科研产出
基于示范样地实际倒伏样本的小麦抗倒机制解析
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为解析影响小麦倒伏发生的关键因子与内在机制，基于示范样地，选择不同养分管理下实际倒伏三块样本（1个高倒伏田块和2个低倒伏田块，养分管理方式分别为普通化肥深施、普通化肥撒施和缓控释肥深施）,对小麦株型、倒伏节间的形态、组分及维管束数量、根系构型、土壤养分供应等进行比较分析。结果表明，在同等氮肥施用量与相同播种密度下，化肥深施田块（D-CF）的倒伏率高于化肥撒施（M-CF）和缓控释肥深施田块（D-RCU）。茎基部节间是小麦倒伏发生的主要部位，节间越长，倒伏高度越高。高倒伏样本田块（D-CF）的株高显著高于M-CF和D-RCU田块，分别增加15.7%和15.1%,且D-CF田块的穗重与茎鞘叶重比最高。不同田块倒伏节间（茎基部节间）的外径、壁厚均无显著差异，但高倒伏田块D-CF的茎基部节间维管束面积和数量均低于低倒伏田块，较M-CF减少8.7%和9.0%,较D-RCU降低了11.8%和5.9%,且纤维素、半纤维素与木质素的含量显著低于D-RCU田块。D-CF田块的根尖数显著高于两低倒伏田块，且根系总长与表面积显著高于D-RCU田块。D-CF田块的5～10、10～15和15～20 cm土层的速效氮含量均最高。经相关性分析，倒伏率与株高呈显著正相关，与倒伏节间维管束数量及半纤维素、纤维素与木质素的总含量均呈显著负相关。株高分别与根系总根长、根尖数及5～20 cm土壤速效氮含量呈极显著或显著正相关，而维管束数量与5～10 cm土壤速效氮含量呈显著负相关，纤维素及木质素含量均与5～20 cm土壤速效氮含量呈显著负相关，半纤维素含量则与10～15 cm土壤速效氮含量呈显著负相关。受田间小麦根系构型及中下层土壤速效氮含量影响，株高和茎基部节间维管束数量及三素（半纤维素、纤维素、木质素）含量是小麦倒伏风险的主要影响因子。
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接种娄彻氏链霉菌发酵对秸秆纤维性质的影响
《林业工程学报 》 2023 CSCD
摘要：以水稻秸秆为原料,接种娄彻氏链霉菌(Sireptomyces rochei),通过生物发酵和机械盘磨制备了秸秆纤维.利用电子万能试验机、接触角测量仪、荧光光谱仪、热重分析仪对不同目数的秸秆纤维及其成型材料的性能进行表征分析.试验结果表明:随着秸秆纤维尺寸的减小,纤维间的结合力逐渐增强,但需要更大的干燥强度.秸秆纤维的持水性和吸水性随着发酵时间的增加呈先增大后减小的趋势,随纤维增大吸水性呈升高趋势,但持水性随纤维的增大呈降低趋势.随着发酵时间的增加,秸秆纤维吸水性先逐渐降低,并且随烘干温度的升高接触角不断增大,在生物发酵7 d时成型材料水溶性有机物最多.烘干温度从150 ℃升高到190 ℃,抗张强度先增加后降低,纤维疏水性能逐渐增强;温度低于170 ℃时,抗张强度随温度升高不断增强,高于170℃则显著下降.接种娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)发酵对秸秆纤维拆解具有促进效果,经生物发酵7 d和盘磨的秸秆纤维性能最佳,适宜于制备秸秆基质块.
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新沂水蜜桃有机肥配合化肥减施的效果研究
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：在新沂水蜜桃主产区2种代表性土壤上进行有机肥配合化肥减施试验，以探寻适宜当地的有机肥替代化肥技术参数。设置不施肥NF、常规施肥CK以及有机肥处理OF-N、OF-P、OF-K、OF-NP、OFPK、OF-NK、OF-NPK（分别代表施入有机肥的同时减施化肥养分氮、磷、钾、氮磷、磷钾、氮钾、氮磷钾）。OF-N对商品果产量影响小，OF-P和OF-K可增加5.1%～6.8%和6.1%～9.6%商品果产量，OF-NP和OFNPK分别减少0.8%～7.6%和3.9%～15.0%商品果产量。各有机肥处理均不同程度增加了土壤pH和有机质含量，配合减施化肥氮土壤速效氮明显下降至较低值，配合减施化肥钾有效削减土壤过剩速效钾，配合减施化肥磷土壤速效磷也有所下降。另外，各有机肥处理均不同程度上增加了可溶性糖和维生素C含量，配合减化肥氮处理可减少果实硝酸盐含量。OF-P和OF-K可同时增加净效益、产投比和肥料农学效率，而OF-N、OF-NP和OF-NPK同时降低了净效益和产投比。因此，新沂水蜜桃适宜推广有机肥替代化肥技术，有利于改善土壤酸碱度和有机碳库，增加商品果产量和改善果实品质，适宜主要减施化肥磷钾而适度减施化肥氮。
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绿盲蝽表皮蛋白基因AlCP17的克隆、多克隆抗体制备及表达谱分析
《昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本研究旨在通过克隆绿盲蝽Apolygus lucorum表皮蛋白(cuticular protein,CP)基因AlCP17、制备其多克隆抗体和分析其时空表达特性,为AlCP17蛋白功能的研究奠定基础,也为进一步解析绿盲蝽表皮发育过程中的信号通路图谱提供依据.[方法]基于前期转录组数据克隆绿盲蝽AlCP17的cDNA全长序列并进行生物信息学分析;构建AlCP17原核表达载体pCZN1-AlCP17并转化大肠杆菌Escherichia coli进行体外表达,利用纯化后的重组蛋白制备AlCP17蛋白多克隆抗体;qRT-PCR检测AlCP17在绿盲蝽不同发育阶段(1-5龄若虫和成虫)和3龄初期若虫不同组织(头、胸、足、中肠、脂肪体和表皮)中的表达谱.[结果]克隆获得绿盲蝽AlCP17全长cDNA序列(GenBank登录号:OM302231),其开放阅读框长594 bp,编码197个氨基酸,预测蛋白分子量为21.69 kD,理论等电点为6.11.编码的蛋白质具有典型的表皮蛋白结构特征,含有节肢动物表皮蛋白几丁质保守结合域(non-cysCBD),即Chitin_bind_4结构域;氨基酸序列比结果对显示,AlCP17与半翅目(Hemiptera)臭虫科(Cimicidae)温带臭虫Cimex lectularius的CPA2B-like的氨基酸序列一致性最高(76.29%);系统发育进化树显示,CP是一种高度保守的蛋白,与温带臭虫的CPA2B-like和茶翅蝽Halyomorpha halys的CP7-like相似性高.IPTG诱导获得原核表达重组蛋白AlCP17,经纯化后制备的AlCP17多克隆抗体纯化效果较好,可以用于后续实验.AlCP17在绿盲蝽不同发育阶段和3龄初期若虫不同组织中均有表达,在初孵1龄若虫中表达量达到峰值,且在若虫各龄期的末期表达量显著上升;在3龄初期若虫中肠中表达量最高.[结论]克隆了绿盲蝽AlCP17基因cDNA全长序列,AlCP17具有昆虫表皮蛋白的典型特征,AlCP17在绿盲蝽体内的表达具有发育阶段特异性和组织特异性.这些结果为今后研究这一蛋白在绿盲蝽表皮发育过程中的生理功能奠定了基础.
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长期施肥对赤红壤旱地有机质含量影响及其灰色预测研究
《福建农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]阐明长期不同施肥处理对赤红壤旱地土壤有机质(SOM)含量的影响,为区域土壤培肥和高产稳产提供最佳养分管理依据.[方法]根据闽东南旱地花生-甘薯轮作制赤红壤连续16年化肥定位试验和14年化肥配施有机肥定位试验的历年SOM含量监测结果,探讨长期施肥下SOM含量动态变化,构建SOM灰色预测模型.[结果]与不施肥相比,施肥均能提高土壤SOM含量;化肥推荐施肥模式的SOM含量为(19.83±0.77)g·kg?1,显著高于其他化肥处理;化肥配施有机肥可进一步提高SOM含量,尤其是配施农家腐熟猪粪的SOM达到(22.53±1.69)g·kg?1,年递增速率是化肥推荐施肥的2.8倍.SOM灰色预测模型显示,不同施肥模式的拟合误差在1.226%~3.307%.不施肥模式的SOM含量变化趋势仍然处于下降状态;化肥推荐施肥模式的SOM趋势值为(20.220±0.002)g·kg?1,在该试验点中排序第一;化肥配施有机肥均提高了SOM长期趋势值,尤其是配施农家腐熟猪粪的SOM趋势值达到(23.777±0.017)g·kg?1,排序位居第一,显著高于该试验点的化肥推荐施肥模式.[结论]从SOM含量和未来含量趋势综合评价,化肥推荐施肥有利于提高赤红壤旱地SOM含量,在推荐施肥基础上配施有机肥尤其是配施农家腐熟猪粪的效果更佳.
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基于CRISPR/Cas9技术创制耐盐香稻
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为了促进耐盐香稻育种,利用CRISPR/Cas9系统对粳稻品种连粳11的Badh2和OsRR22基因进行编辑,以期快速获得一批不含有转基因成分且具有耐盐性和香味的纯合水稻材料.[方法]根据Badh2和OsRR22基因序列中编辑位点的敲除效率设计靶位点,构建pH-Ubi-Cas9-Badh2-OsRR22敲除载体,利用农杆菌介导法转入受体品种连粳11中.对转基因后代进行潮霉素和Cas9标记PCR检测以及靶基因测序,获得无外源基因插入的badh2-osrr22纯合株系,并对后代种子性状和苗期耐盐性进行分析.[结果]T2代成熟种子中2-AP含量较背景材料连粳11显著增加,千粒重、粒长、粒宽无明显变化;128 mmol/L氯化钠处理14 d后株系21-30较连粳11苗高增加15.2%,苗鲜质量增加45.2%,苗干质量增加13.2%.[结论]利用CRISPR/Cas9技术对Badh2和OsRR22基因编辑获得能稳定遗传且无外源基因插入的耐盐香稻材料,加快了水稻多性状聚合的选育进程.
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 耐盐 香味 Badh2 OsRR22
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大豆根系特异表达基因全基因组水平挖掘及其启动子活性鉴定
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：通过改变根系形态建成和提高根系对逆境的抗性可以有效提高作物产量.鉴定根特异性启动子是研究根系发育和对根部性状进行遗传操作的前提.大豆作为一种重要的作物,目前对其根部特异表达基因及启动子尚缺乏系统性的研究.基于大豆幼苗期根、茎、叶片组织的基因转录组数据,本文对大豆根特异或偏好表达的基因启动子进行了挖掘,并通过RT-PCR方法对其中105个候选基因进行了验证,获得33个根特异表达基因,并克隆了其中11个基因启动子(pro1~pro11).对转基因大豆发状根组织和稳定转化本氏烟草幼苗植株进行GUS染色,结果表明11个启动子均具有显著的根部特异或偏好表达活性.在大豆发状根中,由pro1、pro2、pro8和pro9启动的GUS基因表达活性达到35S的2倍以上.本研究为大豆及其他作物中组织特异性基因及启动子的研究提供了参考.此外,本研究提供的启动子可用于驱动抗性基因在大豆根系组织中特异表达,从而提高大豆对根部病害的抵抗能力,实现品种改良的目的.
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双氧水协同凤眼莲去除富营养化水体中高浓度蓝藻的效果
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了实现蓝藻治理与富营养化水体氮、磷等污染物高效削减的双重目标,以暴发蓝藻的城市富营养化河道水体为分析对象,通过模拟试验,研究H2O2与凤眼莲协同去除水体中高质量浓度蓝藻的效果.H2 O2除藻质量浓度阈值探索试验结果显示,15 mg/L H2O2处理 4 h后,蓝藻的光合活性下降了 75%,24 h内其活性无明显恢复.H2O2与凤眼莲协同试验结果表明,在处理后的前 72 h,单一H2 O2 处理的除藻效果最好,在处理后 72 h至处理后96 h,H2O2+凤眼莲处理的除藻效果最好,单一凤眼莲处理在试验后 96 h内无明显除藻效果.研究还发现,单一H2O2处理的水体NO-2-N、NH+4-N、PO3-4-P 质量浓度较对照组显著升高,可能存在藻华再次暴发的风险.试验后96 h,H2O2+凤眼莲处理对藻生物量的去除率为74.58%,对总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为54%、36%.此外,微生物群落分析结果表明,H2 O2+凤眼莲处理对水体中蓝藻的去除效果较显著,微生物群落多样性较对照显著提高,由此可见,H2O2协同凤眼莲处理可有效控制蓝藻水华并改善水质.
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紫云英联合稻秸还田下化肥减量对水稻生长、产量和品质的影响
《中国土壤与肥料 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：大田试验条件下，研究了紫云英与稻秸秆联合还田配合不同减量比例化肥处理对粳稻品种南粳46生长和品质的影响。结果表明：减少施肥量对水稻分蘖期株高、绿叶数、地上部干重以及叶片SPAD值影响较小，处理间差异不显著，茎蘖数较对照减少，但根体积和根干重显著增加。抽穗扬花期减肥20%和30%处理水稻株高显著高于常规施肥和减肥40%处理，根干重和地上部干重大于对照。本试验条件下，不同施肥量处理对水稻产量产生影响，减肥20%处理水稻平均产量最高，较对照增产18.6%；其次是减肥30%的处理，产量较对照增加16.4%，两处理产量均显著高于减肥40%处理和常规对照。增产的效果主要表现在穗数、穗粒数以及结实率的增加。研究表明，减肥30%显著提高了水稻糙米率，适量减肥（减肥20%～30%）提高了水稻糙米率和精米率，降低了垩白率和垩白度，有助于加工品质和外观品质的提升。不同施肥量处理对水稻粒型、稻米直链淀粉含量及最终黏度和崩解值产生影响，而对稻米胶稠度以及峰值黏度、热浆黏度、消减值、峰值黏度时间、起始糊化温度指标影响不显著。综上所述，水稻-绿肥轮作模式下，紫云英和稻秸还田配合20%～30%减量施肥有利于促进水稻产量和品质的提升。
关键词： 水稻 紫云英 秸秆还田 化肥减施 生长指标 产量 稻米品质
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小麦秸秆还田后茬棉田土壤NO3--N和酚酸变化对棉苗根系生长的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：揭示前茬小麦长期秸秆还田后,后茬棉田土壤硝态氮（NO3--N）与酚酸含量的时空变化对棉苗根系生长影响的生理机制,可为完善秸秆还田技术提供理论支撑。试验于2021年与2022年在小麦长期秸秆定位还田地块进行。以棉花品种‘中棉所425’为材料,设置小麦秸秆不还田（CK）与小麦秸秆还田（S） 2个处理。结果表明,秸秆还田增加了土壤NO3--N与酚酸含量,对0～20 cm土层的影响大于20～40 cm;随秸秆还田后时间推移,土壤NO3--N与酚酸含量呈先增加后降低趋势,且在秸秆还田后24～31 d达到峰值。秸秆还田后31 d前,秸秆还田处理棉株根系活力、根系NO3--N含量、硝酸还原酶活性、根系生物量和形态指标均显著低于CK处理,31 d后则呈相反趋势。相关分析表明,0～20 cm土壤酚酸含量与根系活力、根系NO3--N含量、棉花根系长度、直径、表面积和地上部生物量呈显著负相关;不同土层NO3--N含量与棉苗形态、生理指标及生物量之间呈正相关但未达显著水平。秸秆还田对棉花幼苗生长影响呈“先抑后促”的趋势,秸秆还田后31 d内,酚酸含量的增加降低了棉苗根系活力,阻碍了根系生长,抑制了棉苗对NO3--N的吸收利用,表明秸秆还田前期对棉株生长的“抑制效应”大于秸秆的“肥料效应”,秸秆还田31 d后,秸秆的“肥料效应”大于酚酸的“抑制效应”,促进棉株根系的生长。
关键词： 小麦秸秆还田 NO3--N 酚酸 根系活力 硝酸还原酶 后茬棉花
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