长期施肥对水稻土剖面氨氧化古菌和细菌丰度及组成的影响

田美洁; 郭俊丽; 黎娟; 葛体达; 唐海明; 贺志理; 刘毅; 《土壤学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：长期施肥影响稻田土壤理化性质和硝化微生物群落,但长期施肥对稻田不同土层氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落结构的影响尚不明确.以湖南宁乡稻田不同施肥制度长期定位试验为平台,选取不施肥(CK)、施秸秆有机肥(ST)、有机-无机肥配施(OM)和施全量化肥(NPK)4个处理,采用实时荧光定量PCR和Illumina MiSeq测序等技术,系统分析稻田不同土层(0~10、10~20、20~30和30~40 cm)理化性质和AOA、AOB丰度及组成的变化.结果表明,ST、OM和NPK处理显著提高各土层有机碳(SOC)、全氮(TN)、有效磷(Olsen-P)的含量及硝化势(NP),降低土壤pH.各处理中SOC、TN、碱解氮(AHN)和Olsen-P的含量及NP随土壤深度的增加而降低,pH则表现出相反趋势.CK处理土壤AOB丰度均高于AOA的丰度,ST、OM和NPK处理促进AOA的生长,三种施肥处理中各土层AOA/AOB在0.77~31.28之间,表明AOA在硝化过程中具有潜在作用.长期施肥均显著富集AOA中的Nitrosocosmicus和AOB中的Nitrosolobus.冗余分析(RDA)表明AOA、AOB的垂直分布特征受不同施肥措施和土层分化的影响,Olsen-P和pH分别是驱动土壤AOA和AOB群落结构演替的核心因子.

关键词： 长期施肥;水稻土;垂直分布;氨氧化古菌;氨氧化细菌

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湖南省不同种植制度农田土壤肥力长期演变特征

宫殿林; 张文钊; 罗尊长; 高菊生; 郑超; 洪曦; 曾希柏; 董春华; 程爱武; 汤春纯; 李荣; 何运祥; 毛卫华; 涂赛军; 《农业现代化研究 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：明确不同种植制度农田肥力长期演变特征可为选择合适种植制度以提升耕地质量提供参考依据.以湖南省12个国家和省级农田长期定位试验点的种植制度试验为研究对象,选择当地习惯施肥条件下的水稻—水稻—黑麦草(RRR)、水稻—水稻—紫云英(RRC)、水稻—水稻—大麦(RRB)、水稻—水稻—冬闲(RRW)和水稻—水稻—油菜(RRO)5种双季稻模式,烤烟—水稻(RT)、水稻—冬闲(RW)、水稻—油菜(RO)和水稻—绿肥(RG)4种一季稻模式,棉花—油菜(CR)、大豆—红薯(SS)和玉米—萝卜(MR)3种旱作模式,研究其土壤基础肥力指标和综合肥力的演变趋势.结果表明,双季稻模式有机质含量高于旱作模式,长期习惯性施肥条件下,除RRO、RT和RW有机质含量下降外,其余均有上升.RRW、RRO、RT和RW全氮含量相对较高但均有下降,其余则均有增加.RRO和RG碱解氮含量下降明显,而旱作模式均呈增加趋势.RRO和RRW速效磷含量下降明显,而旱作模式年均增加约1.23~4.76 mg/kg.双季稻模式速效钾含量均有下降,而一季稻和旱作模式除RT和MR增加外呈下降趋势或无明显变化.双季稻模式综合肥力下降,而一季稻和旱作模式均有上升.研究表明,湖南省不同种植制度农田肥力变化差异较大,双季稻模式应控氮重钾,一季稻模式应减施氮磷,旱作模式应培肥地力和控施磷肥.

关键词： 土壤有机质 综合肥力 长期定位试验 农田 种植制度

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拟南芥EMB1513基因调节早期胚胎发育及模式建成

李子慧; 李淑勤; 陈洪宇; 徐亚星; 赵洁; 《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：拟南芥胚胎发育经历高度有序的细胞分裂、生长、分化及器官原基形成的复杂过程,并受到许多基因的精确调控。本研究利用胚珠整体透明、GUS染色、植株杂交等技术,探究拟南芥早期胚胎发育及模式建成中EMB1513基因的功能。研究发现,在emb1513/+的T-DNA插入突变体角果中有24.08%白化胚珠,其胚胎发育异常,最终种子败育。EMB1513基因在各器官中广泛表达,叶片表达量较高。利用4个胚胎特定位置表达的marker基因ML1、STM、SCR和WOX5,发现纯合突变体胚胎中表皮细胞部分未分化完成,顶端分生细胞分裂紊乱,内皮层细胞数量减少,静止中心细胞辐射状扩大,表明EMB1513基因对调节早期胚胎发育及模式建成具有重要作用。

关键词： 拟南芥 胚胎发育 模式建成 EMB1513

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南方典型镉污染稻田土壤有效态镉预测模型研究

周峻宇; 谷雨; 刘琼峰; 吴海勇; 周旋; 唐珍琦; 李明德; 《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：为了更好地指导重金属镉污染稻田实施土壤修复、管控土壤镉毒害风险,以我国南方典型镉污染稻田为研究对象,基于316个监测点位的土壤镉及理化性质指标测定,分析土壤有效态镉含量与土壤理化因子间的相互关系,并通过逐步多元回归方程,建立稻田土壤有效态镉的预测模型.结果表明,土壤总镉、有效锌、有效硫、有效磷及有效铜是影响南方稻田土壤有效态镉含量的主要因素.通过区域调研,借助逐步回归分析得到南方稻田土壤有效态镉含量的预测模型方程:Cdext=-0.006+0.371(Cdtot)+0.014(A-Zn)+0.001(A-S)-0.001(A-P)+0.006(A-Cu),模型预测达极显著水平(P<0.001),决定系数(R2)为0.745.故以上述5个土壤因子建立的回归模型可实现较好的预测水平,为镉污染稻田的土壤修复提供参考.

关键词： 镉污染稻田 有效态镉 影响因素 预测模型

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水稻半矮杆突变体‘双辐矮糯’的农艺性状与遗传分析

张林金; 袁定阳; 刘桃李; 谭颖; 杨震; 曾建光; 王学华; 谭炎宁; 《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：倒伏是影响水稻（Oryza sativa L.）生产的重要因素，半矮杆是协调高产和抗倒性的理想资源。前期通过辐射诱变‘湘辐糯1号’获得了半矮杆突变体‘双辐矮糯’。本研究分析了‘双辐矮糯’的茎节配置特点、基本农艺性状及其遗传规律。结果表明：‘双辐矮糯’株高较‘湘辐糯1号’（133.13 cm）降低了24.88 cm，穗、第1节和第2节长度显著缩短，降幅分别达到18.10%、23.06%和19.13%，而第3、4、5节长度缩短程度不明显，表明其株高突变基因主要控制穗和高位茎节的伸长。‘双辐矮糯’的单株有效穗为10.4个，是‘湘辐糯1号’（5.2个）的2.04倍，其强分蘖能力确保了在每穗总粒数下降20.24%和千粒重下降7.51%情况下单株产量仍表现出25.26%的增长。品质分析发现，‘双辐矮糯’的粒长、粒宽、长宽比等外观品质指标及直链淀粉含量、胶稠度等食味品质指标与‘湘辐糯1号’无显著差异，说明‘双辐矮糯’株高的下降未对外观品质与食味品质产生不利影响。遗传分析发现，48对SSR标记在‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’间扩增出了完全一致的基因型，二者遗传背景相似度达到了100.00%，证实了‘双辐矮糯’是源于‘湘辐糯1号’的真实变异。利用‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’构建了2个正反交F2群体，分析发现群体中半矮杆植株与野生型植株理论分离比符合1∶3，表明半矮杆性状受一个隐性细胞核基因控制。本研究明确了‘双辐矮糯’的株高表型和遗传特点，为深入挖掘其育种价值奠定基础。

关键词： 水稻 双辐矮糯 株高 半矮杆 突变体

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小故事 大情怀-杂交水稻国际推广的故事分享

方志辉; 吕慧英; 韩晓磊; 《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：“发展杂交水稻，造福世界人民”是袁隆平院士一生的心愿与梦想。早在1980年，杂交水稻作为中国农业科技专利就已经转让给了美国。多年来中国杂交水稻技术一直处于世界领先水平，如今中国杂交水稻已推广至60多个国家和地区，在越南、印度、菲律宾、孟加拉国、巴基斯坦、美国、巴西、马达加斯加等国已经实现杂交水稻的商业化育种与生产，海外种植面积每年达800万公顷，平均每公顷产量比当地优良品种高出2吨左右。

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施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响

胡旺; 赵杭; 周旋; 王艺哲; 张含丰; 张玉平; 《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力.本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH4+-N浓度的影响.供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0~20 cm 土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200kg N·hm-2.结果表明:施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异.麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了 23.6%~53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7~13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高.整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥.麻砂泥土壤<4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH4+-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3~10.5倍.回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素.Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平.总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH4+-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失.

关键词： 生物炭 南荻 水稻 氨挥发 pH

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基于富集因子法与MLR-APCS模型应用的农田土壤重金属人为来源定量识别

李延雪; 张梦竹; 舒莎莎; 邹君晗; 焦伟; 周峻宇; 《环境工程 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：准确定量识别农田土壤重金属的人为污染来源对于后续实施精准防控具有重要意义。采集典型农业区土壤样品，基于富集因子法和多元线性回归-绝对主成分得分（MLR-APCS）模型对农田表层土壤重金属的人为来源进行定量识别研究。结果表明：研究区农田表层土壤中Pb、Cu、Zn、Cr、Ni均受到不同程度的人为污染影响，其平均含量相比当地背景土壤分别提高了112.37%、71.21%、59.38%、69.67%和64.54%。5种重金属富集因子顺序为Pb＞Cu＞Cr＞Ni＞Zn。其中，Pb总体已达到中等富集水平，来自人为污染源含量占比超过50%。基于人为源重金属含量，大气沉降和有机肥施用被识别为该研究区2种主要人为重金属污染来源。MLR-APCS模拟进一步表明：大气沉降对Pb、Cr、Ni的污染贡献率分别为42.41%、37.58%和37.26%,而有机肥施用对Cu、Zn的污染贡献率分别为41.67%和39.39%。综上，提出了一种可靠的农田土壤重金属人为来源定量识别方法，可推广应用于其他相似区域。

关键词： 重金属 人为来源 富集因子 MLR-APCS模型 农田土壤

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大肠杆菌表达类黄酮O-甲基转移酶合成槲皮素甲基化衍生物

田苗苗; 郭佳婧; 刘娟; 单杨; 《食品与生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：苷皮素是一种重要的柑橘类黄酮,具有抗菌、抗炎和抗氧化等生物学活性,但水溶性和脂溶性较差,研究表明可通过甲基化提高其代谢稳定性和生物利用度,目前微生物转化法是获得甲基化槲皮素的良好方法.作者筛选了 11种不同来源的类黄酮0-甲基转移酶(FOMT),并根据甲基化位点进行分类构建相应的大肠杆菌工程菌,以槲皮素为底物进行发酵分别合成了 4种单0-甲基槲皮素(柽柳黄素、鼠李素、异鼠李素和3-0-甲基槲皮素),最高产量分别为31.17、11.17、8.90、52.95 mg/L.随后构建了大肠杆菌共培养体系,分步添加含有MpOMT4和OsNOMT的重组大肠杆菌全细胞催化剂,并通过调整体系中两种菌体的比例和生物量,最终确定菌体细胞质量浓度为24 g/L(以细胞干质量计)、两种菌体质量比为1:2时,4',7-二甲氧基槲皮素的最高产量为21.56 mg/L.

关键词： 槲皮素 类黄酮0-甲基转移酶(FOMT) 槲皮素甲基化衍生物 生物合成

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红火蚁工蚁受侵扰的行为反应强度与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系研究

马琳; 陈浩涛; 任麒麟; 张蕾; 江幸福; 《环境昆虫学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：红火蚁Solenopsis invicta Buren的防御行为是其被认定为社会性昆虫的关键特征之一.红火蚁蚁巢受到侵扰时,工蚁会快速涌出搜寻侵扰物并展开攻击.然而,蚁巢受侵扰后工蚁的行为反应与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系有待进一步明确.为此,本研究通过野外视频记录并结合室内统计分析的方法来明确不同大小的红火蚁蚁巢受侵扰后工蚁反侵扰行为的动态过程.结果表明,蚁巢大小和受侵扰强度对蚁巢受侵扰后工蚁的反应速度具有显著影响.同等侵扰强度下,与中、大型蚁巢相比,小型蚁巢的工蚁往往表现出更慢的行为反应.尤其在低侵扰强度时,小蚁巢工蚁的反应时间平均0.8 s,而中蚁巢和大蚁巢均仅为0.34 s.当侵扰强度相同时,蚁巢越大,受侵扰后召集工蚁的数量越多;当蚁巢大小相同时,侵扰强度越高,召集工蚁的数量越多.但无论是蚁巢大小还是侵扰强度的不同,红火蚁蚁巢受侵扰后,召集工蚁的数量到达峰值的时间均为30 s左右.研究结果为进一步了解红火蚁的防御行为,科学预防红火蚁的攻击,以及有效开展红火蚁的防治提供了重要的实验依据.

关键词： 红火蚁 蚁巢大小 侵扰强度 工蚁 防御反应

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