小麦细胞分裂素受体基因TaHK1的生物信息学及表达特性分析

孙丽静; 赵慧; 吕亮杰; 张颖君; 胡梦芸; 刘茜; 李辉; 《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：细胞分裂素在植物发育和应对盐渍、干旱等非生物胁迫的过程中均扮演着重要的角色。为了研究小麦细胞分裂素受体基因的功能,利用已知的拟南芥细胞分裂素受体基因AHK4(At2g01830)为参考序列,使用同源克隆的方法从小麦基因组中得到同源性最高的基因TRIAE_CS42_4DS_TGACv1_362760_AA1181940(Ensembl Plants),命名为TaHK1。生物信息学分析表明,TaHK1位于小麦4D染色体上,编码的蛋白由996个氨基酸组成,分子质量为109. 70 ku,等电点为5. 71; TaHK1蛋白二级结构由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角4种构象组成;亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞膜的可能性较大,跨膜结构域预测其具有2个跨膜域;蛋白保守结构域分析发现,TaHK1具有典型的细胞分裂素受体的完整结构域,并且含有87个磷酸化位点。表达谱分析显示,TaHK1在根、茎、叶、雄蕊和小穗等各个组织有广泛表达;此外,TaHK1表达量受低磷胁迫和多种病原菌侵染诱导,而受干旱胁迫抑制,推测其在小麦生长发育、抵御干旱胁迫和病原菌侵染过程中可能发挥重要作用。

关键词： 小麦 细胞分裂素受体 TaHK1 生物信息学分析 基因表达

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作物水肥耦合类型量化方法在华北冬小麦水氮配置中的应用

张经廷; 吕丽华; 张丽华; 董志强; 姚艳荣; 姚海坡; 申海平; 贾秀领; 《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：[目的]研究一种作物水肥耦合类型量化方法及基于这种方法的华北冬小麦水氮优化配置,丰富作物水肥耦合分析方法,为促进冬小麦水肥协同高效生产提供理论基础和实践依据.[方法]根据作物相对产量的真实值与理论值的差异显著性来判定某一具体水肥组合的耦合类型.2006-2016连续10年在黄淮北部进行了冬小麦季不同水氮处理的大田定位试验.裂区设计,灌水量为主区,设春灌1水(拔节期75 mm,W1)和2水(拔节期和开花期各75 mm,W2)两个处理;施氮量为副区,设5个水平,分别为0 (N0)、60(N60)、120(N120)、180(N180)、240 kg·hm-2(N240),共10对水氮组合.研究冬小麦不同水氮组合的耦合类型及其年际转换特征,确选适宜的水氮配置.[结果]某一水肥组合相对产量真实值经统计检验显著高于其理论值,此水肥组合的水肥耦合类型即为"协同"(水肥互相促进);真实值显著小于理论值,水肥耦合类型即为"拮抗"(水肥互相限制);真实值与理论值没有显著差异,水肥耦合类型即为"加和"(水肥互不影响).冬小麦W2与不同施氮水平(Nx)组成的水氮组合的耦合类型及其年际变化特征受施氮水平的影响显著.W2N60水氮耦合类型10年平均为"拮抗",定位第1-2年灌水限制施氮的增产作用,施氮限制了灌水的增产作用,水氮"拮抗";定位第3-5年耦合类型转变成"增水促氮,增氮促水"的"协同";定位第6-10年又转为"拮抗".W2N120的耦合类型在定位第1-4年为"加和",第5年起就转为"协同",10年平均为"协同".施氮超过120 kg·hm-2的两水氮组合W2N180与W2N240的耦合类型各年度均为水氮互不影响的"加和".[结论]基于作物相对产量真实值与理论值差异的显著性来定量判定某一特定水肥组合的耦合类型具有较强的可行性.黄淮北部冬小麦生产中, W2N120组合水氮协同增产效果显著,耦合类型长期为"协同",因此,在一定年限内可作为该区冬小麦季适宜的水氮配置,年均产量水平维持在8.5 t·hm-2左右.

关键词： 水肥耦合类型 量化方法 冬小麦 华北平原 水氮配置

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谷子抗病相关基因SiRAR1的克隆及表达分析

白辉; 宋振君; 宋丹丹; 王永芳; 全建章; 董志平; 李志勇; 《农业生物技术学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：Mla12介导的抗性所需基因(required for Mla12-mediated resistance,RAR1)作为植物抗病信号途径中的重要元件,广泛参与植物的抗病反应.为研究谷子(Setaria italica)中SiRAR1的结构与表达特征,本研究以抗病材料'十里香'叶片cDNA和基因组DNA为模板,分别克隆到SiRAR1基因的CDS序列和启动子序列,利用生物信息学软件分析了其编码氨基酸的生物学特征,采用qRT-PCR分析该基因在谷子不同组织部位和谷子响应谷锈菌(Uromyces setariae-italicae)胁迫反应中的表达模式,用SDS-PAGE技术分析该基因的原核表达特征.结果表明,SiRAR1基因开放阅读框全长765 bp,编码254个氨基酸(GenBank No.MK814879),预测分子量为28.04 kD,理论等电点为8.13.该蛋白的最大二级结构为无规则卷曲,最小元件为β-转角.氨基酸同源性的系统进化分析表明,SiRAR1与同科植物的进化关系最近,其中与糜子(Panicum miliaceum)第12号染色体的基因假定蛋白C2845_PM12G15490(hypothetical protein C2845_PM12G15490,GenBank No.RLM79685.1)同源性最高(92.44%).qRT-PCR分析表明,SiRAR1基因在谷子的根、茎、叶、穗中均有表达,其中在根部的表达量最高,茎部表达量最低,孕穗期和抽穗期的穗部表达水平相近;在谷锈菌侵染处理下,SiRAR1基因在抗病材料'十里香'中于12 h开始上调表达,至36 h表达量达到峰值,在感病材料'豫谷1号'中于96 h上调表达,且在'十里香'中的表达量峰值为'豫谷1号'中的3倍(P<0.01),在豫谷1号中的表达量峰值为'十里香'中的1.6倍(P<0.05),表明较感病植株相比,SiRAR1基因在抗病植株中的上调表达时间更早、持续时间更长、表达量上调幅度更强,推测SiRAR1基因可能在谷子抗病反应的早期起正调控作用.构建的原核表达载体pET30a-SiRAR1经0.1和0.4 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG)诱导均能表达出表观分子量约为33 kD的SiRAR1融合蛋白.上述实验结果为进一步研究SiRAR1基因功能与谷子抗病机制提供了重要的理论依据.

关键词： 谷子 谷子Mla12介导的抗性所需基因(SiRAR1) 谷锈菌 qRT-PCR 原核表达

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谷子品种登记实施进展与建议

李荣德; 程汝宏; 陈应志; 孙海艳; 史梦雅; 《种子 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：谷子是起源于我国的传统特色古老作物,具有抗旱耐瘠、水分利用效率高、适应性广的特点,是发展绿色农业、节水农业和可持续农业的重要作物.食用小米等杂粮逐渐成为人们改善生活膳食,追求健康生活的选择.当前,包括谷子在内的特色作物逐渐成为地方打破传统种植结构,发展特色优势产业的作物.只有完善非主要农作物品种管理制度,做好特色种业技术服务,才能引导新品种选育满足特色农业绿色高质量发展的市场需求.本文分析了2017年5月非主要农作物品种登记制度正式实施以来我国谷子品种登记的基本情况,针对存在不足,提出了相关建议.

关键词： 谷子 品种登记 进展 建议

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棉铃疫病生防细菌筛选、鉴定及制剂防治效果

鹿秀云; 李宝庆; 张晓云; 郭庆港; 马平; 李社增; 《植物保护学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：为有效防治由苎麻疫霉Phytophthora boehmeriae引起的棉铃疫病,采用平板对峙培养法、离体试验和田间小区试验对棉花、玉米、番茄、黄瓜等作物根围细菌进行筛选,结合形态学观察、16S rDNA序列分析及Biolog微生物自动鉴定系统对筛选出的生防细菌进行分类鉴定,并通过离体试验对优秀生防菌2种制剂的防治效果进行评价。拮抗细菌初筛试验结果表明,在供试的1 250株作物根围细菌中,399株细菌菌株有良好的抑菌能力,其中40株拮抗细菌菌株抑菌率在80.00%以上,菌株HMB22922抑菌能力突出,对棉铃疫病菌的抑菌率为85.71%,抑菌带宽10.0 mm。室内筛选试验结果表明,菌株HMB22922、HMB23917和HMB21405的病情指数显著低于空白对照,与化学药剂对照间差异不显著,人工接种苎麻疫霉5 d和7 d后,3株菌株对棉铃疫病的防治效果分别为73.92%、69.58%、56.54%和81.34%、66.67%、64.60%。田间筛选试验结果表明,菌株HMB22922培养液对棉铃疫病的田间防治效果为47.12%～58.64%,优于其它2株供试菌株,与化学药剂的防治效果相当且防治效果稳定。生防菌株HMB22922经形态学观察、序列分析和和微生物鉴定系统被鉴定为萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus。人工接种苎麻疫霉5、7和12 d时,以菌株HMB22922为有效成分的2.5′109 CFU/mL萎缩芽胞杆菌悬浮剂的防治效果分别为86.33%、78.66%和64.44%,均优于其相同菌量培养液的防治效果。

关键词： 棉铃疫病 生防细菌 苎麻疫霉 棉花 微生物杀菌剂

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复合改良物料对滨海盐土的改土降盐效果与综合评价

张晓东; 李兵; 刘广明; 孙建平; 鲁雪林; 王秀萍; 《中国生态农业学报(中英文) 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：为实现泥质滨海盐土低成本快速脱盐后种植经济作物,本研究以磷石膏、牛粪、腐殖酸和玉米秸秆为复合改良物料的原料,利用了"深翻耕、浅改良、高垄作、少滴灌"农艺措施和耐盐植物梯次种植的生物措施,采取L16(45)正交设计开展试验研究,系统分析了不同复合改良物料对泥质滨海重盐土的改土降盐和对经济作物黄蜀葵的增产效果;应用模糊数学评判原理与方法,综合评价了各复合改良物料的改土降盐与增产效应,确定出适合滨海泥质盐土应用的优选复合改良物料.结果表明:在"翻耕40 cm,改良30 cm,起垄15 cm,滴灌土壤基质势控制在-10 kPa,前茬种植田菁"的综合农艺措施条件下,本研究中物料成本在2.55~6.01元-m-2的各复合改良物料对泥质滨海盐土均有显著的改土降盐效果,0~10 cm土层土壤盐分含量均由10.86 g·kg-1下降到2.0 g·kg-1以下,10~20 cm土层土壤盐分含量下降到2.5 g·kg-1以下;0~10 cm土层土壤有机质增加到12 g·kg-1以上,土壤碱解氮和有效磷含量提升明显,土壤大团聚体含量增加2.41~7.62倍.以土壤盐分含量、pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、微团聚体为评价指标,结合物料成本,筛选出适宜于滨海泥质重盐渍土的最优复合改良物料:22500 kg·hm-2磷石膏+105 m3·hm-2有机肥+3750 kg·hm-2腐殖酸+45 m3·hm-2玉米秸秆,该最优复合物料应用两年后,土壤有机质、碱解氮含量最高,与对照相比分别增加181.87%和130.52%,物料施用成本仅4.05-m-2.

关键词： 滨海盐土 复合改良物料 农艺措施 耐盐植物 土壤含盐量 土壤养分 盐碱地改良

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基于增氧加压功能的盐碱地滴灌装置设计

左永梅; 刘雅辉; 孙建平; 张虹伟; 李欣明; 《节水灌溉 》 2019 北大核心

摘要：盐碱地土壤通透性差,土壤内部氧气不足,导致植物出苗难、死苗多、生长困难.针对这一问题,设计了一种基于增氧加压功能的滴灌装置专门用于盐碱地灌溉,该装置包括水箱、氧气输送机构、水压增压机构以及液体输送机构,水箱用于容纳液体,氧气输送机构的输出端与水箱的内腔联通;水箱设置有出水口,出水口能够与液体输送机构联通;水压增压机构设置于液体输送机构上.不仅解决了现有技术中存在的滴灌装置滴灌效率低的技术问题,还利用氧气输送机构和水压增压机构,增加滴灌装置水箱中液体的含氧量,提升植物根茎对水肥的吸收能力和液体远距离输送能力,有效提高了水资源利用率和节水率,为盐碱地区农业滴灌技术的研究提供了参考.

关键词： 增氧加压 盐碱地 滴灌

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有机肥连续施用对土壤剖面有机碳分布的影响及其与重金属的关系

王怡雯; 许浩; 茹淑华; 苏德纯; 《生态学杂志 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：应用大田定位试验方法,研究了连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳和易氧化有机碳的分布特征,并与相应的重金属含量进行了相关性分析。结果表明:连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳主要累积在0～15 cm土层,其含量随土层深度的增加而降低。施用高量鸡粪时,有机碳可迁移到15～30 cm土层,易氧化有机碳可迁移到60～90 cm土层;施用猪粪和污泥时,有机碳均未发生明显的迁移现象,但高施用量处理下易氧化有机碳可迁移至60～90 cm土层。施用猪粪和污泥后,土壤剖面各层中易氧化有机碳占总有机碳的比例显著增加,且均高于施用鸡粪。施用不同有机肥后土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳分布和Cu、Zn、Cd具有显著正相关。

关键词： 有机肥 土壤剖面 有机碳 易氧化有机碳 重金属

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夏秋季设施番茄绿色防控必须走好前三步

潘阳; 邸垫平; 孙祥瑞; 杨菲; 张尚卿; 孙茜; 《中国蔬菜 》 2019 北大核心

摘要：夏秋季设施番茄生产中,健康保障性绿色防控技术成败的关键在前三步,从维护幼苗健壮和提高植株自身抗性入手,抓住茎基腐病、病毒病和传毒媒介昆虫等主要病虫害防治的关键节点,帮助番茄顺利度过高温高湿和强光照季节。番茄具有喜温、喜光、喜肥的特性,但是又不耐强光和高温。夏秋季设施番茄种植正值高温强光季节,同时又是各种传毒媒介害虫为害传毒高峰

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大豆品种对花叶病毒病株系SC3的抗性鉴定与农艺性状评价

王静华; 王凤敏; 秦君; 杨永庆; 闫龙; 刘兵强; 谷峰; 冯燕; 张孟臣; 赵宝华; 杨春燕; 《植物遗传资源学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：黄淮和长江中下游地区花叶病毒主要流行株系SC3,对大豆产量有很大的影响,本研究利用室内接种鉴定的方法研究217份大豆资源对SC3的抗性,同时调查田间接种SC3后,SC3对不同抗病品种的农艺性状和品质性状的影响。为大豆抗花叶病毒病抗病品种的生产应用提供数据支持,同时为选育抗病品种提供抗性亲本。2012-2014年连续3年采用人工汁液摩擦法接种SC3,在温室鉴定217份大豆种质的病毒抗性,根据分析结果,随机选取不同抗病类型材料30份,其中抗病品种10份,中感品种10份,高感品种10份,于2013-2014年间在藁城堤上试验站进行田间接种鉴定,研究SC3对不同品种的产量相关性状和品质性状的影响。217份大豆资源SC3的鉴定结果表明:第一类抗病品种,包括免疫品种4份,占1.84%;高抗品种2份,占0.92%;中抗品种35份,占16.13%;第二类中感品种,包括中感品种92份,占42.40%;第三类高感品种,包括感病品种3份,占1.38%;高感品种81份,占37.33%。SC3对不同抗性品种的单株粒重、株高、主茎节数、蛋白和油份影响不同。第一类抗性品种的单株粒重、株高、主茎节数、蛋白和油份含量下降不显著;第二类中感品种的单株粒重、主茎节数、蛋白和油份含量下降不显著,其株高因品种差异表现出不同程度的下降;第三类高感品种的单株粒重、株高、主茎节数、蛋白和油份含量下降显著。研究表明SC3对不同抗性品种的农艺性状和品质性状的影响不同,对同种抗病类型不同品种的农艺性状和品质性状的影响也不同。SC3对抗病品种和中感品种的多数农艺性状和品质性状的影响不显著,这两类品种适合作为育种材料进行抗性育种。

关键词： 大豆 花叶病毒 抗性鉴定 农艺性状

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