不同种植模式对土壤质量及马铃薯生长的影响

为探究轮作藜麦、玉米及连作对马铃薯根系生理及根系发育的影响及其机制,比较了3种种植模式(轮作藜麦、轮作玉米及连作)对马铃薯根际土壤微环境、根系生理、根系发育及植株生长的影响,以期为减轻马铃薯连作障碍、筛选较好的轮作模式提供理论依据。结果表明:(1)轮作藜麦、玉米明显降低土壤pH,提高土壤中有机质、碱解氮和有效磷含量,增强土壤肥力相关酶的活性,增加土壤细菌、放线菌数量和细菌与真菌数量比值(B/F),降低真菌数量,改善马铃薯根际土壤微环境,对植株生长发育起到促进作用,表现在马铃薯的株高、茎粗、地上部干重、根干重、单株薯重均有一定程度的增加。(2)轮作藜麦、玉米使得马铃薯根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性上升,超氧阴离子产生速率下降,丙二醛(MDA)含量减少,渗透调节物质含量增加,表明通过轮作藜麦和玉米使得连作对马铃薯植株造成的胁迫得到了一定程度缓解。(3)轮作藜麦、玉米显著提高了马铃薯根系总根长、根表面积、根体积、根平均直径和根尖数,说明轮作藜麦及玉米促进了马铃薯根系的生长发育,这与轮作藜麦及玉米改善土壤理化性质、生物学性质及促进马铃薯地上部分的发育相对应。比较轮作藜麦及轮作玉米的整体表现,以轮作玉米调控马铃薯连作障碍的效果较好。     

稀土微肥氯化镨调控马铃薯生长发育及抗旱的生理机制

为提高马铃薯抗旱性，选择增施适量的稀土微肥氯化镨水溶液，旨在探究氯化镨增强马铃薯抗旱性的生理机制。本试验以马铃薯品种“大西洋”为材料，以土壤质量含水量的32%~35%（Water-CK）、23%~25%（Water-1）和15%~18%（Water-2）为3个水分梯度，分别浇灌0、30、60、90、120 mg·L^-1和150 mg·L^-1 PrCl₃水溶液，测定了苗期叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性等生理生化指标及成熟期株高、茎粗等生长指标。结果表明：随土壤质量含水量的减少，马铃薯幼苗叶片可溶性糖、脯氨酸、MDA含量、相对电导率及SOD、POD和CAT活性显著上升，Water-2处理下，上述各指标较Water-CK分别升高了33.81%、101.12%、136.28%、46.11%、145.37%、59.84%和63.13%；马铃薯成熟期株高、茎粗、地上及地下部分干重、地上分枝数、单株薯重显著降低，Water-2处理下，上述各指标较Water-CK分别降低了3.91%、12.36%、30.17%、38.05%、30.00%和36.40%。在Water-2处理下，当PrCl₃浓度为90 mg·L^-1时，马铃薯叶片叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量分别较未增施PrCl₃水溶液提高了162.35%、59.59%、154.45%，MDA 含量、O^{—[KG-1][JX*3]·[JX-*3]}₂产生速率及相对电导率分别降低了67.70%、25.29%、37.70%，抗氧化酶（SOD,POD,CAT）活性提高了38.35%、28.08%、66.00%，成熟期马铃薯株高、茎粗、地上及地下部分干重、地上分枝数、单株薯重分别增加了67.87%、21.68%、32.81%、49.05%、187.50%和63.91%。干旱胁迫下增施适量稀土微肥氯化镨可提高幼苗植株细胞内渗透调节物质含量，增强抗氧化酶活性，减少自由基的积累，缓解干旱胁迫对幼苗生长发育造成的损伤，提高植株生产力，增强抗旱性。     

赤霉素抑制剂对马铃薯离体块茎形成和发育的影响

【目的】研究赤霉素抑制剂在块茎形成和发育过程中的作用机理对提高马铃薯产量和品质具有重要的实践价值和意义.【方法】以马铃薯试管苗诱导的匍匐茎为材料,分别添加不同浓度的外源赤霉素及其生物合成抑制剂多效唑、矮壮素和调环酸钙,统计培养40 d后匍匐茎诱导出的块茎的结薯率、平均直径和单薯鲜干质量等,分析赤霉素抑制剂对块茎形成和发育的影响.【结果】在一定浓度范围内,多效唑、矮壮素和调环酸钙促进了马铃薯匍匐茎提早结薯,使块茎的结薯率、平均直径、单薯鲜质量显著增加.其中三类抑制剂中,调环酸钙抑制效果最佳,微量的调环酸钙可以诱导出最大的单薯鲜干质量和块茎直径.当赤霉素浓度为0μmol/L和0.01μmol/L时,调环酸钙诱导出最大单薯鲜干质量和块茎直径的浓度均是5μg/L.【结论】一定浓度的赤霉素抑制剂可有效促进马铃薯块茎形成.     

不同药剂防治马铃薯黑痣病的田间药效试验

为筛选出防治马铃薯黑痣病最佳药剂,对9种杀菌剂和5种菌肥进行田间药效试验。结果表明,30%噻呋·嘧菌酯30mL/667m~2、250g/L戊唑醇5mL/667m~2和300g/L醚菌·啶酰菌5mL/667m~2防效较好,依次为62.4%、53.1%和50.7%,其他药剂防效均低于50%;测产结果表明,1,2-苯并噻唑-3-铜30mL/667m~2、1,2-苯并噻唑-3-铜40mL/667m~2、250g/L戊唑醇5mL/667m~2、300g/L醚菌·啶酰菌5mL/667m~2和30%噻呋·嘧菌酯30mL/667m~2的总产量分别为3 287.80 kg/667m~2、3 172.46kg/667m~2、3 104.37kg/667m~2、3 080.75 kg/667m~2和2 654.14 kg/667m~2,增产率分别是42.54%、 37.54%、34.59%、33.56%和15.06%,商品薯产量占总产量的比值分别为50.85%、48.31%、66.56%、 47.68%和65.29%。综合考虑,药剂噻呋·嘧菌酯和戊唑醇具有良好的防病促生效果,建议在生产上推广应用。     

双重PCR检测马铃薯晚疫病和环腐病方法的建立

通过克隆马铃薯环腐病菌和晚疫病菌转录间隔区(ITS)序列,并对测序结果进行同源性比较,选取差异位点分别设计了两对引物P.IN1/P.IN2和C.IN1/C.IN2,并检测了引物的特异性及方法的灵敏度。引物P.IN1/P.IN2可扩增出1条363bp马铃薯晚疫病菌的特异性条带,在DNA水平上其灵敏度达18fg/μL;引物C.IN1/C.IN2可扩增出1条218bp马铃薯环腐病菌的特异性条带,在细菌数上检测灵敏度为104 cfu/mL。混合这两对引物构建双重PCR反应体系,能从马铃薯环腐病菌和晚疫病菌的混合DNA及感染这两种菌的马铃薯植株中同时扩增到363bp和218bp的特异片段。实现了同时对马铃薯晚疫病菌和环腐病菌的快速可靠检测。     

马铃薯黑痣病生防菌的筛选和鉴定及其生长条件的研究

从甘肃省景泰县条山农场不同连作年限的马铃薯地块中取根际土样品,分离筛选马铃薯黑痣病病原菌-立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的拮抗菌。采用土壤平板稀释、对峙法筛选拮抗菌;结合形态特征、生理生化及16Sr DNA分子鉴定;采用单因素试验设计对G1菌株的生长条件进行初步试验。通过初筛和复筛,从108株细菌中获得1株对立枯丝核菌拮抗效果稳定、拮抗能力较强的细菌G1。采用平板对峙法测定其拮抗作用,抑菌带宽度达6mm,抑菌圈直径2.5 cm,抑菌率为66.7%。结合形态特征、生理生化及16Sr DNA分子鉴定,G1为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.);采用单因素试验设计对G1菌株的生长条件进行初步试验。结果表明,菌株G1在4℃~45℃,p H 5~10,盐浓度0~50 g·L-1都能生长,碳源、氮源利用广泛,最适条件为:温度37℃,p H 7,蔗糖为碳源,蛋白胨为氮源,盐浓度为10 g·L-1。拮抗菌G1被鉴定为类芽孢杆菌,该菌株抑菌带较宽、抑菌效果稳定,生长条件与马铃薯生长的大田环境基本相符,具有作为一株优良生防菌的必要条件。     

野生番茄单片段渐渗系抗旱性研究

以野生番茄单片段渐渗系为供试材料,采用盆栽控制水分的方法进行干旱胁迫和正常浇水两种处理测定和分析了与植物抗旱性密切相关的两项生物学性状和四项生理学性状(即株高、叶面积;脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖和可溶性蛋白质含量).结果表明:除亲本M82和IL2-2、IL2-4、IL3-2、IL4-4、IL5-2、IL7-3、IL9-3、IL12-1外,其余37份材料均呈现出了不同程度的抗旱表现,说明这37份材料所携带的渐渗片段可能与抗旱性有一定关系.     

亏缺灌溉对马铃薯生长产量及水分利用的影响

为了解析马铃薯不同品种对水分亏缺的响应,探讨不同品种对水分需求量的差异,该研究在大田遮雨棚滴灌下,以马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’为材料,参考西北区和本试验区的年平均降雨量,设置5个水分处理,将参考试验区年平均降雨量的值划分为正常灌水(A),逐级调亏灌水量的值划分为轻度(B)、中度(C)、重度(D)和特重度(E)亏缺灌水处理,研究灌水量对不同品种马铃薯植株生长(株高、茎粗、叶面积)、生物量与分配、叶片相对含水量、产量与构成因素、水分利用的影响。结果表明:正常灌水下,‘青薯9号’株高增长速度大于‘大西洋’,且测定期内持续增高,但‘大西洋’叶面积快速扩增期的扩增速度大于‘青薯9号’;2个品种各器官干质量变化趋势不一致,‘大西洋’各器官干质量呈增长趋势,‘青薯9号’茎叶和根干质量呈前期增长后期下降、块茎干质量呈显著增加趋势(P0.05),且‘青薯9号’块茎生物量分配比例最高值为57.96%,仅是‘大西洋’最高值的67.43%;2个品种叶片相对含水量均呈先升高后降低的变化趋势;‘大西洋’单株结薯数、单株产量、公顷产量、商品薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),‘青薯9号’仅商品薯率和大薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),其他指标则显著低于轻度亏缺灌溉(P0.05),水分利用效率和灌水效率分别为152.62kg/(hm~2·mm)和130.70%。亏缺灌溉下,随水分亏缺度加重,‘大西洋’株高、茎粗和叶面积扩增的抑制大于‘青薯9号’,2个品种叶片相对含水量降低、生物量积累的增速和绝对值降低、产量和大薯率显著下降(P0.05),且‘青薯9号’上述指标的降幅小于‘大西洋’,其中轻度亏缺灌溉下,‘青薯9号’单株结薯数和公顷产量具有补偿效应,较正常灌水分别增加22.79%和11.71%,水分利用效率提高41.48%、灌水效率提高60.05%,抗旱系数为1.12。因此,‘青薯9号’轻度亏缺灌溉,可控制其地上部旺盛生长,利于块茎形成和膨大,‘大西洋’应保证充足水分供给,不宜亏缺灌溉。     

转AtNHX1基因马铃薯田间盐胁迫下的生理反应及耐盐性的综合评价

以转AtNHX1基因的8个马铃薯株系(1、2、4、6、8、15、18、19)和未转基因的"甘农薯2号"(CK)为材料,在正常地以及全盐含量分别为0.56%、0.29%的高盐和中盐地上种植,分析其生长和生理指标的变化,通过隶属函数法、相关分析和聚类分析等方法综合评价耐盐性。结果表明:随着盐浓度的增加,转基因株系的株高、叶面积扩展率、单株产量、叶绿素的含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及脯氨酸含量的上升幅度均高于对照植株(为对照的1.17~3.96倍)。而丙二醛(MDA)、相对电导率显著低于对照植株,为对照的63.07%~78.4%和82.7%~86.35%。根据生长和生理指标综合评价各株系的耐盐性,筛选出1个强耐盐株系和3个较强耐盐株系,各株系耐盐性由强至弱为:19158418216CK,AtNHX1的导入显著提高了大田马铃薯植株的耐盐性,利用耐盐性综合评价方法有助于耐盐株系的筛选。     

马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能 分析

植物花色素苷的合成代谢受转录因子的调控, 其中R2R3 MYB为最主要的转录调控因子。本研究以彩色四倍体马铃薯为试材, 克隆了R2R3 MYB基因家族里调控马铃薯块茎花色素苷合成R2R3 MYB-StAN1的3个同源基因, 并利用生物信息学分析、稳定烟草遗传转化、qPCR等方法对这3个同源基因的结构和功能进行分析和鉴定, 结果表明, 这3个同源基因均含有R2和R3保守结构域, 其主要差别在于C端由10个氨基酸序列组成的重复结构(R)数目不同, 根据R数目将其分别命名为StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3, 其蛋白分子量分别为28 047.91、29 458.35和31 527.60 Da, 等电点(pI)分别为6.14、6.90和8.39, 均为亲水蛋白。通过转化烟草发现, 转入StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3后, 烟草叶片叶色变化明显, 其中转StAN1-R1烟草叶色呈深红色, 其叶片花色素苷含量最高。进一步利用qPCR分析表明, 外源StAN1使烟草叶片花色素苷合成代谢途径的关键基因(NtCHS、NtCHI、NtF3H、NtF3’H、NtDFR、NtANS、NtUFGT)上调表达, 同时烟草内源NtbHLH基因的表达显著上升; StAN1-R1可以高效地调控烟草内源NtbHLH基因和结构基因NtDFR和NtANS的表达。结果表明, StAN1的3个同源蛋白均可以调控花色素苷的合成, 而只含一个重复序列R的StAN1调控花色素苷合成的能力最强。