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2018年 第27卷 第9期    刊出日期：2018-09-20

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2018, 27(9):  0-0. 

摘要 ( 116 )   PDF (265KB) ( 302 )  

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研究论文

黄土高原雨养农业区不同种植模式土壤温室气体排放特征

邓长芳, 罗珠珠, 李玲玲, 牛伊宁, 蔡立群, 张仁陟, 谢军红

2018, 27(9):  1-13.  DOI: 10.11686/cyxb2017530

摘要 ( 307 )   HTML ( 5)   PDF (863KB) ( 428 )  

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研究陇中黄土高原旱作农田,设置了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6个处理,采用静态箱-气相色谱法和碳通量测量系统LI-8100对苜蓿后茬轮作不同作物土壤温室气体排放动态及其影响因素进行了测定与分析。研究结果表明,农田土壤表现为CO₂源、N₂O源和CH₄吸收汇,且呈现夏秋高,春冬低的季节性变化特征。L-L处理的CO₂累积排放量最高,L-W处理较之降低了42.43%;L-C处理的N₂O累积排放量最高,L-P处理最低;CH₄吸收量以L-M处理最高,较L-F和L-L分别增加了62.71%和31.87%,综合增温潜势表现为L-L>L-M>L-C>L-P>L-F>L-W。相关分析结果表明,CO₂、CH₄、N₂O排放量与脲酶、过氧化氢酶活性及土壤温度呈极显著相关(P<0.01),与土壤水分在不同土层有显著相关性;逐步回归分析发现,土壤温度、过氧化氢酶是CO₂和CH₄排放的主导因素,土壤温度极显著影响气体排放,N₂O排放主要受到环境因子的影响。综合来看,与长期苜蓿连作相比,黄土高原地区苜蓿种植一定年限之后轮作粮食作物能减少土壤温室气体排放量,减弱农田温室气体的增温效应,其中以小麦效果最佳。

石羊河下游不同类型荒漠草地黑果枸杞群落结构特征及土壤特性研究

郭春秀, 马俊梅, 何芳兰, 王理德, 李金辉, 安富博, 袁宏波, 刘开琳

2018, 27(9):  14-24.  DOI: 10.11686/cyxb2017440

摘要 ( 239 )   HTML ( 0)   PDF (9516KB) ( 340 )  

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通过对石羊河下游4种不同类型荒漠草地黑果枸杞群落物种组成及土壤特性的研究,结果表明:1)所调查群落中共有植物31种,分属9科27属,其中灌木植物12种,多年生草本8种,一年生草本11种; 单科单属种较多,占到了总科数的50%;且黑果枸杞在不同群落中优势地位明显,对群落的结构、生态系统功能及稳定性具有重要作用。2)相同土层不同类型荒漠草地,0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm及40~60 cm下盐碱地有机碳含量最高,其值分别为1.08%、0.98%、0.89%、0.972%。与沙地相比,土壤有机碳(盐碱地)差异显著(P<0.05),土壤速效钾盐碱地(除20~40 cm外)和土壤全磷含量(盐碱地0~10 cm)差异显著(P<0.05),土壤全氮、碱解氮、有效磷、全钾含量没有显著性差异(P>0.05)。同一类型荒漠草地不同土层,土壤有机碳、土壤有效磷(盐碱地)、土壤全钾(沙丘)、土壤全磷(盐碱地和砾石)具有明显的表聚效应。3)不同类型荒漠草地土壤微生物量总体表现为盐碱地>沙地>固定半固定沙地>砾石,不同类型荒漠草地土壤微生物量差异不同,盐碱地中4种酶活性均为最高,同一类型荒漠草地不同土层,随着土层的加深,土壤微生物量和蔗糖酶逐渐减少。4)土壤有机质与微生物生物量碳、微生物生物量氮和磷酸酶、蔗糖酶呈极显著正相关(P<0.01),与脲酶和过氧化氢酶呈显著正相关(P<0.05);土壤全磷含量与脲酶、磷酸酶、蔗糖酶呈极显著正相关(P<0.01),与微生物量氮呈显著正相关(P<0.05)。土壤速效钾含量与微生物量碳和磷酸酶呈极显著正相关(P<0.01)。

黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性

刘晶, 谢婉余, 张巧明, 徐少君

2018, 27(9):  25-33.  DOI: 10.11686/cyxb2017442

摘要 ( 323 )   HTML ( 2)   PDF (15576KB) ( 272 )  

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叶片凋落物的分解对生态系统的养分循环具有重要意义。刺槐、油松和柠条是豫西黄土丘陵区退耕还林时普遍采用的树种,高羊茅是该区分布广泛的建种草本植物。采用分解网袋法,对该区 4 种植物叶片凋落物一年内的分解特征及营养元素的释放规律进行研究。结果表明:1)柠条叶的分解率分别比刺槐叶、油松和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%,分解规律符合Olson 指数模型,分解速率为柠条叶>刺槐叶>高羊茅叶>油松叶。2)分解过程中 4 种凋落叶片的C/N、P含量持续降低,木质素含量缓慢增加,纤维素含量呈先增加后降低的变化趋势;不同凋落叶片分解过程中全C和全N含量的变化趋势存在差异。4 种凋落叶片的C、P元素属于直接释放模式,N元素属于富集—释放模式。3)凋落叶片的分解速率与总C含量、木质素含量和C/N均呈显著负相关关系(P<0.01),因此该地区凋落叶片的总C、木质素含量和C/N可以作为预测该地区凋落物分解的指标,凋落物叶片功能特征(比叶面积、厚度、硬度等)可能是影响其分解速率的重要因素之一。

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

黄明, 吴金芝, 李友军, 王贺正, 付国占, 陈明灿, 李学来, 马俊利

2018, 27(9):  34-44.  DOI: 10.11686/cyxb2017439

摘要 ( 291 )   HTML ( 2)   PDF (5316KB) ( 346 )  

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为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200 cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200 cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。

不同温度条件下土壤颗粒组成对宽叶雀稗种子发芽与幼苗生长的影响

王玉珍, 黄晓, 蔡丽平, 郑惠欣, 侯晓龙, 周垂帆, 张虹, 黄鹏萍, 华聪

2018, 27(9):  45-55.  DOI: 10.11686/cyxb2018012

摘要 ( 288 )   HTML ( 0)   PDF (13365KB) ( 430 )  

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为探讨水土流失区表层土壤砂砾化环境对植物种子萌发及幼苗生长的影响,选取我国南方水土保持良种宽叶雀稗为试验材料,设置4个温度梯度(15、20、25、30 ℃),按不同径级的土壤颗粒组成配制5种不同程度砂砾化的土壤作为种子发芽基质,研究温度和土壤颗粒组成对宽叶雀稗种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:温度和土壤颗粒配比对宽叶雀稗种子发芽与幼苗生长均有显著影响。随着温度升高,宽叶雀稗种子发芽初始时间提前,发芽率稳定所需时间缩短,发芽速率加快;20、25 ℃时,种子发芽率与发芽势较高,地上部与根系生物量较大;20、25、30 ℃时,种子发芽指数、活力指数较高,苗高较高,根长较长;长度根冠比随着温度升高先降后升,25 ℃时最小。宽叶雀稗种子在土壤粗颗粒含量较高(>2 mm:1~2 mm:<1 mm=100%:0%:0%)时,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均为最低;土壤粗细颗粒含量适中(>2 mm:1~2 mm:<1 mm=25%:37.5%:37.5%或50%:25%:25%)时,种子发芽指数、活力指数较高。苗高随着土壤粗颗粒含量的增加逐渐增大,根长、长度根冠比则随土壤粗颗粒比例的增加而降低,幼苗地上部与根系生物量则在土壤粗细颗粒含量适中(>2 mm:1~2 mm:<1 mm=50%:25%:25%或75%:12.5%:12.5%)时较高,说明土壤粗颗粒比例高有利于宽叶雀稗苗高生长,土壤细颗粒比例高有利于根系生长,土壤粗细颗粒比例适中有利于种子发芽及幼苗生物量的积累。

假苍耳不同部位水浸提液对五种十字花科植物化感作用的研究

姚树宽, 李凤兰, 彭丽娜, 冯旭, 董佳敏, 冯哲, 张俊峰, 赵巧芩, 冯珊珊, 徐永清, 胡宝忠

2018, 27(9):  56-66.  DOI: 10.11686/cyxb2017398

摘要 ( 389 )   HTML ( 5)   PDF (35769KB) ( 652 )  

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探讨假苍耳根、茎浸提液对萝卜、白菜、油菜、芥菜、甘蓝5种十字花科植物化感效应和作用规律。本试验采用室内生物学测定法,研究不同浓度(10、20、30、40 g·L^-1)假苍耳不同部位浸提液对5种十字花科植物种子的萌发及幼苗生长的影响,阐明假苍耳浸提液对5种十字花科植物的化感作用及作用机制。结果表明:假苍耳根、茎浸提液对5种十字花科植物发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、苗高、苗鲜重具有显著的化感作用(P<0.05),且5种植物之间存在一定的差异,对萝卜、白菜、油菜总体趋势表现为“低促高抑”的双重效应,而对芥菜、甘蓝表现为抑制作用;不同部位浸提液对5种十字花科植物抑制作用强弱茎浸提液>根浸提液,说明假苍耳茎浸提液中含有抑制5种植物种子萌发及幼苗生长的主要化感物质;随着浸提液浓度升高,假苍耳对十字花科植物化感作用增强。综合化感指数评价结果显示,假苍耳植株浸提液对供试植物种子萌发和幼苗生长均有显著影响。

不同紫花苜蓿品种在均匀与不均匀盐胁迫下的耐盐性评价

熊雪, 桂维阳, 刘沫含, 陈继辉, 张英俊

2018, 27(9):  67-76.  DOI: 10.11686/cyxb2017461

摘要 ( 451 )   HTML ( 5)   PDF (454KB) ( 427 )  

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土壤中的盐分分布通常存在空间异质性,单株植物的根系区域土壤盐分变化较大。而目前关于植物品种耐盐性的评价都是在均匀的盐胁迫下进行的,研究不均匀盐胁迫下植物品种的耐盐性更接近自然盐分状况,可以为耐盐品种的选育提供重要的参考依据。选取6个紫花苜蓿品种作为研究对象,通过分根装置在均匀(100/100、200/200 mmol·L^-1 NaCl)盐胁迫和不均匀(0/200 mmol·L^-1 NaCl)盐胁迫下分别测定植株生长速率、地上生物量、地下生物量、水分吸收、电导率、丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)含量等指标,对各紫花苜蓿品种进行耐盐性比较;并通过隶属函数法对6个紫花苜蓿品种各盐分浓度下的耐盐性进行综合评价。结果表明,不论在哪种盐胁迫(均匀、不均匀)处理下,各紫花苜蓿品种均表现为生长速率下降,地上、地下生物量降低,水分吸收和叶绿素含量减少,膜透性、MDA和Pro含量增加,盐胁迫抑制了植物生长,且各指标存在品种差异。通过综合评价,均匀和不均匀盐胁迫下各品种的耐盐性不同,在均匀盐胁迫(100/100和200/200 mmol·L^-1 NaCl)处理下各品种的耐盐性为中苜一号>WL354HQ>WL343HQ>WL353LH>阿尔冈金>WL298HQ,而在不均匀盐胁迫(0/200 mmol·L^-1 NaCl)处理下则为中苜一号>WL354HQ>WL298HQ>WL343HQ>WL353LH>阿尔冈金。中苜一号在不同盐胁迫处理下均表现出较高的耐盐性,而阿尔冈金耐盐性较差,WL298HQ在均匀与不均匀盐胁迫下的耐盐性差异较大,其他品种的耐盐性居中。

胺鲜酯浸种对苗期糜子形态和叶片生理特性的影响

张盼盼, 王小林, 郭亚宁, 严加坤, 冯佰利, 张雄

2018, 27(9):  77-84.  DOI: 10.11686/cyxb2018056

摘要 ( 281 )   HTML ( 0)   PDF (14384KB) ( 276 )  

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为明确胺鲜酯(DTA-6)浸种对糜子苗期形态和叶片生理特性的调控效应,以粘丰5号为材料,采用播种前浸种的处理方式,研究了不同浓度(10、50、250 mg·L^-1)DTA-6对苗期糜子幼苗生长、单株绿叶面积、叶片光合特性及碳水化合物积累的影响。结果表明:3种DTA-6浸种对糜子幼苗生长具有促进作用,对糜子株高、叶干重、茎干重和地下干重增加效果最高的为250 mg·L^-1 DTA-6,分别较CK增加55.73%、277.99%、162.88%、123.55%;而对茎粗增加效果最高的为50 mg·L^-1 DTA-6,较CK增加54.18%;不同处理下根冠比最高的为10 mg·L^-1 DTA-6,较CK增加20.55%。 DTA-6除对苗期糜子叶片蒸腾速率的调节效果不显著外,对苗期糜子的单株绿叶面积、叶片净光合速率、胞间CO₂浓度和气孔导度均有显著的促进作用。3个浓度中以250 mg·L^-1 DTA-6处理下糜子苗期单株绿叶面积、叶片气孔导度、胞间CO₂浓度增加较多,较CK分别提高71.78%、37.44%、18.04%;而净光合速率在各处理中以50 mg·L^-1 DTA-6最高。与对照相比,DTA-6对不同碳水化合物的调控效果不同,DTA-6处理下叶片可溶性糖含量和果糖含量均有不同程度的下降,而蔗糖含量有不同程度的升高,其中以50 mg·L^-1 DTA-6处理蔗糖含量最高。综合分析表明,不同浓度DTA-6浸种能够有效调控糜子叶片光合特性,提高叶片蔗糖含量,从而促进糜子植株健壮生长,其中以50 mg·L^-1调控效果较好。

套作对大豆苗期碳氮物质代谢的影响及其与抗倒伏性的关系

任胜茂, 邓榆川, 文凤君, 刘明洁, 袁小琴, SajadHussain, 蒲全明, 刘卫国, 杨文钰

2018, 27(9):  85-94.  DOI: 10.11686/cyxb2017455

摘要 ( 316 )   HTML ( 1)   PDF (12873KB) ( 349 )  

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为从植株光形态建成的角度,阐明玉米-大豆套作模式下,大豆苗期倒伏发生的原因。在大豆单作和玉米-大豆套作两种种植模式下,以强耐阴大豆南豆12和弱耐阴大豆南032-4为试验材料,对大豆倒伏率、茎秆形态、叶片光合特性,茎秆和叶片碳氮代谢物质含量等进行调查、测定和分析。结果表明,由于套作受共生期内玉米的遮阴,大豆处于弱光环境,导致植株形态发生改变,光合速率降低,并发生倒伏,但两种大豆品种受荫蔽影响的程度不同。南豆12受荫蔽的影响较小,倒伏率显著低于南032-4,茎秆长粗比增加幅度和光合速率降低幅度也显著低于南032-4,相关分析表明,倒伏率与茎秆长粗比呈极显著正相关(r=0.946;P<0.01);与叶片光合速率呈显著负相关(r=-0.886;P<0.05);叶片光合速率与光合有效辐射呈极显著正相关(r=0.900;P<0.01),说明套作荫蔽降低了大豆冠层的光合有效辐射而导致大豆叶片光合速率降低是引起套作大豆形态改变,发生倒伏的重要原因;分析大豆叶片光合速率、茎秆碳氮比、叶片碳氮比和倒伏率发现,套作显著降低了茎秆和叶片碳氮比,降低幅度表现为南032-4显著高于南豆12,相关分析表明,叶片光合速率与茎秆和叶片碳氮比呈显著或极显著负相关(r=-0.871,-0.930;P<0.05),茎秆和叶片碳氮比与倒伏率呈极显著正相关(r=0.985,0.968;P<0.01),说明较高的碳氮比是南豆12具有较强抗倒伏能力的生理基础,使其能够在套作环境下维持较优的光形态特性,更适合于套作种植;分析大豆碳氮物质代谢可知,套作显著降低了大豆茎秆和叶片的碳氮代谢物质含量,不同品种间表现为南豆12显著高于南032-4。说明较高的碳氮代谢活性和光合产物运输能力是增强套作大豆抗倒伏能力的物质基础和代谢基础。以玉米-大豆带状套作种植为对象,探明了套作大豆植株倒伏与茎叶碳氮代谢物质转运的关系,为培育套作专用的耐阴抗倒伏大豆品种提供理论支持。

茉莉酸甲酯对匍枝筋骨草细胞生长和β-蜕皮甾酮积累的影响

王晓梅, 迟德富, 宇佳

2018, 27(9):  95-109.  DOI: 10.11686/cyxb2017449

摘要 ( 275 )   HTML ( 0)   PDF (8411KB) ( 254 )  

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匍枝筋骨草悬浮细胞中含有较高β-蜕皮甾酮,为了进一步提高其β-蜕皮甾酮含量,通过添加茉莉酸甲酯(MeJA)进行一系列试验研究。以4~10代筋骨草悬浮细胞为试验材料,测定不同处理浓度和处理时间的MeJA对细胞生长、β-蜕皮甾酮积累的影响,细胞生长量采用称量计数,β-蜕皮甾酮含量则使用高效液相进行检测。结果表明:匍枝筋骨草悬浮细胞生长曲线及β-蜕皮甾酮积累曲线符合Logistics模型。在细胞快速生长的初始期(第4天)或中期(第7天)添加不同浓度的MeJA,对细胞生长影响相对较小,生长曲线均有小高峰,分别出现在处理后第5天和第3天,干物质积累量分别达到0.60和0.62 g。而在细胞快速生长的高峰期添加MeJA,细胞生长曲线呈下降趋势,细胞鲜重和干重显著低于CK(P<0.05)。在细胞快速生长的初始期或中期添加MeJA后细胞鲜重与β-蜕皮甾酮积累量呈显著相关。在细胞快速生长的初始期或中期添加10~50 μmol·L^-1 MeJA后,细胞鲜重与CK对比表现为显著增加,其中添加50 μmol·L^-1 MeJA后细胞鲜重最佳,最高可达到35.90 g,显著高于其他处理(P<0.05)。而同样条件下β-蜕皮甾酮表现为积累量小幅增加,最高量为0.5095 mg·g^-1。添加100~200 μmol·L^-1 MeJA均会抑制细胞的生长,其中添加200 μmol·L^-1 MeJA细胞鲜重与CK相比显著下降,抑制率最高可达到38.88%。而添加100~200 μmol·L^-1 MeJA后β-蜕皮甾酮积累量表现为大幅提升,最高可达3.5315 mg·g^-1,为同期CK的14.44倍(P<0.01)。在细胞快速生长的高峰期添加10~200 μmol·L^-1 MeJA后,细胞鲜重与CK相比都表现为下降,说明在此时添加这些浓度MeJA可抑制细胞的生长,最高抑制率可达31.01%。而在细胞快速生长的高峰期添加10~50 μmol·L^-1 MeJA后,β-蜕皮甾酮积累量可在短时间内大量激增,β-蜕皮甾酮积累量最高达到1.4136 mg·g^-1,是CK的5.06倍(P<0.01)。添加100~200 μmol·L^-1 MeJA则积累量较少。在细胞快速生长的中期添加100 μmol·L^-1 MeJA条件下对细胞的刺激较小,β-蜕皮甾酮积累量最高,达到3.5315 mg·g^-1。

EBR对NaCl胁迫下苜蓿属植物离子吸收和分配的影响

王小山, 季晓敏, 刘隆阳, 纪冰沁, 田银芳

2018, 27(9):  110-119.  DOI: 10.11686/cyxb2017413

摘要 ( 313 )   HTML ( 4)   PDF (16027KB) ( 298 )  

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为探究苜蓿属植物的抗盐机理及外源油菜素内酯(EBR)对苜蓿属植物抗盐性的影响,选取蒺藜苜蓿、紫花苜蓿和金花菜3种苜蓿属植物为实验材料,研究NaCl胁迫及NaCl胁迫下喷施EBR对苜蓿属植物生长,体内无机离子吸收、分配及运输的影响。结果表明:1)NaCl胁迫会抑制苜蓿属植物的生长,影响植物体内K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子的分配和运输。2)EBR能有效缓解NaCl胁迫对植物生长的抑制作用,维持植物体内的离子平衡,从而提高植物的耐盐性。3)紫花苜蓿耐盐性较强,蒺藜苜蓿耐盐性较弱。4)在盐胁迫条件下,紫花苜蓿根部抑制对Na⁺的吸收,减少离子毒害作用;蒺藜苜蓿将根中的Na⁺向茎和叶中运输,通过叶片的脱落,维持生长点的正常生长。

乙烯对匍匐翦股颖ISR抗病反应中AsA-GSH循环及胼胝质沉积的影响

姜寒玉, 王亚峰, 徐明, 甘培文, 张金林, 马晖玲

2018, 27(9):  120-131.  DOI: 10.11686/cyxb2017429

摘要 ( 249 )   HTML ( 0)   PDF (17417KB) ( 252 )  

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以匍匐翦股颖品种“Penn-A4”为试验材料,侵染立枯丝核菌后,经丁二醇(BDO)诱导产生系统抗性(ISR),喷施不同浓度的乙烯合成抑制剂氯化钴(CoCl₂)和促进剂1-氨基环丙烷羧酸(ACC)后,检测抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量及相关酶活性的变化,并观察匍匐翦股颖ISR反应中胼胝质沉积的变化。结果表明,乙烯抑制剂处理下,匍匐翦股颖幼苗中AsA含量较低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降,大量GSH被催化还原为氧化型谷胱甘肽(GSSG),GSSG大量积累,同时谷胱甘肽还原酶(GR)活性较低,GSSG经GR少量还原为GSH。乙烯促进剂处理下,AsA含量较高,APX活性升高,GSSG在高活性GR作用下催化还原为GSH,使得GSH大量积累。因此在匍匐翦股颖ISR抗病反应中,高浓度乙烯促进AsA和GSH的大量积累,它们不仅参与了活性氧的代谢平衡,同时也作为信号分子在ISR抗病反应中起着重要作用。匍匐翦股颖感染褐斑病后,胼胝质主要沉积在厚壁细胞、韧皮部、木质部和表皮组织,其中厚壁细胞胼胝质沉积最多,表皮组织沉积最少。此外,胼胝质沉积面积在不同乙烯信号分子处理间存在差异,但随着处理时间的延长差异不显著。一定浓度的乙烯对ISR反应中胼胝质的沉积具有一定的影响,随着处理时间的延长显著增加,在100 μmol·L^-1ACC处理5 d后,胼胝质沉积总面积仅为9.916 mm²,处理10 d后升至最高,为38.396 mm²,但在病害侵染后期,胼胝质数量减少,在100 μmol·L^-1ACC处理15 d后,胼胝质沉积总面积降至20.052 mm²,反映了乙烯信号分子对胼胝质沉积的影响是一种短期效应,短期内可提高匍匐翦股颖植株抗病性,具有信号分子的短时效特点。研究结果为探清匍匐翦股颖ISR抗病响应中ET信号分子如何调控抗病生理特性提供了理论基础。

大豆GmCYS20基因在百脉根共生结瘤过程中的功能研究

柯丹霞, 彭昆鹏, 张孟珂, 贾妍

2018, 27(9):  132-141.  DOI: 10.11686/cyxb2018042

摘要 ( 265 )   HTML ( 1)   PDF (30745KB) ( 193 )  

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半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程。克隆了大豆的1个半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因GmCYS20,基因编码区全长为291 bp。氨基酸多序列比对分析发现,大豆GmCYS20蛋白与野生大豆cystatin蛋白相似性高达99%。构建GmCYS20基因的植物表达载体,通过发根农杆菌介导的百脉根发状根转化法获得转GmCYS20基因复合体植株,利用GUS染色和RT-PCR方法鉴定阳性发状根。复合体植株接种根瘤菌4周后,转GmCYS20基因植株结瘤数目明显高于空载体对照,结瘤指示基因的转录水平也呈上升趋势。进一步对接种10 d复合体植株中根瘤菌的侵染表型进行统计发现,过量表达GmCYS20基因并不影响根瘤菌的侵染过程,而是在根瘤起始与发育阶段发挥正调控作用。结果表明:GmCYS20基因通过促进根瘤的起始与发育,从而参与调控共生结瘤过程。研究结果可为揭示豆科植物与根瘤菌的共生互作机制提供新的分子生物学证据。

基于SSR标记的小麦族St、H、Y基因组六倍体物种遗传变异及种间亲缘关系研究

陈仕勇, 马啸, 张新全, 陈智华, 周青平

2018, 27(9):  142-151.  DOI: 10.11686/cyxb2018002

摘要 ( 274 )   HTML ( 1)   PDF (14333KB) ( 390 )  

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小麦族含有St、H、Y基因组的物种是禾本科小麦族最大的一个类群,它们不仅包含许多优良的牧草资源,还含有许多优异的抗逆基因资源,是牧草和麦类作物育种重要的基因库,具有重要的经济和生态价值。然而该类群物种的种属界限及系统关系一直存在争议,特别是六倍体物种间的亲缘关系争议较大,相关的研究还较少,其限制了该类群物种种质资源的进一步开发利用。研究小麦族St、H、Y基因组六倍体物种种间亲缘关系可为该类群物种的遗传多样性、种属关系及系统演化关系等提供重要参考。系统收集具有StHY、StStY、StStH、StHH基因组组成的六倍体物种25个,选用具有高通用性的SSR分子标记对其种间遗传变异、分化及亲缘关系进行分析。研究结果表明:1)27对SSR引物在46份供试材料中扩增出条带共229条,其中多态性条带213条,比率为93.01%;2)Dice遗传相似系数表明供试材料间的系数变异为0.479~0.981,平均值为0.670;StHY、StStY、StStH和StHH不同基因组组成物种内的相似系数变化分别为0.544~0.981、0.509~0.899、0.530~0.843和0.550~0.827,平均值分别为0.722、0.700、0.663、0.677;其揭示了供试物种之间存在丰富的遗传变异和不同程度的种间分化;3)聚类分析结果表明,不同基因组组成的物种间亲缘关系相对较远,相同基因组组成物种基本上能聚在一起且表现出不同程度的分化类型,其中StHY物种间分化最为显著,并与其形态特征表现出一定的一致性; 4)进一步明确了国产的披碱草属六倍体物种均为StHY基因组组成。研究结果揭示了供试的不同基因组组成的六倍体物种之间具有丰富的遗传多样性和明显的种间分化,其中StHY物种可明显分化成3种类型;相同或相似基因组组成的物种间表现出了较近的亲缘关系,研究结果支持基于基因组组成的分类体系对该类群物种分类地位的划分。

基于两个相关群体的玉米7个主要农艺性状遗传分析和QTL定位

赵小强, 方鹏, 彭云玲, 张金文, 曾文静, 任斌, 高巧红

2018, 27(9):  152-165.  DOI: 10.11686/cyxb2017438

摘要 ( 276 )   HTML ( 3)   PDF (30867KB) ( 270 )  

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株高、穗位高、穗位比、叶面积、叶形系数、散粉-吐丝时间间隔(ASI)和雄穗分枝数等是影响玉米生态适应性、抗倒性、耐密植能力及生产潜力的重要农艺性状。因此, 以TS141为共同亲本, 分别与廊黄、昌7-2杂交, 构建2套F₂群体(LTpop、CTpop)为试材, 分析了7个农艺性状的杂种优势, 探讨了其与单穗重间的相互关系, 并进行相关性状QTLs的检测及效应分析。结果表明: 1)2个F₁杂交种的穗位比和ASI表现为明显的中亲优势, 其余5个性状均呈明显的正向超亲优势;F₁杂种优势指数和相对杂种优势均表现为株高>穗位高>雄穗分枝数>叶面积>叶形系数>ASI>穗位比, 而F₂优势降低率表现为叶面积>株高>穗位高>雄穗分枝数>ASI>叶形系数>穗位比。2)单穗重与ASI呈显著负相关, 与其余性状间均呈显著正相关;除雄穗分枝数外, 利用逐步回归分析成功构建了单穗重与其余6个农艺性状间的最优多元线性回归方程。3)利用CIM法在2套F₂群体间总共检测到56个QTLs位点, 单个QTL的表型贡献率介于4.22%~15.74%。其中株高、穗位比、ASI和雄穗分枝数均受加性和非加性效应的调控, 而其余性状均受非加性效应的调控;进一步分析, 在2套F₂群体中总共检测到12个稳定表达的sQTLs位点, 分别位于Bin1.07(umc1278~bnlg1025)调控株高、Bin1.08~1.10(mmc0041~phi308707)调控叶面积、Bin2.02(umc1823~umc2363)调控ASI、Bin4.06(bnlg1621a~umc2027)同时调控穗位高和穗位比、Bin4.09(umc2287~umc2360)同时调控ASI和雄穗分枝数、Bin6.05(umc2040~bnlg1174a)调控ASI、Bin7.00(umc2177~umc1378)调控雄穗分枝数、Bin8.08(umc1005~umc2218)调控穗位比、 Bin10.01~10.02(bnlg451~umc1337)同时调控株高和穗位比。为玉米相关性状的育种应用、精细定位及基因克隆提供有益参考。

不同能量水平低氮饲粮对藏羊表观消化率、氮代谢和生长性能的影响

康婧鹏, 王文基, 郭亚敏, 景小平, 仲崇亮, 郭伟, 龙瑞军, 周建伟

2018, 27(9):  166-174.  DOI: 10.11686/cyxb2017443

摘要 ( 355 )   HTML ( 2)   PDF (3477KB) ( 573 )  

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试验旨在研究不同能量水平低氮饲粮对藏羊表观消化率、氮代谢和生长性能的影响,为高寒地区反刍家畜冷季补饲提供参考。选取1.5周岁、体重(48.5±1.89) kg和体况相近的健康去势藏羊24只,随机分为低能(LE)、中低能(MLE)、中高能(MHE)和高能(HE)4个处理组,每组6个重复。试验饲粮的粗蛋白质(CP)含量相近[(6.97±0.05)%]而能量不同,其消化能(DE)水平分别为8.21、9.33、10.45和11.57 MJ·kg^-1。经过49 d的饲养和全收粪尿法,结果表明:1)藏羊的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、总能(GE)采食量在各处理组间基本相同(P>0.05),其中DM、GE表观消化率都随着能量水平的提高而线性增加(P<0.05);2)当饲粮能量水平升高时,藏羊血清尿素氮(BUN)浓度线性增加(P<0.05),而游离脂肪酸(FFA)浓度却线性降低(P<0.05);3)随着饲粮能量水平升高,藏羊尿氮排出量线性降低(P<0.05),氮平衡和氮沉积率均线性升高(P<0.05),并且氮沉积率(NDR,%)与饲粮能量水平(DE, MJ·kg^-1)呈显著线性正相关,其关系式为NDR=5.2143DE-39.006(R²=0.9616,n=24);4)藏羊的平均日增重(ADG)随着饲粮能量水平的提高而线性增加(P<0.05),除LE组外,其余ADG都为正值。上述研究结果表明,藏羊的蛋白和能量维持需要量较低,低氮条件下提高能量水平可改善藏羊的饲料营养消化率、氮代谢以及生长性能。

饲粮纤维源对仔猪生长性能、肠道发育及其消化酶活性的影响

刘伯帅, 王文静, 孙骁, 李德锋, 朱晓艳, 李振田, 王成章, 史莹华, 邱晓东

2018, 27(9):  175-182.  DOI: 10.11686/cyxb2017514

摘要 ( 271 )   HTML ( 3)   PDF (4362KB) ( 425 )  

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通过检测饲粮中添加不同来源的纤维对猪生长性能、肠道发育及其消化酶活性的影响,初步探讨饲粮纤维源调控仔猪肠道健康的可能机制。试验共选取健康状况良好、体重均一[(9.26±0.17) kg]的仔猪840头(杜×长×大;32日龄),随机分为3个处理组:对照组(control group, CG),苜蓿草粉组(alfalfa meal group, AG),商品浓缩纤维组(commodity concentrated fiber, OG),每个处理4个重复,每个重复70头仔猪。预试期3 d,试验于35日龄开始,60日龄结束时屠宰取样,测量肠道重量及长度,观察小肠段绒毛形态结构并测定消化酶活性。结果发现,AG较CG显著降低仔猪的腹泻率(P<0.05),但对仔猪平均日增重、平均日采食量、料肉比均无显著影响(P>0.05);AG、OG较CG显著提高仔猪的大肠段长度和重量(P<0.05);AG较CG改善了空肠的绒毛高度及绒隐比(P>0.05),AG较OG显著提高了空肠的绒毛高度及绒隐比(P<0.05),OG较CG显著提高了回肠的绒毛高度(P<0.05);OG较CG显著降低了空肠中淀粉酶活性(P<0.05),AG较CG、OG显著提高了糜蛋白酶活性(P<0.05)。结果表明,饲粮中添加适量的苜蓿草粉可以促进仔猪的肠道发育,降低仔猪腹泻率,从而有利于仔猪生长发育。

综合评述

隋唐五代时期苜蓿栽培利用刍考

孙启忠, 柳茜, 陶雅, 李峰, 徐丽君

2018, 27(9):  183-193.  DOI: 10.11686/cyxb2017453

摘要 ( 270 )   HTML ( 0)   PDF (683KB) ( 363 )  

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秦汉以来,唐马最盛。马嗜苜蓿,苜蓿作为马的最佳牧草,为唐马的发展起到了支撑作用。采用植物考据原理与方法,以记载隋唐五代苜蓿的典籍为基础,结合现代研究成果,考查了隋唐五代时期苜蓿的种植分布与栽培利用等。结果表明,陇右8坊48监和1296个陆驿的设置,带动了唐苜蓿的发展。《陇右监牧颂德碑》记载:时在陇右牧区,“莳茼麦、苜蓿一千九百顷,以茭蓄禦冬”。考查发现,唐时期陇右、关内、河东三道、安西都、毗沙都和渭河与黄河下游流域乃至郢州等皆有苜蓿分布。《新唐书》记载:“凡驿马,给地四顷,莳以苜蓿。” 根据《唐六典》记载的驿站马匹数量,最大的都亭驿站有驿马75匹,应有种植苜蓿等饲料的驿田200 hm²,最小的驿站有驿马8匹,应有种植苜蓿等饲料的驿田21.33 hm²。驿田之性质与牧田同,这些驿田,用来种植苜蓿,解决马饲料问题。在苜蓿种植管理技术方面,在隋朝设有掌管种植苜蓿的部门,唐有苜蓿丁掌管苜蓿种植,并以律令制度对苜蓿种植进行了规定,建立了以苜蓿为主的饲草基地,解决了冬季饲草这个大规模发展畜牧业的关键问题;唐代仍沿用着汉代苜蓿分期播种技术,加强了苜蓿秋冬季的管理,苜蓿在饲用、食用、药用和香料等方面都有大的发展。隋唐五代苜蓿的管理经验和种植利用技术,对今天我国苜蓿的发展具有积极的鉴借作用。

研究简报

过量锰处理对苗期柱花草生长及抗氧化酶活性的影响

刘攀道, 罗佳佳, 白昌军, 陈志坚, 刘国道

2018, 27(9):  194-200.  DOI: 10.11686/cyxb2017441

摘要 ( 282 )   HTML ( 1)   PDF (17397KB) ( 262 )  

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以2份柱花草基因型(TF210和TF226)为材料,分析过量锰处理对苗期柱花草生长、叶绿素浓度(SPAD)、最大光化学效率(F_v/F_m)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响,探究柱花草中潜在的耐锰机制。结果表明,过量锰(400 μmol·L^-1)处理显著抑制了柱花草基因型TF210地上部和根系的生长、降低了其叶片SPAD和F_v/F_m值,但对TF226生长影响不明显,说明TF226为耐锰基因型,而TF210为锰敏感基因型。虽然过量锰处理增加了两个柱花草基因型组织锰含量,但TF226地上部和根部的锰含量显著低于TF210,暗示在过量锰处理下,TF226积累了较少的组织锰含量。过量锰处理显著增加了两个基因型叶片SOD活性,但仅增加了TF226叶片POD和CAT活性,并且在过量锰处理下,TF226叶片SOD、POD和CAT活性值均高于TF210。以上结果说明维持根系生长、降低组织锰含量和提高抗氧化酶活性是苗期柱花草TF226耐锰的生理机制。研究结果为探索柱花草耐锰机理及耐锰柱花草品种改良提供了理论依据及种质材料。

全株青贮玉米对西门塔尔杂交牛生产性能、表观消化率及血液生化指标的影响

孙雪丽, 李秋凤, 刘英财, 曹玉凤, 王增林, 李艺, 赵洋洋, 葛瀚聪, 刘桃桃, 赵立新

2018, 27(9):  201-209.  DOI: 10.11686/cyxb2017417

摘要 ( 311 )   HTML ( 2)   PDF (460KB) ( 416 )  

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选择体重350 kg左右健康的西门塔尔杂交公牛45头随机分为3组,分别饲喂3种不同日粮,其中试验Ⅰ组(精料+玉米秸秆黄贮)、试验Ⅱ组(精料+全株青贮玉米)和试验Ⅲ组(精料+添加剂全株青贮玉米),试验期140 d。结果表明,试验Ⅲ组的日增重极显著地高于试验Ⅰ组(P<0.01)和试验Ⅱ组(P<0.01),分别比试验Ⅰ组、试验Ⅱ组高出90.35%、24.00%。试验Ⅰ组干物质采食量极显著高于试验Ⅱ组(P<0.01)和Ⅲ组(P<0.01),试验Ⅱ组和试验Ⅲ组的干物质采食量无显著差异。试验Ⅲ组和试验Ⅱ组料重比极显著低于Ⅰ组(P<0.01)。试验Ⅲ组和试验Ⅱ组的粗蛋白的表观消化率显著高于试验Ⅰ组(P<0.05),试验Ⅲ组粗蛋白表观消化率极显著高于试验Ⅰ组(P<0.01);中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率Ⅲ组显著高于试验Ⅰ组(P<0.05)。肉牛血清中游离脂肪酸、瘦素的含量试验Ⅰ组显著高于Ⅱ组和Ⅲ组(P<0.05)。肉牛血清中胰岛素样生长因子Ⅰ浓度试验Ⅱ组、试验Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P<0.05),试验Ⅱ组与试验Ⅲ组差异显著(P<0.05)。试验Ⅲ组的头均日收益比试验Ⅰ组、试验Ⅱ组分别高22.21和9.27元。综上所述,添加剂全株青贮玉米的育肥效果和经济效益最好。