科研产出
土壤添加西兰花残体对棉花根际土壤酶活性的影响及其与碳代谢特征的关系
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究土壤添加西兰花残体（broccoli residues,BR）对棉花根际土壤酶活性的影响及其与根际土壤微生物碳源利用能力之间的关系，为揭示土壤添加西兰花残体对棉花防病、促生的生态机制提供理论依据。【方法】设置棉田土壤添加西兰花残体和未添加西兰花残体（CK）两个处理，以不同处理的棉花根际土壤为研究对象，测定土壤过氧化物酶、中性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、几丁质酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性；利用Biolog-ECO平板研究不同处理的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、McIntosh指数及丰富度指数，揭示微生物群落结构的功能多样性；采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物代谢活性特征，冗余分析土壤酶活性与不同类型碳源利用能力之间的相关性。【结果】与空白对照相比，BR处理的棉花株高、果枝数和结铃数显著增加，增幅分别为12.73%、16.95%和10.36%；棉花黄萎病病情指数显著降低，达64.19%。BR处理显著提高了棉花根际土壤pH、硝态氮和有机质含量。BR处理对根际土壤微生物功能多样性指数不存在显著影响，但改变了根际土壤微生物的代谢活性。同时，BR处理显著提高了不同营养元素循环相关酶活性，其中在碳循环方面，过氧化物酶和β-葡萄糖苷酶的活性分别为对照的2.70和1.95倍；在氮循环方面，脲酶、几丁质酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶的活性分别为对照的1.42、1.59和1.52倍；在磷循环方面，中性磷酸酶的活性为对照的1.33倍；在硫循环方面，芳基硫酸酯酶的活性为对照的1.22倍。冗余分析表明，BR处理的土壤酶活性与L-苯基丙氨酸、L-苏氨酸、肝糖、2-羟基苯甲酸、衣康酸和D-苹果酸的利用能力均存在正相关性。【结论】土壤添加西兰花残体显著提高了营养元素循环相关酶的活性，改变了棉花根际土壤微生物的碳代谢活性，并提高了根际土壤pH、硝态氮和有机质含量。同时，土壤酶活性与微生物碳代谢特征存在不同程度的相关性。
关键词： 西兰花残体 棉花 营养循环 土壤酶 根际微生物 Biolog-ECO 碳代谢特征
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基于LCA的传统农田与苜蓿草地生态效应分析
《生态学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为评估传统农田与苜蓿草地两种生态系统在资源投入和环境效应方面的差异,基于 2019-2022 年中国北方山东省、陕西省、山西省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、黑龙江省、河北省共 14 个县区的农牧户调研数据,应用生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法,对中国北方传统农田和苜蓿草地生态系统全生命周期的能源消耗、土地利用、水资源消耗、全球变暖、环境酸化、富营养化这六类资源消耗和环境影响进行核算.将LCA方法应用于两类作物生产的环境影响分析,探究该方法在农业环境研究领域的有效性以及传统农田和苜蓿草地生态系统资源投入和环境效应的差异特征.结果表明:(1)传统农田和苜蓿草地生态系统环境综合影响指数分别为 0.1569 和 0.1269,苜蓿草地生态系统的综合环境效应比传统农田生态系统低 19.09%,对环境友好程度相对较高.(2)在整个区域范围内,传统农田的环境影响高于苜蓿草地的环境影响,且传统农田的环境影响效益差异显著,而苜蓿草地的环境影响整体波动较小.其中,在资源消耗方面,与传统农田生态系统相比,苜蓿草地生态系统的能源消耗减少了31.21%,所需土地面积减少了43.61%,水资源消耗减少了63.43%;在环境影响方面,与传统农田生态系统相比,苜蓿草地生态系统的气候变暖潜值降低了 43.09%,环境酸化潜值降低了 50.27%,富营养化潜值降低了 46.78%.(3)中国北方地区传统农田和苜蓿草地生态系统在资源利用和环境代价在空间尺度上差异较明显,呈现出西部高于东部的特征.(4)影响两种生态系统的主要环境影响类型均为环境酸化和富营养化,与大量的化肥生产、施用和灌溉电力消耗密不可分,因而实施配方施肥、合理灌溉、秸秆还田是降低我国北方地区传统农田和苜蓿草地生态系统生命周期内生态环境负面影响的关键.
关键词： 资源消耗 环境影响 生命周期评价 传统农田 苜蓿草地 中国北方
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外源γ-氨基丁酸对高温胁迫下番茄幼苗生长、抗氧化酶活性及光合特性的影响
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究高温胁迫下不同浓度外源GABA对番茄幼苗干物质积累、根系发育、抗氧化酶活性及光合特性的影响.选用番茄品种粉特利为试材,设置叶面喷施清水(CK)、1 mmol/L GABA(T1)、5 mmol/L GABA(T2)、10 mmol/L GABA(T3)、20 mmol/L GABA(T4)5 个处理.每 2d进行 1 次喷施,连续喷施 2 次.然后,将幼苗置于 40℃/35℃(昼/夜),14 h(光)/10 h(暗),光强250 μmol/(m2·s)条件下,高温胁迫处理 7d.结果表明,与CK相比,叶面喷施10 mmol/L及以下浓度的GABA(T1、T2 和T3)显著促进番茄幼苗的生长,其中株高、茎粗、地上部干物质量和壮苗指数分别提高4.96%~6.92%,7.65%~19.26%,29.41%~52.94%和20.00%~26.67%.其中,T2 较CK处理,显著提高了根系的总根长、总表面积、总体积和根尖数,增幅分别为23.04%,13.95%,11.76%和18.30%.此外,与CK相比,T2 处理会通过增加叶片的(超氧化物歧化酶)SOD、(过氧化物酶)POD和(过氧化氢酶)CAT酶活性(增幅分别为22.58%,51.73%和148.80%),同时降低叶片的相对电导率和丙二醛含量(降幅分别为12.84%和21.89%),从而保证叶片细胞膜结构和功能的完整,进而提高叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率(增幅分别为 81.38%,36.19%,41.26%).然而,高浓度的GABA(T4)与CK处理的幼苗干物质积累、光合特性及叶片相对电导率差异不显著,甚至会抑制根系的生长发育.综上,叶面喷施适宜浓度的GABA既可通过提高叶片渗透调节能力和抗氧化酶活性,保护叶片细胞膜的完整性,进而缓解高温胁迫对光合作用的抑制,亦会通过促进番茄幼苗干物质积累和根系发育,从而提高番茄幼苗的耐热性.本试验条件下,以5 mmol/L的GABA效果最优.
关键词： 番茄幼苗 γ-氨基丁酸 高温胁迫 抗氧化酶活性 光合特性
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利用SRAP分子标记分析谷瘟病菌遗传多样性
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：了解谷瘟病菌的变异和群体结构，为今后谷瘟病的防控及抗病品种培育提供理论基础。利用20对SRAP引物对采自9个地区的90株谷瘟病菌菌株进行了PCR扩增，利用NTSYSpc-2.11F软件进行数据分析，通过UPGMA方法进行聚类分析，使用Popgene 32软件计算各群体间的遗传多样性指数。结果表明，筛选出了8对引物用于谷瘟病菌的遗传多态性分析，这8对引物共扩增出条带1 728条，其中多态性条带1 492条，多态性比率为86.34%。对90株病原菌进行聚类分析，其相似性系数为0.77～0.85,遗传相似系数为0.802时，所有菌株被分为27个遗传宗谱（L1～L27）,其中L1为绝对优势组群，共包含来自山东、河北、山西、河南和辽宁5个省份的29株谷瘟病菌，占总菌株的32.22%。经Popgene 32软件计算分析，9个地区谷瘟病菌的Nei′s遗传多样性指数（H）为0.141 4～0.288 1,Shannon′s信息指数（I）为0.196 0～0.441 6,河北夏谷区Nei′s遗传多样性指数和Shannon′s信息指数最高，遗传多样性最丰富，而海南群体遗传多样性最低。对不同地区谷瘟病菌群体比较，吉林群体与海南群体的遗传亲缘关系最远，而河北夏谷区群体与河北春谷区群体的亲缘关系最近。可见，不同地区谷瘟病菌的遗传多样性丰富，各菌株间存在遗传分化，但菌株间的遗传分化与地理来源无明显相关性。
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北方三省(自治区)马铃薯晚疫病菌对QoI类杀菌剂敏感性动态监测
《植物病理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确北方一季作区马铃薯晚疫病菌对嘧菌酯和吡唑醚菌酯敏感性变化动态及对这两种QoI类药剂对马铃薯晚疫病的田间防效再评价,建立了马铃薯晚疫病菌对吡唑醚菌酯的敏感基线;采用菌丝生长速率法系统检测了2011-2019年自河北、内蒙古和吉林三省(自治区)采集的866个菌株对嘧菌酯及2014-2019年采集的620个菌株对吡唑醚菌酯的敏感性;于2018年和2019年采用茎叶喷雾法,评估了嘧菌酯、吡唑醚菌酯等7种药剂对马铃薯晚疫病的田间防效.结果表明:马铃薯晚疫病菌对嘧菌酯、吡唑醚菌酯的敏感性下降,年份之间的波动幅度大于省份之间的波动幅度;不同年份检测的晚疫病菌对嘧菌酯和吡唑醚菌酯抗性频率分别为18.18%~64.22%和60.28%~100%,抗性指数分别为0.30~0.41和0.40~0.50;三省(自治区)马铃薯晚疫病菌对嘧菌酯和吡唑醚菌酯抗性频率分别为41.85%~46.08%和75.00%~86.36%,抗性指数分别为0.35~0.37和0.44~0.47.两年田间药效试验结果显示250 g·L-1嘧菌酯悬浮剂和250 g·L-1吡唑醚菌酯乳油对马铃薯晚疫病防效良好,与500 g·L-1氟啶胺悬浮剂、100 g·L-1氰霜唑悬浮剂、25%氟吗啉·嘧菌酯悬浮剂和30%氟啶胺·氰霜唑悬浮剂的防效均大于80%,显著高于68%精甲霜灵·代森锰锌水分散粒剂的防效.综上,由于低抗主导,在马铃薯晚疫病菌对甲霜灵和精甲霜灵产生抗性的北方一季作区,嘧菌酯和吡唑醚菌酯可作为精甲霜灵·代森锰锌的替代药剂继续使用.但是,仍需密切监测马铃薯晚疫病菌对QoI类药剂的敏感性动态.该研究结果为马铃薯晚疫病菌的抗药性治理和QoI类药剂的合理使用提供了科学依据.
关键词： 马铃薯晚疫病菌 嘧菌酯 吡唑醚菌酯 敏感性动态 田间药效再评价
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陆地棉矮小突变体df31表型鉴定及遗传分析
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：矮小型棉花具有抗倒伏、适合密植等特点，利于塑造棉花的理想株型，优化群体结构，提高光合生产率，增加单位面积产量。本课题组在远缘杂交品系N31中发现了一个株型矮小突变体，经过连续多代自交，获得了稳定遗传的纯合体并命名为df31。表型鉴定结果表明：突变体df31株高矮、果枝夹角小、节间距短、生育期长，与N31呈极显著差异。遗传学分析表明：df31与N31杂交，F2分离群体中突变表型与正常表型符合1∶3分离，矮小突变由隐性单基因控制。细胞学观察结果表明：与N31相比，df31叶柄、下胚轴和茎的单位面积薄壁细胞数量增加，维管束较多，形成层欠发达。随着营养生长，df31中赤霉素、油菜素类固醇呈明显下降趋势，生长素含量稳定，生长速度缓慢。本研究分析了矮小突变体的综合表型和遗传基础，并从细胞和生理水平分析了矮小突变体的变化，为进一步突变基因定位、克隆奠定基础。
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聚合7OE亚基1B/1R易位系材料的创制及其品质研究
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为提高小麦1B/1R易位系的加工品质，本研究选用高分子量麦谷蛋白亚基组成为1/7+9/2+12的小麦1B/1R易位系品种科农199为母本，与高分子量麦谷蛋白亚基组成为1/7OE+8*/5+10的强筋春小麦品种津强6号杂交，利用分子标记在F4代株系中筛选到一个7OE亚基基因与黑麦碱基因聚合在同一条染色体上的1B/1R易位系材料。PCR结果显示，该聚合材料和非聚合材料在Glu-A1和Glu-D1位点没有差异。在温室种植条件下，对这些聚合材料和非聚合材料及其亲本进行麦谷蛋白溶胀指数（SIG）测定，结果表明，与1B/1R易位系亲本科农199比较，聚合5+10优质亚基后SIG值显著提高，聚合7OE优质亚基后，SIG值进一步显著提高，部分聚合材料达到了强筋亲本津强6号的水平。将聚合材料和非聚合材料及其亲本种植于大田，发现聚合5+10和7OE优质亚基株系的乳酸-SDS溶剂保持力（LA-SDS SRC）和SDS沉降值均显著高于只聚合5+10优质亚基的株系，但未达到强筋亲本津强6号的水平。综合来看，聚合了7OE亚基的1B/1R易位系材料的加工品质显著提升。本研究为改良我国众多1B/1R易位系的加工品质提供了一项新的育种策略。
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解淀粉芽胞杆菌PHODG36的解磷、促生及防治马铃薯黑痣病的功能分析
《河北农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为筛选兼具高效溶磷和抑菌防病作用的多功能细菌，本试验采用溶磷圈法结合钼锑抗法对作物根围土壤中的解磷菌进行筛选和平板对峙法测定解磷菌株对马铃薯主要病原菌的抑制能力；通过盆栽试验评价解磷菌株对马铃薯的促生作用和对马铃薯黑痣病的防治效果以及形态特征、Biolog微生物鉴定系统及多基因序列（16S rDNA以及gyrA、gyrB、rpoB和rpoC）分析对解磷菌株进行分类鉴定。结果表明，PHODG36菌株表现高效解无机磷活性，其溶磷量为79.7 mg/L；该菌株对5种马铃薯病原菌均具有抑制作用，其中对马铃薯黑痣病菌的抑菌率最高，达69.6%；浇施该菌株发酵液（菌含量5×10~8CFU/mL）后，对马铃薯幼苗有明显的促生作用，株高、地上鲜重和干重、根鲜重和干重较对照分别增加178.3%、509.8%、396.9%、160.4%和146.4%，同时对马铃薯黑痣病有显著防效，达56.8%；经鉴定PHODG36菌株为解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。PHODG36菌株兼具解磷、促生及防病等多种重要作用，可应用于防病增产多功能微生物产品的产业化开发。
关键词： 解磷细菌 促生作用 马铃薯黑痣病 防病效果 微生物产品
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金龟子绿僵菌与化学农药减量联用对棉花苗蚜的防控效果
《中国生物防治学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为减少棉花苗蚜防治中化学农药使用量,本文开展了金龟子绿僵菌CQMa421 可分散油悬浮剂与化学农药减量联用对田间棉花苗蚜的防控效果研究.结果表明,金龟子绿僵菌CQMa421 可分散油悬浮剂推荐剂量(900 mL/hm2)单独施用对苗蚜田间防效为 5.36%~15.46%,整体防效较低;3种化学农药对苗蚜防效较好,其中,50 g/L双丙环虫酯可分散液剂速效性和持效性均最高,50%氟啶虫胺腈水分散粒剂和 10%氟啶虫酰胺水分散粒剂药后 3 d防效较为稳定.化学农药推荐用量和金龟子绿僵菌联合施用可提高药剂防蚜效果,减量 25%和金龟子绿僵菌联合施用与化学农药推荐用量单独施用防效无显著差异,其中,10%氟啶虫酰胺水分散粒剂和金龟子绿僵菌减量联用效果较好,减量25%和金龟子绿僵菌联合施药后1 d、3 d、7 d和 14 d防效比氟啶虫酰胺推荐用量单独施用分别增加 34.76%、7.02%、3.25%和 5.49%.供试药剂及减量联用处理可降低苗蚜为害造成的有蚜株率和卷叶株率,50 g/L双丙环虫酯可分散液剂各处理卷叶株率显著低于其他处理,推荐用量、推荐用量与金龟子绿僵菌联用、减量 25%与金龟子绿僵菌联用、减量 50%与金龟子绿僵菌联用卷叶株率分别为 5.47%、5.51%、4.82%、12.78%.综合来看,金龟子绿僵菌CQMa421 可分散油悬浮剂单独施用对苗蚜防效有待提高,与部分化学农药减量25%~50%联合施用具有协同增效作用.
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