暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10对马铃薯干腐病的抑菌作用及机理

为了得到对马铃薯干腐病具有良好抑菌效果的生防细菌,本研究从4株芽胞杆菌中筛选出暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10,并通过马铃薯活体试验探究菌株JZ1-4-10防治马铃薯干腐病及其相关防御酶活性的影响。结果表明,4株芽胞杆菌中菌株JZ1-4-10的抑菌活性最高,对茄病镰刀菌的抑菌率达59.15%,发酵液的抑菌率达61.25%;此外,菌株JZ1-4-10处理有效提高了马铃薯SOD和POD活性,降低PPO酶活性和MDA含量,保持了马铃薯贮藏期间的品质,且对马铃薯干腐病的预防效果优于治疗、钝化的防治效果,达85.17%;同时,该菌株菌悬液及挥发性有机物均有较高的抑菌活性,并具有较强的生物膜形成能力。因此,暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10对马铃薯干腐病有着巨大的防治潜力,可进一步开发成生防菌剂。

刈割对青稞恢复特性及籽粒和秸秆产量品质特性的影响

探明刈割对青稞植株再生恢复农艺与理化特性变化规律,解析青稞籽粒和秸秆产量品质指标对刈割处理响应规律,为青稞“粮苗草三用”生产模式应用和青稞植株再生恢复调控机制解析提供理论依据。本研究于2021—2022年,以青稞品种昆仑18号和藏1257为研究对象,以正常生长(CK)为对照,采用两因素裂区设计,刈割后于0 h(T0)、2 h(T1)、24 h(T2)、72 h(T3)、拔节期(T4)、抽穗期(T5)、灌浆期(T6)7个发育阶段取材,以分析刈割后茎部再生恢复速率及残茬中抗氧化酶的变化规律;并对刈割后青稞秸秆和籽粒产量品质特性和内源激素快速响应规律进行分析。结果表明,刈割使再生青稞秸秆及籽粒产量升高,并使茎秆中粗蛋白、粗灰分含量升高,纤维类物质含量降低,使秸秆相对饲喂价值显著升高。刈割使青稞茎部株高和单株生物量生长恢复速率升高;使青稞每公顷穗数和千粒重增加,致使籽粒产量显著增加,并使籽粒中累积更多粗蛋白与淀粉。刈割后青稞残茬中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)含量迅速升高,并使残茬中的反式玉米素核苷(TZR)、异戊烯基腺苷(iPA)含量显著升高,吲哚-3-乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量显著降低。青稞残茬中细胞分裂素和生长素可能在刈割后抗氧化酶系统快速响应、地上部快速再生恢复过程中发挥重要调控作用。

响应面法优化生防暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵参数

【目的】优化暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵培养基组分配比和发酵条件,以提高其对马铃薯干腐病菌的抑菌活性,为后续相关生防制剂的工业开发及农业应用打下理论基础。【方法】通过单因素试验筛选菌株JZ1-4-10生长的最佳碳源、氮源、无机盐及适宜浓度,通过响应面法获得菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配比,在此基础上优化菌株JZ1-4-10的发酵温度、pH、接种量、装液量和摇床转速等发酵条件。【结果】菌株JZ1-4-10的最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、大豆蛋白胨和KCl。以玉米粉(A)、大豆蛋白胨(B)和KCl(C)为因变量,菌株JZ1-4-10对马铃薯干腐病病原菌茄病镰刀菌的抑菌活性为响应值,拟合得到菌株JZ1-4-10抑菌率(y)的二次多项回归方程为y=64.02+0.4937A+2.31B-2.19C-1.17AB+138AC-1.81BC-4.73A2-4.58B2-3.86C2,其中,玉米粉、大豆蛋白胨和KCl间的交互作用对菌株JZ1-4-10抑菌活性的影响均达显著水平(P<0.05),尤其玉米粉与KCl及大豆蛋白胨与KCl的交互作用对抑菌活性的影响达极显著水平(P<0.01)。响应面分析优化得到菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配方:玉米粉0.94%、大豆蛋白胨1.23%、KCl 0.72%,且该条件下菌株JZ1-4-10的抑菌活性的实际值为65.20%,与试验预测的64.63%非常接近。经单因素优化后菌株JZ1-4-10的最佳发酵条件为装液量90 mL/250 mL、接种量1.5%、摇床转速160 r/min、培养温度30℃、pH 7。【结论】优化后的培养基提高了菌株JZ1-4-10的产孢量和抑菌活性,优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株JZ1-4-10菌悬液。

多年紫云英-双季稻下不同施肥水平对两类水稻土有机质及可溶性有机质的影响

【目的】综合评价中国南方不同水稻土多年冬种紫云英配施化肥的培肥效应。【方法】在湖南紫潮泥、江西黄泥田双季稻区设置了连续7年的田间定位试验,比较冬闲(CK)、紫云英(MV)、紫云英+40%化肥(MV+40F)、紫云英+60%化肥(MV+60F)、紫云英+80%化肥(MV+80F)、紫云英+全量100%化肥(MV+100F)、单施全量100%化肥(100F)共7个处理的稻田土壤有机质(OM)、可溶性有机质(DOM)含量及其光谱学特性。【结果】湖南紫潮泥土壤OM和可溶性有机碳(DOC)含量、DOM的荧光吸光强度明显高于江西黄泥田,可溶性有机氮(DON)含量、DOM的紫外-可见吸收峰值则相反。土壤OM在两地均表现为MV处理显著高于其他多数处理(黄泥田MV+100F处理除外);同100F相比,MV+100F处理降低了湖南紫潮泥、但增加了江西黄泥田的土壤有机质;而绿肥种植体系下随着配施化肥量的增加,绿肥对两类土壤OM的贡献降低。种植绿肥配施80%—100%化肥,土壤DOC含量较100F高(黄泥田MV+100F除外),但单种绿肥(MV)以及绿肥配施40%—60%化肥对两地土壤DOC影响不尽一致。单种植绿肥能够降低两类土壤DOC/SOC,其中,在江西黄泥田上显著低于100F处理;两类土壤上种植翻压绿肥,随着配施化肥量的增加,土壤DOC/SOC随之增加(黄泥田MV+100F除外),表明配施化肥量越高其活化土壤碳库的作用越强。种植绿肥较100F能够有效降低土壤DON含量(黄泥田MV+100F处理除外),且在湖南紫潮泥上更为显著。紫外-可见光谱分析发现,绿肥及绿肥配施40%—60%化肥下,两类土壤DOM的紫外-可见吸收峰值较100F低,且E250/E365值随配施化肥量的增加而降低,表明随着配施化肥量的增加,土壤DOM分子量增大,分子结构越稳定。荧光光谱分析发现,两类土壤可溶性有机质均以类富里酸为主;与100F相比,单种绿肥(MV)以及绿肥配施化肥(黄泥田配施40%—60%化肥)能够增加土壤DOM的荧光强度,降低DOM的腐殖化指数(HIX)。【结论】种植紫云英能有效促进稻田土壤有机质积累,配施化肥降低紫云英对土壤有机质积累的贡献。绿肥配施化肥能够提高土壤碳库活性,并且增加可溶性有机质的分子量及腐殖化程度,进一步解释了配施化肥降低紫云英对土壤碳库贡献。

不同土壤含水量与光照对山杏和四翅滨藜光合作用的影响

选择盆栽山杏和四翅滨藜幼苗为对象,利用Licor-6400-02B红蓝光源模拟光合有效辐射,采用Li-6400便携式光合测定仪测定其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及相应的水分利用效率,以探讨不同土壤含水量和光照条件对山杏和四翅滨藜光合作用的影响。结果表明,土壤含水量为15%~20%、光合有效辐射强度为1 500~1 600μmol/(m^2·s)时,山杏和四翅滨藜的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率均达到最大值,光合作用相对最强;2种植物的光饱和点在1 880μmol/(m^2·s)左右,适宜种植在干旱、光照辐射强的地区;水分和光照相同的情况下,山杏的水分利用效率高于四翅滨藜,山杏的生长能力强于四翅滨藜。

甘蓝型油菜全基因组DELLA蛋白基因家族的鉴定和表达分析

DELLA蛋白是参与赤霉素调控途径的关键因子,对调节植物的生长发育具有重要的作用。为了揭示甘蓝型油菜中DELLA蛋白家族的分布和特征,利用生物信息学分析了家族成员、序列特征、进化关系和组织表达。结果表明,甘蓝型油菜中有13个DELLA蛋白基因,被定位到8条染色体和2条随机序列(chr C09_random和chr Cnn_random)上;系统进化树分析发现,该家族被聚为4个亚家族,第一亚家族含有7个基因,第二、三和四亚家族各包括2个基因;DELLA基因呈组织特异性表达,其中Bna A10g17240D、Bna C09g40420D、Bna Cnng68300D和Bna C05g47760D在各组织中表达都相对较高,在茎中Bna A06g34810D、Bna A09g18700D和Bna C09g52270D表达最高。本研究为后续基因的功能研究提供参考。

芽孢杆菌复合菌群的构建及其对野燕麦除草活性研究

【目的】构建芽孢杆菌复合菌群,优化菌群组合并研究其杀草谱、作物安全性及对野燕麦的除草活性,为开发新型生物除草菌剂提供新思路和理论依据。【方法】以课题组前期筛选到的芽孢杆菌D30202、JZ1-1-9、JZ2-4-15和JZ2-2-1为材料,采用皿内对峙试验测定菌株间的相容性,并结合分光光度法测定菌株生长曲线,确定构建复合菌群的菌株和组合时期;通过种子萌发袋法测定复合菌群对杂草种子萌发的根长、芽长抑制率和干重、鲜重抑制率以优化菌株组合类型;采用盆栽试验对最优组合菌群进行杀草谱及作物安全性评价,测定作物叶片丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)3种防御酶活性作为对野燕麦除草活性反应的指标。【结果】待选菌株两两之间无拮抗关系且生长周期一致,由菌株D30202、JZ1-1-9和JZ2-4-15构建的复合菌群2-9-15为最优组合。菌群2-9-15抑制野燕麦种子萌发和幼苗生长的综合效果最明显,根长和芽长抑制率分别为39.17%和73.49%,幼苗鲜重和干重抑制率分别为25.11%和21.26%。盆栽试验结果显示,菌群2-9-15的除草广谱性及作物安全性均优于精喹禾灵,除禾本科作物青稞外,菌群2-9-15对玉米、藜麦、小麦、蚕豆、豌豆和马铃薯等当地主栽作物安全性高。3叶期野燕麦分别经精喹禾灵和菌群2-9-15喷施处理3 d后,叶片MDA含量、SOD和CAT活性下降趋势一致。【结论】复合菌群2-9-15具有较高的抑草活性及广谱性,具有开发为防治野燕麦等禾本科杂草生防制剂的潜力。

刈割留茬高度对青稞饲草与籽粒产量及饲用品质的影响

为探究适宜于高寒区青稞多元化利用最佳刈割留茬高度,以昆仑14号、昆仑18号和柴青1号为试验材料,以未刈割为对照(CK),于分蘖盛期开展不同留茬高度的刈割处理,探究留茬高度对青稞农艺性状、籽粒产量、饲草产量及营养品质的影响。结果表明,随着刈割留茬高度的降低,各青稞品种青苗饲草产量均呈逐渐增加的趋势;青苗中粗蛋白含量呈逐渐降低趋势,而纤维类物质含量呈逐渐升高的趋势,使青苗相对饲喂价值显著降低。各青稞品种秸秆饲草产量随刈割留茬高度的降低而降低,且降幅随留茬高度的降低而增大。刈割使青稞秸秆中粗蛋白含量增多,纤维类物质含量减少,相对饲喂价值升高。留茬8 cm有助于促进青稞穗部、茎部和根系的生长发育,使籽粒产量升高;留茬5 cm会抑制青稞各器官的生长发育,使籽粒产量锐减。各品种在留茬8 cm时综合经济产值最高,其中昆仑14号综合经济产值最高,为2.86×10^(4)元·hm^(-2)。参试材料中,昆仑14号为高寒区最适用于粮饲兼用的青稞品种,8 cm为适宜于青稞饲草与籽粒兼收的最佳刈割留茬高度。

抑制马铃薯干腐病菌的活性酒糟菌筛选、鉴定及抑菌活性测定

【目的】明确来源于青稞酒糟的菌株对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性,为马铃薯保鲜菌剂及生防制剂的开发和利用提供科学依据。【方法】采用平板对峙法对分离自青稞酒糟的40株菌株进行抑制马铃薯干腐病病原菌(青9A-7-5、青9A-8-8、青9A-5-3和青9A-6-2)活性测定,从中筛选活性菌株并进行活性菌株稳定性评价;采用牛津杯法对活性菌株发酵液萃取物进行抑制马铃薯干腐病病原菌活性测定及稳定性评价;通过形态学、生理生化特征及分子生物学方法对活性菌株进行鉴定。【结果】通过平板对峙法从40株青稞酒糟菌株中筛选出8株(菌株JZ2c24、JZ3d09、JZ3c08、JZ2b13、JZ1-4-10、JZ1-1-1、JZ1-1-9和JZ1-4-1)对马铃薯干腐病病原菌具有较高抑菌活性的菌株,其中,菌株JZ1-1-1对病原菌青9A-7-5的抑菌活性稳定,其抑菌带缩小率为25.42%,菌株JZ1-1-9对病原菌青9A-6-2的抑菌活性稳定,其抑菌带缩小率为26.20%;在浓度为50.00 mg/mL时,菌株JZ1-1-1的发酵液水相萃取物溶液对马铃薯干腐病病原菌青9A-7-5的抑菌活性较高,其抑制中浓度(EC_(50))为19.16 mg/mL,菌株JZ1-1-9的发酵液水相萃取物溶液对马铃薯干腐病病原菌青9A-6-2的抑菌活性较高,其EC_(50)为20.80 mg/mL,且菌株JZ1-1-1的发酵液水相萃取物溶液最稳定。结合菌落形态、生理生化特征及分子生物学鉴定结果,将菌株JZ1-1-1鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。【结论】来源于青稞酒糟的贝莱斯芽孢杆菌菌株JZ1-1-1具有作为马铃薯保鲜菌剂及生防菌剂的潜力。

紫色马铃薯StCHI基因的克隆与表达分析

查尔酮异构酶是花青素生物合成上游途径的一个关键酶。为研究马铃薯StCHI基因的结构及功能,基于紫色马铃薯品系‘15-12-16’和白色马铃薯品种“下寨65”的转录组数据,利用RT-PCR技术在马铃薯品系“15-12-16”中克隆得到StCHI,并进行了生物信息学分析。利用qRT-PCR技术分析StCHI基因在“15-12-16”不同组织根、茎、叶、花瓣、薯皮、薯肉中的表达水平。结果表明:StCHI基因的CDS为633 bp,该基因编码210个氨基酸,蛋白分子量为23.852 kDa,理论等电点(pI)为4.75,脂溶性指数为91.81,为不稳定的亲水性蛋白。亚细胞定位预测该基因在叶绿体中。蛋白信号肽预测StCHI基因编码的蛋白质为非分泌蛋白,无信号肽,无切割位点。通过同源蛋白多序列比对及进化树分析发现,该基因与风铃辣椒、黄辣椒、黄果枸杞等同一茄科的物种亲缘关系较近,相似度分别为92.31%、91.83%、90.43%。通过实时荧光定量分析发现,该基因在“15-12-16”的各组织中都有所表达,并且该基因具有组织特异性,在花瓣中的表达量较高。为深入研究马铃薯的花青素生物合成提供坚实的理论基础,同时为培育彩色马铃薯以及提取天然色素提供参考价值。。

药食饲同源蔬菜——芜菁

作为一种重要的药、食、饲同源蔬菜,芜菁具有良好的保健功效、营养价值和食用价值,是一种种植效益好、开发前景良好的高原蔬菜。详细介绍了芜菁的特征特性、营养价值及种植效益,挖掘出芜菁具备适应能力强、抗逆性好、产量高、营养丰富等优势,并从整地、水肥、病虫草害管理等方面总结了芜菁人工栽培技术要点,青海地区露地栽培每667 m^(2)可采收块根3000~5000 kg,产值0.3万~1.0万元。