=0.901);以763 nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片SPAD估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测SPAD值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.887和0.896,RMSE为2.782,RE为4.59%,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高,研究表明BP神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片SPAD值的一种实时高效的方法。