科研产出
多年生黑麦草对Pb、Cd胁迫的响应及富集能力研究
《草业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：研究了铅(Pb)、镉(Cd)及Pb-Cd复合胁迫对多年生黑麦草生长发育的影响,了解多年生黑麦草修复Pb、Cd污染土壤的潜能,为农田土壤的污染修复工作提供技术支撑和应用借鉴。以人工盆栽的方法,Pb设0,300,500,1000,1500mg/kg 5个处理,Cd设0,0.3,3,10,50,100mg/kg 6个处理,Pb-Cd复合胁迫设Pb_0Cd_0,Pb_(300)Cd_0.3,Pb_(500)Cd_(0.3),Pb_(1000)Cd_(0.3),Pb_(1500)Cd_(0.3),Pb_(300)Cd_(10),Pb_(500)Cd_(10),Pb_(1000)Cd_(10),Pb_(1500)Cd_(109)个处理。测定Pb、Cd单一及复合胁迫下,多年生黑麦草种子发芽势、发芽率、发芽指数、简化活力指数,叶片叶绿素含量,净光合效率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAR)、光能利用率(LUE),根、茎、叶各器官Pb、Cd含量,并计算各处理富集系数。结果表明,低浓度Pb离子(300,500 mg/kg)对多年生黑麦草种子发芽影响不显著,高浓度Pb离子(1000,1500mg/kg)抑制种子发芽,低浓度Cd离子对种子发芽势及发芽率具有促进作用,Cd离子浓度超过10mg/kg,则表现显著抑制种子发芽;Pb、Cd单一胁迫下,随Pb离子浓度的增加,叶片叶绿素含量呈递增趋势,随Cd离子浓度增加,叶绿素含量呈递减趋势。Pb离子浓度在0~1500mg/kg范围,Cd离子浓度在0~100mg/kg范围,Pb、Cd离子单一胁迫下,净光合效率均表现先降低,后升高的变化趋势,Pb浓度为1000 mg/kg时Pn达到最大值,为21.59μmol CO_2/(m~2·s);Cd浓度为10mg/kg时,Pn达到最大值,为22.67μmol CO_2/(m~2·s);Pb、Cd单一胁迫处理,随Pb、Cd浓度的增加,多年生黑麦草富集系数表现降低趋势。Pb-Cd复合胁迫对种子发芽抑制作用大于Pb、Cd单一元素胁迫;Pb、Cd及Pb-Cd复合胁迫,多年生黑麦草根、茎、叶吸收Pb、Cd离子顺序均为根>叶>茎;多年生黑麦草对Cd离子吸收富集效应较Pb离子更为显著,对轻度Pb、Cd污染土壤修复效果更为明显。
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东北黑土微生物群落对长期施肥及作物的响应
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为表征长达35年轮作与施肥条件下东北黑土微生物群落特征,解析长期施肥及作物对土壤微生物丰度和群落结构的影响,探讨东北黑土微生物群落变化与施肥及不同作物间的相互关系,为进一步改良耕作制度与施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院长期定位试验站,选取玉米和大豆两种作物季的4个不同施肥处理:不施肥处理(CK)、有机肥处理(M)、无机肥处理(NPK)和有机肥配施无机肥处理(MNPK)的耕层土壤为研究对象,处理前加字母m表示玉米季样品,加字母s表示大豆季样品。借助Illumina Miseq高通量测序平台和Real-time PCR技术,以16S rRNA基因为分子标靶,研究作物与施肥方式对黑土中微生物群落结构和丰度的影响,分析群落变化与土壤化学性质的相关性。【结果】玉米季土壤16S rRNA基因拷贝数(6.32×10~8—8.83×10~8/ng DNA)比大豆季的低(0.96×10~9—2.30×10~9/ng DNA);玉米季土壤微生物多样性(ACE指数为3 674.58—4 034.84)也低于大豆季(ACE指数为4 167.47—4 887.36);玉米季的细菌丰度以Acidobacteria(24.47%—27.90%)最高,而大豆季丰度最高的是Proteobacteria(27.78%—34.40%),Bacteroidetes和Actinobacteria丰度在两季作物中差异明显。同一作物季的有机肥无机肥配施处理的16Sr RNA基因拷贝数高于无机肥处理,且有机肥配施无机肥处理的微生物α多样性指数也比无机肥处理的高(sMNPK的Chao1指数比sNPK高出11.89%);不同施肥处理之间群落组成存在差异,Alphaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理的相对丰度分别比sCK增加3.31%、5.24%;Gammaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理均比sCK处理增加1.72%和1.2%,二者相对丰度变化大。相关性分析显示,16Sr RNA基因拷贝数与土壤硝态氮和速效钾正相关;微生物菌落多样性指数与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾等化学性质密切相关。【结论】东北黑土不同作物季和不同施肥均会影响土壤微生物丰度、α多样性和群落结构。有机肥无机肥配施能够有效改变微生物群落结构,提高微生物的丰度和多样性,并提高土壤p H,减缓土壤酸化。
玉米乳熟期茎秆木质素含量的遗传分析
《玉米科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：以WBA31×K4138构建的DH群体及其亲本为试验材料,采用P1、P2与DH群体3世代主基因+多基因联合分离分析模型,对玉米乳熟期茎秆木质素含量进行遗传分析,探讨玉米茎秆木质素含量的遗传基础。结果表明,玉米茎秆木质素含量遗传符合3对加性-上位性主基因+多基因模型遗传,主基因遗传率为44.91%,多基因遗传率为43.94%,多基因效应比较明显,主基因总加性效应小于主基因间互作效应。因此,在育种时既要注重基因间的加性效应,又要考虑基因间的互作,同时要加强微效多基因的效应累加。
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东北春大豆籽粒性状的生态特性分析
《大豆科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为明确东北大豆籽粒性状的生态特性,采用东北地区代表性品种361份,于2012-2014年在东北地区北安、扎兰屯、克山、牡丹江、佳木斯、大庆、长春、白城、铁岭9个代表性地点进行了试验研究。本文将品种在所有环境下的平均值作为该品种在常规田间管理条件下获得的常规值,常规值的大小代表了品种的基因型值,用以作为与生态区值比较的标准。研究结果显示:(1)东北地区大豆的蛋白质含量、油脂含量、蛋脂总量为40.47%、21.35%和61.82%,百粒重总平均值为19.06 g。不同试点间蛋白质含量、油脂含量、蛋脂总量最大相差约2~3个百分点,百粒重最大相差约3 g;而品种间相对应性状则分别相差约8,4,6个百分点和20 g,品种间差异远大于试点间表达的平均差异。(2)品种按育成年代归类,不同育成年代品种平均值呈现一定的变异趋势,蛋白质含量和蛋脂总量随育成年代呈现下降趋势、油脂含量和百粒重呈现上升趋势,其中蛋白质含量从41.23%降至40.28%,蛋脂总量从62.16%降至61.74%,油脂含量从20.92%升至21.46%,百粒重从18.70 g升至19.29 g。但同一育成年代内品种的差异大于不同育成年代间平均值间的差异。(3)品种按熟期组归类,平均值呈现一定的变异趋势,蛋白质含量(39.97%~41.31%)呈现以MGⅠ组为底端,向早向晚均上升;油脂含量(20.42%~21.83%)与蛋脂总量(61.23%~62.92%)随熟期组变晚呈下降的趋势;百粒重在MGⅢ组(20.32 g)达到最大,在其它熟期组间(18.86~19.18 g)差异不显著。熟期组内品种籽粒性状的差异远大于熟期组间育成品种籽粒性状平均值间的差异。(4)各熟期组品种在各生态区籽粒性状的差异虽达到显著水平,但差异并不大。第Ⅰ亚区主要包括黑龙江、内蒙古北部地区,各熟期组在该地的蛋白质含量、油脂含量、蛋脂含量、百粒重平均值分别低于相应的全试验平均值约0.1~0.4、0.6~1.3和1~1.5个百分点。第Ⅱ亚区主要包括黑龙江中南部至吉林省长春地区,MG000-MGⅠ油脂含量在该地比相应的全试验平均约高0.1~0.2个百分点,百粒重高约0.45~1.1 g。第Ⅲ亚区包括黑龙江西南至吉林省东北部缺水地区,MG000-MGⅡ的蛋白质含量在该亚区比相对应的常规值高约0.3~0.5个百分点,MG000-MGⅠ的蛋脂总量在该亚区均高于相应的常规值,其中MG000高约0.5个百分点,其余各组高0.1~0.2个百分点。第Ⅳ亚区主要包括辽宁省大部地区,MG000-MGⅡ的蛋白质含量在该亚区比相应的常规值高约0.2~0.6个百分点,油脂含量比相应的常规值高约0.7~1.64个百分点,蛋脂总量则比相应的常规值高约1个百分点。第Ⅰ亚区综合生态条件并不利于大豆高品质的表达,第Ⅱ亚区综合生态条件有利于油脂含量、百粒重的表达,第Ⅲ亚区综合生态条件有利于蛋白质含量、蛋脂总量的表达,第Ⅳ亚区综合生态条件有利于各品质性状的表达。东北各亚区生态环境对籽粒品质性状的表达有一定作用,但各亚区内品种间的遗传差异更大。根据品种在各生态亚区的表现筛选出一批籽粒性状有特色的品种供育种利用。
关键词： 东北春大豆 品质性状 品种变异 育成年代 熟期组 生态特征
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不同机械改土方式对白浆土物理特性及酶活性的影响
《土壤学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：白浆土是我国东北地区主要低产土壤之一,土体中白浆层通气透水能力极差,生物酶活性很低,导致土壤表旱表涝严重,旱田作物根系有效土层一般只有20 cm左右。自20世纪80年代开始,包括深松在内的机械改土逐渐演变为白浆土的主要改良方式。为了探讨不同机械改土方式的改土效果,研究采用3种机械改土方式,依次为普通深松犁、秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁,并以普通深松犁为对照,在典型白浆土上开展改土试验。机械作业后,分别测定土壤物理性质及土壤酶活性。结果表明:秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁处理后,白浆层的硬度降低至7~9 kg cm-2,远低于对照白浆层硬度10~14 kg cm-2;固相分别为47.74%、50.13%,均低于对照53.16%;容重与对照相比分别降低了14.01%、10.19%。与对照相比,秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁降低了白浆层过氧化氢酶活性,秸秆心土混合犁处理降低了白浆层脲酶和蔗糖酶活性、增加了淀积层脲酶和蔗糖酶活性;两个处理与对照相比大豆分别增产21.34%、4.94%。秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁改善了土壤不良的理化性质,同时对土壤酶活性有很大的影响。研究为机械改良白浆土的评价方法探索了新途径。
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向日葵菌核病接种方法及品种抗病性鉴定
《植物保护 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为建立有效的向日葵菌核病田间接种鉴定方法,以核盘菌菌丝体悬浮液和孢子悬浮液作为接种物,分别对抗、感向日葵品种在现蕾期、始花期和盛花期进行人工接种,并对接种后保湿材料和保湿时间进行比较。试验结果表明:两种接种物均可使向日葵抗、感品种产生盘腐症状。用菌丝体悬浮液和孢子悬浮液接种时,浓度分别为10.0~15.0g/L和200~500个/mL,始花期接种,牛皮纸袋保湿2~4d,即可区分出向日葵品种间抗感性差异。用此方法鉴定出13个对盘腐型菌核病表现抗病的向日葵品种。
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91份俄罗斯玉米自交系的遗传多样性分析
《核农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了有效提高俄罗斯玉米种质资源的利用效率,拓宽黑龙江省玉米自交系的遗传基础,利用SSR分子标记技术研究91份俄罗斯玉米自交系的遗传多样性,并对其进行聚类分析。结果表明,50个多态性SSR标记共检测到248个等位基因,平均4.96个;位点多态性信息指数(PIC)平均为0.67,表明俄罗斯玉米自交系的遗传多样性较为丰富。聚类分析(邻近法)结果将俄罗斯玉米自交系划分为8个类群,类群I占25.27%,兰卡斯特和瑞德群各占20.88%,旅大红骨和塘四平头分别占13.19%和9.89%;类群II、类群III和P群分别占4.40%、3.30%和2.20%。俄罗斯玉米自交系类群I种质资源较为丰富,可能与光温不敏感特性有关。在遗传多样性分析基础上,利用11个SSR标记构建了91份俄罗斯玉米自交系特异分子身份证,为黑龙江省玉米杂种优势利用及育种实践提供了科学依据。
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不同有机物料还田对黑土活性有机碳组分含量的影响
《大豆科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：采用小区试验,研究大豆-玉米轮作模式下不同有机物料还田处理对黑土土壤活性有机碳及其组分变化特征的影响。结果表明:不同有机物料还田处理显著提高土壤总有机碳含量,与单施化肥(NPK)相比,配施有机肥(MNPK)、化肥配施生物炭(BNPK)、秸秆全量还田(SNPK)分别增加3.04%、2.44%、1.66%;不同有机物料还田措施下土壤水溶性有机碳含量分别增加46.28%、7.57%、14.18%;配施有机肥(MNPK)对土壤易氧化有机碳含量起显著的促进作用,秸秆还田(SNPK)和配施生物炭(BNPK)分别增加土壤微生物量碳17.20%和14.23%。配施有机肥能提高水溶性有机碳比例和土壤微生物量碳比例。土壤活性有机碳各组分之间存在显著相关性。有机肥与化肥的配施(MNPK)对于增加土壤活性有机碳含量和有效调控其关键组分具有重要作用。
关键词： 黑土 有机物料 活性有机碳 水溶性有机碳 易氧化有机碳 微生物量碳
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亚麻纤维素合酶超基因家族的生物信息学及表达分析
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】全基因组水平鉴定亚麻纤维素合酶超家族基因Ces A/Csls,并对基因的进化、基因结构及组织表达特性等进行分析,为亚麻纤维发育的机理研究奠定基础。【方法】利用Phytozome基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定亚麻纤维素合酶超基因家族成员,并进行蛋白理化特性分析;利用MEGA 5.0、GSDS、MEME等软件构建系统进化树,并进行基因结构、蛋白保守基序分析;根据RNA-Seq数据对Ces A/Csls进行表达分析。【结果】系统分析鉴定了45个亚麻Ces A/Csls超家族基因,该家族基因在scaffolds上是分散分布的,没有明显的成簇现象。Ces A/Csls蛋白主要分布于质膜上,氨基酸数目为409—1 167,分子量为47 401.1—130 578.3,等电点分布在5.43—9.08。Ces A/Csl蛋白均含有跨膜结构域,数目为2—8。根据系统进化分析将其分成Ces A与Csl两类,细分为Ces A、Csl A、Csl B、Csl C、Csl D、Csl E、Csl G共7组。基因结构分析显示,亚麻Ces A/Csls基因的长度在2.1—6.8 kb,外显子数量在2—14。保守基序分析表明,不同组间Motif组成有一定的差异,Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4、Motif 12在Ces A、Csl B、Csl D、Csl E、Csl G组蛋白中均有分布,Motif 18、Motif 20在Csl A、Csl C组蛋白中均有分布,而Motif 13、Motif 14、Motif 15、Motif 19的分布则表现出一定的组间特异性。表达谱分析结果表明,Ces A/Csls家族成员在不同发育阶段表达模式不同,部分Ces A/Csls可被Na Cl、BR和Brz诱导上调或下调表达,预示Ces A/Csls功能的多样性以及在植物发育过程中扮演着不同角色。【结论】鉴定出45个亚麻Ces A/Csls家族基因成员,分属于两类,7组,分布于scaffolds上,基因结构和蛋白基序具有组间多样性和组内保守性。不同的基因在不同发育阶段具有一定的时空特异性。Ces A/Csls中部分基因响应激素BR、Brz及Na Cl胁迫。
关键词： 亚麻 纤维素合酶 CesA/Csls 基因家族 表达分析
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氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量及农学效率的影响
《玉米科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：采用田间试验,设置5种施氮水平,研究不同氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量和氮肥利用的影响。结果表明,优化施氮(N150)、优化施氮配施有机肥(N150+M)处理可增加土壤速效养分含量;土壤水分和温度受不同氮肥用量影响较小。N150和N150+M处理玉米增产幅度较大,增产率分别为19.44%和16.67%;N150处理的氮肥农学利用率最高,高量施氮处理(N180)最低;减量施氮(N120)与N150处理的氮肥偏生产力较高。优化施用氮肥处理,不仅可以增加土壤速效养分含量,保障速效养分对春玉米的及时供给,同时还可以增加春玉米产量,提高氮肥利用效率。
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