科研产出
籼稻胚性愈伤组织继代培养基体系优化及愈伤组织褐化原因剖析
《农业生物技术学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导的转化技术已广泛应用于粳稻品种(Oryza sativa ssp.japonica)中,但迄今未能找到适合于籼稻品种(O.sativa ssp.indica)高效遗传转化的农杆菌介导转化体系,籼稻品种的愈伤组织在继代过程中的严重褐化是最主要的制约因素之一。本研究以籼稻品种93-11为材料,通过响应面设计分析方法,进行二次多项式回归拟合,预测数学模型,研究2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)浓度、N6-呋喃甲基腺嘌呤(kinetin,KT)浓度和碳源中蔗糖和麦芽糖的比例对籼稻品种愈伤组织诱导的影响,确定了最适宜93-11成熟胚诱导愈伤组织的培养基成分:以MS为基本培养基,添加2.92 mg/L 2,4-D、0.59 mg/L KT、16.37 g/L蔗糖和13.63 g/L麦芽糖;并以此优化培养基继代籼稻愈伤组织。为了研究93-11愈伤褐化的原因,采用组织学与解剖学方法,观察93-11正常愈伤组织和褐化愈伤组织。结果表明,两者的表观结构存在较大差异,正常愈伤组织表面粗糙,凹凸不平;褐化愈伤组织表面结构看似光滑,但是放大后发现这种平滑结构是由于所有细胞失去规则圆形变为无活性扁平状,且细胞不易成团,细胞之间空隙小而少形成的。用q RT-PCR技术分析了褐化相关基因在褐化愈伤组织中的表达情况,发现切伤后与褐化相关的基因生长素输入载体1基因(auxin1,AUX1)和蔗糖非依赖1蛋白激酶2基因(sucrose non-fermenting 1-related nrotein kinase 2,Sn RK2)的表达量虽然都比较低,但是在93-11成熟胚诱导的正常愈伤组织和褐化愈伤组织中存在明显差异,而酚类物质氧化途径中与酚类物质合成的基因苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和多酚氧化酶基因(polyphenol oxidase,PPO)在正常愈伤组织还是褐化愈伤组织中都没有检测到表达量。发现组织培养切伤是愈伤组织褐化的主要原因,为进一步阐明愈伤组织的褐化机理提供参考。
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玉米秸秆炭还田对黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响
《植物营养与肥料学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探索玉米秸秆炭对东北黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响,可为东北玉米集约化生产区秸秆资源利用和培肥土壤提供理论和实际应用基础。【方法】本研究以东北典型黑土区春玉米种植体系为研究对象,通过连续两年的田间原位试验,研究了添加500℃厌氧条件热解的玉米秸秆炭对土壤养分含量、微生物和酶活性的影响及玉米秸秆炭对作物产量和氮素农学效应的影响。试验设三个处理:1)PK+4 t/hm2秸秆还田(CK);2)NPK+4 t/hm2秸秆还田;3)NPK+4 t/hm2秸秆还田+2 t/hm2秸秆生产秸秆碳,在玉米成熟期取0—20 cm土壤样品和植株样品,采用常规方法进行相关项目的测定。【结果】1)土壤养分分析结果。与秸秆还田相比,秸秆炭处理在2013和2014年土壤碱解氮含量(AN)分别提高了10.1%和9.7%,均达到显著水平(P<0.05);土壤速效磷含量(AP)分别提高了13.7%和27.3%,在2014年达到显著水平(P<0.05);土壤微生物量碳含量(SMBC)分别提高了13.5%和26.9%,土壤脲酶活性(URE)分别提高了22.3%和31.8%,2014年SMBC和URE升高均达显著(P<0.05)。秸秆炭对土壤有机质(OM)、全氮(TN)、速效钾(AK)、土壤微生物量氮(SMBN)和蔗糖酶活性(SUC)的提升效果在两年试验中均没有达到显著水平,2)氮素农学效应影响结果。与处理2相比,处理3肥料氮偏因子生产力(PFPN)分别提高了3.3%和9.6%,肥料氮经济效益(EBN)分别提高了12.9%和27.5%,均在2014年表现出显著提高(P<0.05);而两年间处理3的玉米产量分别提高3.3%和9.5%、肥料氮利用率(UEN)分别提高了3.9%和14.0%、肥料氮农学效率(AEN)分别提高了11.6%和23.9%,但均未达显著水平。【结论】2年试验初步表明施用玉米秸秆炭可以提高土壤微生物活性和土壤酶活性,调节土壤与作物之间的养分供需,改善土壤养分状况,对提升氮素农学效应有作用。因此,玉米秸秆炭可作为秸秆资源高效利用的有效形式,其长期效果还需进一步试验。
有机物料不同配比堆肥过程的差异分析
《农业现代化研究 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了促进当地农业有机废弃物资源的循环利用,以牛粪、猪粪和鸡粪等为堆肥的主要原料,在协调所有处理的碳氮比相同和添加EM菌液的条件下进行堆肥试验,分析有机物料的不同配比在堆肥过程中的温度、p H、EC、全氮、铵态氮、硝态氮和发芽指数的变化趋势,比较不同处理堆肥前后养分含量的差异。结果表明,牛粪—鸡粪—谷壳处理的升温最快,高温阶段温度基本上维持在70℃上下,堆肥前后氮素损失率最大为22.8%,而猪粪—食用菌渣—鸡粪处理的高温阶段温度低于65℃,氮素损失率最小为3.47%,发芽指数在堆肥进行20 d就达到了52%,堆肥腐熟快于其他处理,但是在堆肥32 d后,所有处理的p H在7.7-8.5之间,满足堆肥腐熟后呈弱碱性的要求,发芽指数在80%左右,基本上达到了有机肥完全腐熟的标准。研究表明堆肥32 d后可以完全腐熟;但合理的配比,同时调节其通风性,控制堆体温度在45-65℃之间,可减少氮素损失,提高有机物料堆肥的效果。
关键词： 农业有机废弃物 菌剂 堆肥 腐熟进程 氮的变化 循环利用
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土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响
《土壤 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：冷浸田因长期受冷泉水浸渍,土体封闭,通气不良,土壤Eh值和有效养分低下,水稻产量偏低。本研究以单施化肥为对照,设置增施生物稻糠、脱硫灰、石膏、过氧化钙和硅钙肥处理,通过田间小区试验和定期观测,探究了不同土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响。结果表明:与CK处理比较,施用生物稻糠和石膏土壤活性还原物质含量分别降低了52%和30%,从而提高了土壤的氧化性能;土壤细菌数分别提高200%和96%,真菌数分别下降16%和10%,进而提高土壤供氮能力。而施用脱硫灰和石膏调节了土壤养分,土壤有效磷含量均增加83%,速效钾含量分别增加50%和13%,水稻叶绿素含量分别提高3%和5%。施用石膏、生物稻糠和脱硫灰水稻分别增产13.0%、10.1%和5.1%。研究认为,施用土壤调理剂能消减冷浸田还原物质毒害,提升土壤微生物活性,提高土壤养分供应,促进水稻增产,并以生物稻糠、石膏和脱硫灰效果最佳。
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辣椒乙烯转录因子CaERF18的分离与诱导表达
《生物技术通报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：旨在明确辣椒(Capsicum annuum L.HDA149)与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)不亲和互作过程中相关特异性ERF类型转录因子的候选基因及其表达模式。应用RT-PCR方法,从南方根结线虫诱导的辣椒中分离到一个694 bp cDNA序列的乙烯(ERF)转录因子基因核心序列,命名为CaERF18,编码231个氨基酸,含有一个保守的由59个氨基酸构成的ERF结构域,与NtERF118、SlERF4和SlERF19 AP2结构域的相似性分别为44.3%、42.6%和39.3%。表达分析表明,南方根结线虫侵染可显著诱导CaERF18的表达,接种线虫后12h相对表达量开始升高,12 h升高3.8倍,72 h升高7.2倍。结果表明,CaERF18是一受病原物诱导表达的基因,推测CaERF18在介导辣椒对根结线虫的抗性作用中可能具有重要的调控功能。
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短短芽胞杆菌对植物病原真菌的抑菌活性和抑菌机理
《植物保护学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨短短芽胞杆菌菌株011对植物病原真菌的防控效果,采用平皿打孔法测定菌株011粗提液对14种植物病原真菌的抑制作用,并以番茄早疫病为研究对象,研究了其抑菌机理。结果显示,菌株011粗提液对14种病原真菌均有抑菌活性,其中对番茄早疫病菌的抑菌活性最强,抑菌率达45.9%;菌株011粗提液能导致番茄早疫病菌菌丝生长异常,抑制孢子萌发;对番茄早疫病菌菌丝生长的EC50为71.4 mg/m L,对孢子萌发的EC50和MIC分别为0.12 mg/m L和0.8 mg/m L;该粗提液能引起番茄早疫病菌菌丝的脂质过氧化程度和细胞内过氧化氢含量上升,菌丝细胞膜的蛋白质合成量下降,当粗提液浓度高于50 mg/m L时,菌丝细胞膜的麦角甾醇合成量下降;该粗提液还能降低番茄早疫病菌胞外果胶酶和纤维素酶的活性。研究表明,菌株011粗提液可作为生防制剂应用于植物病原真菌的防治。
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水稻斑马叶突变体zebra1349的表型鉴定及基因精细定位
《作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：从恢复系育种材料[R128//(R318/R1025)F1]F6中获得一个新的斑马叶突变体zebra1349,突变体秧苗期如果不移栽,与野生型一样表现绿色,移栽后5 d新抽出的叶片包括叶鞘会呈现出与叶脉垂直的黄绿相间的条纹,移栽后30 d抽出的叶片又表现正常绿色,成熟期主要农艺性状与野生型无明显差异。与野生型相比,突变体六叶期斑马叶黄区部位的总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量分别下降了55.86%、61.02%、39.34%和47.03%。透射电镜(TEM)观察表明,突变体斑马叶绿区部位叶绿体发育正常;黄区部位叶肉细胞中叶绿体结构异常,类囊体膜退化和分解严重,类囊体基粒片层数量明显减少,片层间距拉大,排列疏松。对zebra1349与正常叶色品种杂交F1、F2代的遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控。利用1192株zebra1349/02428 F2隐性定位群体,最终把ZEBRA1349基因定位在水稻第12染色体In Del标记indel39和indel44之间,其遗传距离分别为0.04 c M和0.17 c M,根据日本晴基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为89 kb。本研究为ZEBRA1349基因的图位克隆和功能研究以及分子标记辅助育种奠定了基础。
关键词： 水稻(Oryza sativa L.) 斑马叶突变体 叶绿体 基因精细定位
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基于微生物分离培养的超级杂交水稻深两优5814种子内生细菌多样性研究
《杂交水稻 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：采用传统微生物分离培养方法研究了超级杂交水稻深两优5814种子内生细菌群落多样性。结果表明,深两优5814种子内生菌包含49个操作分类单元(OTU),分属厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)及放线菌门(Actinobacteria)类群。第1优势菌属为芽孢杆菌属(Bacillus),丰度为37.5%,第2优势菌属为Fictibacillus,丰度为12.5%,第3优势菌属为克雷伯氏菌属(Klebsiella),丰度为7.5%。相比采用克隆文库的非培养方法,传统微生物分离培养方法获得的种子内生菌更丰富。
关键词： 超级杂交水稻 深两优5814 微生物分离培养 种子内生细菌 多样性
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脱甲河农业流域土壤沉积物氮素时空分布与N2O释放
《环境科学学报 》 2016 CSCD
摘要：为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段（S1、S2、S3和S4）稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）及水体溶存氧化亚氮（N2O）浓度进行了连续10个月的监测,并利用双层扩散模型法对水系N2O排放通量进行了估算.结果表明:脱甲河流域稻田-岸坡-河底沉积物NH4+-N含量逐渐升高,NO3--N含量逐渐降低,其中,岸坡及河底沉积物土壤中的氮主要以NH4+-N形式为主,均值分别为（7.38±0.62）mg·kg-1和（16.49±1.70）mg·kg-1;稻田土壤和脱甲河水体中的氮主要以NO3--N为主,均值分别为（7.40±0.81）mg·kg-1和（1.55±0.03）mg·L-1.水体溶存N2O浓度范围在0.0057.37μmol·L-1之间,均值为（0.54±0.05）μmol·L-1;扩散通量在-1.111811.29μg·m-2·h-1之间,均值为（130.10±12.04）μg·m-2·h-1,每年向大气输出的N2O量为11.40 kg·hm-2.其中,在早稻生长初期和早晚稻收割、栽种交替时段N2O输出量达到高峰.空间上,N2O扩散通量表现为S1
