科研产出
白羊草叶片和根系干旱胁迫下microRNAs差异表达分析
《草地学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了探索干旱胁迫下白羊草miRNAs的组织特异性,本研究在干旱胁迫下白羊草(Bothriochloa ischaemum)转录组数据的基础上,采用Illumina测序技术和生物信息学方法,对干旱胁迫和正常生长条件下白羊草苗期叶片和根系miRNAs(microRNAs)进行鉴定和表达分析研究。结果从4个库中鉴定出白羊草中有属于20个家族的79个已知miRNAs和92个新miRNAs。干旱胁迫后叶片和根系中差异表达的miRNAs分别有65个(上调28和下调37)和27个(上调15和下调12)。响应干旱胁迫的主要miRNAs为miR156,miR164,miR166,miR169,miR172,miR396,miR398,miR408,miR528。对这些miRNAs预测的靶基因进行GO生物功能和KEGG代谢通路富集分析表明,植物激素信号转导是叶片和根系响应干旱胁迫共同富集的主要代谢通路,而黄酮类化合物生物合成则是干旱胁迫下叶片富集的最主要代谢通路。
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水稻中2个小分子热激蛋白基因启动子的序列分析及功能鉴定
《西北农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：小分子热激蛋白(small heat shock proteins, sHSP),作为一种分子伴侣,在植物逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究克隆了水稻中2个编码小分子热激蛋白的基因 Os16.9A和 Os16.9B, Os16.9A和 Os16.9B编码的150个氨基酸,相似性高达99%。 Os16.9A和 Os16.9B的转录方向相反,2个基因的起始密码之间的距离为2.6 kb,它们的启动子均含有CAAT-box、TATA-box、GATA-box以及与热激等胁迫应答有关的顺式作用元件HSE和ACGT aterd1; Os16.9A的启动子还包含响应冷、干旱应答的顺式作用元件LTRE,这些顺式作用元件呈不对称分布,推测这2个基因间的序列具有双向启动子的功能,且这2个基因可能受胁迫诱导表达。该研究将为进一步研究水稻 Os16.9A和 Os16.9B基因的表达调控及其功能提供参考。
关键词： 水稻 小分子热激蛋白 启动子 序列分析 顺式作用元件
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三种香蘑属野生食用菌菌株的培养条件优化
《微生物学通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[背景]供试菌株分别是分离自山西省宁武县管涔山的肉色香蘑Lepista irina、斑褶香蘑L.panaeolus和山西省蒲县五鹿山的紫丁香蘑L.nuda3种野生食用菌的子实体.[目的]获得3种野生食用菌的最佳培养条件.[方法]以菌丝生长速度为指标研究不同碳源、氮源、碳氮比、pH和培养温度等各因素对菌丝生长的影响,根据Box-Benhnken中心组合试验设计原理,采用3因素3水平的响应面法确定使菌丝体达到最快生长速度的最佳培养碳源、氮源和pH.[结果]肉色香蘑在葡萄糖20.9 g/L、土豆196.47 g/L、pH 6.0、培养温度21℃的条件下,菌丝日均生长速度达到最大,为1.13 mm/d;斑褶香蘑在甘露醇17.4 g/L、酵母膏8.1 g/L、B族维生素0.1 g/L、K2HPO4 2.5 g/L、MgSO4 2.5 g/L、pH 7.9、培养温度25℃的条件下,菌丝日均生长速度达到最大,为0.73 mm/d;紫丁香蘑在土豆200 g/L、可溶性淀粉20.5 g/L、KNO3 2.1 g/L、K2HPO4 2.5 g/L、MgSO4 2.5 g/L、B族维生素0.1 g/L、pH 7.0、培养温度25℃的条件下,菌丝日均生长速度达到最大,为2.38 mm/d.[结论]获得了3种香蘑属菌株的最佳培养条件,为后续优质野生食用菌的引种驯化积累了相关数据和资源.
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猪粪玉米秸秆不同干物质比厌氧发酵产气及稳定性研究
《安全与环境学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为探究猪粪与玉米秸秆混合物料厌氧发酵产气特性和系统稳定性,提升规模养猪场沼气工程厌氧发酵产气效率,在(35±1)℃、总固体质量分数8%条件下,将猪粪与玉米秸秆按不同配比混合进行厌氧发酵,测定产气性能指标和生化指标.结果表明,猪粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气性能显著优于单一猪粪发酵,猪粪玉米秸秆适宜配比为8∶2,平均甲烷质量分数达64. 54%,累计产气量和TS产气量分别为9 943. 1 mL和0. 273 L/g,较单一猪粪发酵分别高79. 33%和79. 61%.并且猪粪与玉米秸秆混合厌氧发酵过程良好,系统运行稳定.适宜配比的猪粪玉米秸秆混合发酵,对优化厌氧发酵工艺、促进系统稳定、提升产气效率、快速处理猪场粪便具有重要指导意义.
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外源褪黑素对干旱胁迫下向日葵幼苗生长、光合及抗氧化系统的影响
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了探究外源褪黑素对向日葵幼苗耐旱性的影响并明确其作用机制,以晋葵5号为试验材料,研究了叶面喷施50～200μmol/L外源褪黑素对干旱胁迫下向日葵幼苗生长、光合及抗氧化系统的影响。结果表明,干旱胁迫显著抑制了向日葵幼苗的生长,随着干旱胁迫时间的延长,向日葵幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)均逐渐下降,相对电导率、MDA含量、H_2O_2含量及O_2·-产生速率均逐渐上升,抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性及抗氧化剂(As A和GSH)含量则先升高后降低。外源施用褪黑素可显著提升干旱胁迫下向日葵幼苗叶片的叶绿素含量、Pn、Gs及Tr,抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性和抗氧化剂(As A和GSH)含量得到进一步提升,显著抑制了MDA、H_2O_2及O_2·-在叶片中的积累,以浓度为100μmol/L处理效果最佳;在干旱胁迫10 d时,100μmol/L褪黑素处理的向日葵幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量、叶绿素含量以及Pn、Gs、Tr及SOD、POD、CAT、APX、GR活性和As A、GSH含量分别较CK2 (干旱胁迫)提升7. 13%,7. 48%,8. 13%,12. 48%,61. 43%,52. 71%,60. 00%,39. 29%,43. 03%,70. 16%,57. 00%,85. 22%,148. 09%,20. 00%,40. 98%;相对电导率、MDA含量、H_2O_2含量、O_2·-产生速率分别较CK2降低26. 79%,35. 81%,24. 33%,23. 13%。结果说明,外源褪黑素通过提高干旱胁迫下向日葵幼苗叶片的光合作用和活性氧清除能力,从而缓解干旱胁迫造成的伤害,提高耐旱性,以100μmol/L处理效果最佳。
关键词： 向日葵幼苗 褪黑素 干旱胁迫 光合作用 抗氧化系统
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糜子对铁矿复垦生土施肥的生物学响应
《干旱地区农业研究 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以襄汾溃坝区复垦生土为栽培基质,采用盆栽试验的方法,研究了施肥对糜子生长及生理生态效应的影响.结果表明:在施钾的基础上施用N、P、NP及有机肥均有利于糜子的生长,表现为株高分别增加了6.1%、42.0%、52.7%、45.1%,叶面积分别增加了197.6%、207.7%、261.6%、232.5%,地上部干重分别增加了46.3%、159.1%、186.6%、148.2%,根重分别增加了13.8%、65.9%、75.7%、67.1%,总根长分别增加了5.0%、68.4%、99.8%、91.6%,根系总吸收面积分别增加了24.9%、50.8%、68.3%、62.2%,活性吸收面积分别增加了46.9%、57.7%、96.9%、58.9%.糜子的旗叶净光合速率、叶绿素含量、可溶性糖含量、根系超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量等各项生理指标与糜子的生长状况表现出高度的一致性.并最终表现为施用各种肥料均有利于糜子产量的提高,施用N、P、NP及有机肥分别比对照增产80.6%、200.1%、266.8%、230.6%.比较不同处理的增产效果可以发现,在本试验条件下,施磷的效果好于氮,磷是所用生土肥力形成的首要因素,也是糜子产量形成的限制因子.磷、氮、钾三要素之间表现出明显的正交互效应.单施有机肥,在糜子生长前期(拔节期),对糜子的生长有明显的促进作用,但在后期(抽穗期)因缺氮而表现出效果不及其他处理.糜子根际土壤磷酸酶以及脲酶的活性与根系的生长状况表现为显著的正相关关系,表明发达的根系可以促使根际微生物群落的迅速生长和繁殖,并进而提高了根际土壤酶的活性,使得根际原来的生土不断向着熟化的方向发展.在施用一定肥料的前提条件下,矿区复垦生土地上种植糜子,当年便可获得较为正常的产量,并获得较好的经济效益,是当地可选的先锋杂粮作物之一.
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微喷水肥一体化氮肥后移对夏玉米氮素吸收及 籽粒产量品质的影响
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了探明晋南地区冬小麦-夏玉米轮作区适宜的节水减氮管理模式,采用田间试验,研究分析了5个水氮组合模式对夏玉米氮素积累特征、籽粒产量、品质和氮肥利用率的影响.结果表明,与大水漫灌、传统撒施肥料(CK)相比,微喷水肥一体化处理的夏玉米籽粒产量提高12.05%~45.4%,其中以微喷灌4次(出苗水+小喇叭口水+大喇叭口水+抽雄水),施纯氮227.5 kg/hm2,氮肥后移、追氮2次处理(WN3)的籽粒产量和蛋白质含量最高,籽粒氮素积累量、总氮素积累量分别较施纯氮227.5 kg/hm2,追氮1次处理(WN2)提高6.8%、14.26%,且与微喷灌、施纯氮300 kg/hm2(WN1)和WN2相比,WN3处理的氮肥利用率分别提高41.81%、23.14%,氮肥农学利用效率分别提高47.45%、49.01%.综上所述,晋南冬小麦-夏玉米一年两熟区,采用微喷水肥一体化可替代漫灌实现节水减氮高产栽培,推荐微喷灌溉4次、氮肥后移处理(基肥45.5 kg/hm2+小喇叭口期追肥136.5 kg/hm2+抽雄期追肥45.5 kg/hm2)作为晋南地区夏玉米灌水施氮适宜的运筹方式,该模式相比CK减少灌水量50%、减施氮肥24.16%,提高氮肥利用效率的效果最好,实现了节水减氮的效果.
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不同肥力条件下施肥对粒用高粱产量、品质及养分吸收利用的影响
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究土壤肥力、施肥及其互作对高粱产量、品质及养分利用的影响,为不同肥力条件下高粱施肥提供理论依据。【方法】从连续6年长期定位试验的不施肥、氮磷钾配施、氮磷钾结合有机肥和秸秆还田3个处理采集土壤,分别代表低肥力(LSF)、中肥力(MSF)和高肥力(HSF),每个肥力水平设不施肥(NF)和施肥(CF)2个处理,在温室进行盆栽试验。籽粒成熟后每盆单独收获测产,测定并计算地上部及籽粒的氮磷钾养分含量、土壤氮磷钾养分依存率及氮磷钾肥养分利用效率,分析各处理对籽粒中淀粉、单宁及蛋白质含量的影响。【结果】土壤基础肥力显著影响高粱地上部生物量和籽粒产量,但施肥后LSF、MSF和HSF 3个处理具有相同的生物量和产量。土壤基础肥力对籽粒淀粉含量没有显著影响,不施肥时LSF、MSF及HSF籽粒淀粉含量为67.99%—69.33%;但施肥降低高粱籽粒淀粉含量,随土壤基础肥力的升高,影响更为明显,HSF的CF处理淀粉含量仅为60.75%,比NF处理降低了九个百分点;土壤基础肥力对直链淀粉和支链淀粉比值没有影响。不施肥时LSF籽粒单宁含量最高,达13.69 g·kg~(-1),MSF和HSF的籽粒单宁含量分别为10.67和10.78 g·kg~(-1);施肥降低了LSF和HSF处理籽粒单宁含量,降幅达30%;尽管随土壤基础肥力提升籽粒蛋白质含量增加,但不施肥处理蛋白质含量较低,为50.98—68.54g·kg~(-1);施肥显著提高了籽粒蛋白质含量,施肥后LSF、MSF和HSF处理的籽粒蛋白质含量分别为108.13、118.13和117.19 g·kg~(-1)。土壤基础肥力显著影响了土壤地力和肥料对籽粒产量贡献率,LSF、MSF和HSF肥力下施肥对产量的贡献率分别为90.2%、51.7%和8.5%。不施肥时随土壤基础肥力提升,籽粒和秸秆中氮磷钾含量增加;与对应土壤基础肥力比较,施肥提高了籽粒和秸秆中氮磷钾养分吸收量,以HSF为例籽粒和秸秆中氮的吸收量分别由319.42和481.63 mg/盆增至597.11和924.92 mg/盆,造成了养分的奢侈吸收,降低了氮磷钾的收获指数,而在LSF和MSF情况下施肥提高了氮磷钾的收获指数。【结论】施肥能使低肥力土壤获得最大产量潜力;土壤基础肥力影响籽粒产量,但对籽粒淀粉、单宁和蛋白质含量的影响远远小于施肥;低肥力不施肥籽粒淀粉和单宁含量最高,高肥力施肥明显降低籽粒淀粉和单宁含量;施肥对籽粒蛋白质含量的影响远大于土壤肥力。施肥提高低土壤肥力植株氮磷钾收获指数,降低了高肥力养分收获指数,低肥力土壤合理施肥能实现籽粒高粱产量和品质的协同提高。
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小麦种质资源耐热性评价
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型(中等耐热材料和中等热敏感材料)。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区(西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区)的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区(北部冬麦区、黄淮冬麦区)的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料(极耐热材料或中等耐热材料);此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料(中等热敏感材料和极敏感材料)。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。
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