水分胁迫下外源ABA提高甘蔗抗旱性的作用机制

以抗旱甘蔗品种ROC22为材料,调查水分胁迫及胁迫加喷施脱落酸(ABA)对甘蔗内源ABA合成及相关生理生化作用的影响。结果表明,干旱及干旱加外施ABA的条件下,甘蔗内源ABA合成水平上升,但干旱加ABA处理增幅更显著,甘蔗叶内的脯氨酸(Pro)、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量增加,而ABA处理能缓解MDA的积累,使其含量处于低水平,ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱引起的最大光能转化效率(F_v/F_m)、PSII实际量子效率(Φ_PSII)下降有明显的缓解作用。干旱条件下,H₂O₂的积累伴随着抗氧化作用的酶CAT、GPX、GR和APX的活性提高,而ABA处理能进一步提高这些相关酶的活性而逐渐降低H₂O₂的含量,表明干旱条件下,外施ABA能增强甘蔗的抗氧化防护系统,提高抗旱性。     

MgO对高铝高炉渣脱硫的影响及其动力学分析

随着廉价高铝铁矿石的不断使用,高炉炉渣内Al₂O₃含量也随之升高,这势必会影响高炉炉渣的各项冶金性能。为深入研究高铝高炉渣脱硫性能,明确MgO含量对高铝渣脱硫性能的影响,笔者通过改变高铝渣中MgO的含量,分别设定渣中MgO含量为5%、9%、13% MgO,研究不同MgO含量高炉高铝渣的脱硫性能及其脱硫动力学。结果表明：MgO含量不仅对高铝渣的黏度、脱硫能力有不同的影响,还使炉渣的脱硫速率发生了很大的改变。MgO含量越高对应的黏度越低,脱硫能力越大;但脱硫速率却表现出了不同规律,9% MgO的脱硫速率表现为最大;经过综合比较,当碱度固定为1.1、Al₂O₃含量固定为17%时,MgO含量为9%的炉渣同时具有较好的粘度和脱硫性能。     

GmCHS8和GmIFS2基因共同决定大豆中异黄酮的积累

大豆异黄酮受多基因控制,采用传统育种方法提高大豆异黄酮含量比较困难。我们之前的研究中表明,CHS8基因在异黄酮生物合成过程中发挥着重要作用,但CHS8基因过量表达并不能显著提高异黄酮含量。本研究利用Microarray技术,检测了高异黄酮品种RCAT Angra (RCAT)和低异黄酮品种Harovinton (HVNT)的18 362基因在种子发育过程中表达水平的变化以及大豆种子中异黄酮累积的趋势,利用RT-PCR证实CHS8和IFS2分别是CHSs和IFSs基因家族中的主要基因;证实CHS8是类苯基丙醇主路径中的主基因,并发现异黄酮支路中的IFS2基因在RCAT和HVNT品种中表达差异亦达到显著水平。进一步利用发根农杆菌转化系统,在大豆上分别过量表达CHS8、IFS2和CHS8+IFS2,前两者异黄酮含量较对照分别提高65.9%和34.4%,但增幅未达显著水平;而后者则提高了82.3%,增幅达显著水平(P<0.0001),因而证实大豆中异黄酮的积累由CHS8和IFS2基因共同决定。     

2015年呼和浩特市PM2.5、PM10污染特征及其与气象条件的关系

为了研究呼和浩特市污染特征及其与气象条件的关系,利用大气环境监测数据和常规气象观测资料,分析2015年PM_2.5、PM₁₀浓度特征及与气象要素的关系;结合11月末呼和浩特市严重雾霾天气,对其成因进行初步分析。结果表明：（1）呼和浩特市冬季PM_2.5与PM₁₀浓度是四季中最高,夏季最低;2015年月均最大值出现在12月,PM_2.5与PM₁₀浓度变化趋势基本一致,年平均相关系数为0.711;（2）PM_2.5浓度与能见度、气压、相对湿度的相关系数分别为：-0.887、0.815、0.501;与风向风速及降水量年均相关性不明显;（3）2015年呼和浩特市11月降水明显加强,而冷空气势力较弱,风速小,气温偏高,29日呼和浩特市上空形成了逆温层,维持时间较长,这正是雾霾持续出现及异常加强的一个重要原因,冬季采暖是11月污染物浓度加强的另一个重要原因。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后稻田的甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用静态箱-气相色谱法,对冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻、翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)的稻田进行监测,以分析不同覆盖作物残茬还田对稻田CH₄和N₂O排放的影响。结果表明,冬季覆盖作物还田后,各处理早、晚稻田CH₄排放量均明显高于冬闲-双季稻(对照)。早稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和免耕直播黑麦草-双季稻,分别达20.713 g m^-2和16.068 g m^-2;晚稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和翻耕移栽油菜-双季稻,分别为60.421 g m^-2和48.666 g m^-2。各处理早、晚稻田N₂O总排放量均显著高于冬闲-双季稻,免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻和翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理的早稻田N₂O总排放量分别比对照增加265.00%、320.00%、275.00%和65.00%,晚稻田分别比对照增加157.89%、113.16%、134.21%和42.11%。稻田CH₄和N₂O综合温室效应总和表现为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻>翻耕移栽油菜-双季稻>免耕直播黑麦草-双季稻>免耕直播紫云英-双季稻>冬闲-双季稻,冬季覆盖作物还田明显提高稻田CH₄和N₂O排放。     

SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

花生种子休眠解除过程中相关基因的表达分析

种子休眠性是花生重要的农艺性状,外源乙烯利能诱导花生种子休眠的解除,为了阐明乙烯利作用下花生种子休眠解除的分子机制,设置吸胀的休眠种子为对照,100 mg L–1乙烯利处理吸胀休眠种子后不同时间的样品(AE1、AE2、AE3)进行转录组分析,比较了花生种子休眠解除过程中ABA、GA、ETH、auxin相关基因的表达。结果表明,15个与GA、40个与ABA、60个与ETH、56个与auxin相关的unigenes在花生种子休眠解除过程中表现显著差异表达。荧光定量PCR结果显示,ABA合成关键基因Ah NCED2和代谢关键基因Ah CYP707A1在种子休眠解除过程中均受外源乙烯利诱导,表达差异显著;在休眠和无休眠种子吸胀萌发过程中,Ah NCED2和Ah CYP707A1的表达趋势不同,Ah NCED2对于种子休眠的维持发挥积极作用,而Ah CYP707A1对于种子休眠解除发挥积极作用。     

培养液NO3－/NH4+比对甜菜幼苗NO3－、NH4+吸收特性的影响

采用标准偏高糖型甜研7号与标准偏丰产型甜研8号2个二倍体纯系品种及水培方法，研究了子叶期（11 d）甜菜对NO₃^－和NH₄⁺ 的吸收特性以及不同NO₃^－/NH₄⁺ 比对苗期（31 d）甜菜吸收特性的影响。发现了子叶期甜研7号较甜研8号对NH₄^＋有较大的Vmax，有利于NH₄⁺的吸收。低NH₄⁺浓度比促进甜菜对NO₃^－的吸收。而且甜研7号受到的影响相对大于甜研8号。不同NO₃^－/NH₄⁺ 也影响甜菜对NH₄⁺ 的吸收速率，2品种所受的影响并不相同。2品种遗传特性不同导致了甜研7号对NH₄⁺ 的吸收较甜研8号敏感。高浓度NH₄⁺ 的存在促进了甜研7号与甜研8号对NH₄⁺ 的吸收。说明可以通过调节甜菜对NO₃^－与NH₄⁺ 的吸收与同化关系来调控甜菜的氮代谢，以提高甜菜的产量与质量。     

棉花黄萎病菌与品种互作的格局分析

 以23个棉花品种(系)接种18个黄萎病菌株的抗感表现(病情指数)为分析对象,在聚类分析的基础上用双标图方法研究了寄主 病原的互作格局。结果表明：23个棉花品种分为6个抗病性不同的品种组,18个菌株聚为5个致病力不同的菌株群。5031和50312组成的品种组G1对所有菌株群具有最高抗性,可作为抗黄育种的高抗质源。来自河北成安的VD25与来自江苏常熟的XS4、XS6和XS7组成的菌株群S4与G5品种组存在互作,其致病力最强,是棉花黄萎病的优势菌株群,在抗黄育种和抗黄鉴定中应予以高度重视。S2和S3菌株群与56%的参试品种构成的3个品种组间存在互作,是潜在的优势菌株群。具平均抗病性的G2品种组是黄萎病菌的优良寄主。     

玉米中QM同源基因的克隆及其差异表达分析

利用cDNA-AFLP技术和5'' RACE技术在玉米自交系黄早四Ht2上分离并克隆了QM（编码核糖体蛋白L10）同源基因(命名为ZmQM)。其cDNA全长为967 bp, 开放阅读框为738 bp,。该基因编码245个氨基酸的ZmQM蛋白,分子量为27.78 kD, 等电点(pI)为10.69, 预测含蛋白酶C磷酸化位点、N-酰基化位点和酰胺化等位点。玉米ZmQM蛋白与包括人类等l3个物种QM蛋白的同源性比较发现, 氨基酸序列相似性为66%~92%。RT-PCR分析表明, 在接种玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum) 1号小种12 h后, 黄早四Ht2中ZmQM基因表达量较黄早四中明显上调,推测ZmQM基因可能参与黄早四Ht2对玉米大斑病菌1号小种的抗性反应。     

鲜切山药加速组织衰老与H_2O_2累积的关系

以山药为材料,研究了鲜切加工加速组织衰老与活性氧代谢的关系。结果表明,鲜切加工提高了山药抗氧化酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸-过氧化物酶(APX)的活性,促进了HO和丙二醛22(MDA)的积累,加速了抗坏血酸(ASA)的损失,加强了膜脂过氧化作用。统计分析表明,HO含量,MDA含量22和ASA含量三者之间存在显著相关性。     

甜菜坏死黄脉病毒胁迫下甜菜HRGP的细胞化学研究

为了从细胞学水平明确甜菜细胞壁HRGP积累与甜菜抗丛根病性的关系,采用Western-blot分析及电镜细胞化学定位的方法,研究了BNYVV侵染甜菜抗、感病品种后,其细胞壁HRGP积累的差异。结果显示,BNYVV侵染以前,抗、感病品种块根与叶脉导管细胞的细胞壁表面观察到少量HRGP的沉积,两者之间无明显的差异;BNYVV侵染后,抗、感病品种植株体内病毒含量均在苗龄55天达到最高峰,此期抗、感病甜菜品种块根与叶脉横切面的所有导管细胞细胞壁上的HRGP均较对照显著增加,并且抗病品种HRGP的积累量明显高于感病品种的。说明在甜菜与BNYVV互作的体系中,HRGP在甜菜组织内快速积累是甜菜抗丛根病性的表现之一,从细胞化学角度证明了HRGP可作为评价甜菜品种抗丛根病性的参考指标。     

RT-PCR检测甜菜坏死黄脉病毒及总RNA提取方法研究

为选择较为适合甜菜总RNA的提取方法,构建和优化RT有效体系。以田间甜菜叶片、根毛及根表皮为材料,研究了提取甜菜总RNA的方法以及利用RT-PCR技术进行甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)的检测。研究表明,获得良好的RT-PCR扩增效果,RT体系中dNTPs浓度、引物、AMV、模板RNA的浓度要分别达到1 mmol/L,1μmol/L,0.1 U/μL,0.01μg/μL较好。PCR体系中dNTPs浓度、引物、TaqDNA聚合酶、Mg2 的浓度要分别达到0.1 mmol/L,0.1μmol/L,0.01U/μL,1.48 mmol/L效果较好。RT-PCR法对BNYVV检测,可作为甜菜品种(育种材料)早期抗丛根病性鉴定的依据之一。     

定量施肥对甜菜干物质积累与分配的影响

采用"3414"最优回归设计方法,研究定量施肥对甜菜干物质积累与分配规律的影响。结果表明:同一处理在甜菜生育时期叶片、叶柄和整株干物质积累量呈先增加再减少的规律,而块根干物质积累呈一直增加的趋势;叶片干物质分配比率呈下降趋势,而块根干物质分配比率呈上升趋势。氮、磷、钾肥的配合施用明显促进甜菜块根干物质积累量的增加。不施氮、不施磷和不施钾的3个处理平均块根干物质积累量为110.93g/株,与不施肥处理相比平均增长32.33g/株。氮、磷、钾全施的10个处理平均块根干物质积累量则为134.49g/株,与不施肥处理相比平均增长55.89g/株。     

一氧化氮、 过氧化氢参与光诱导绿豆下胚轴花青素合成

为研究光诱导花青素合成的信号转导过程,以绿豆下胚轴为材料,借助生理学方法、组织学方法和分光光度法,测量了光对花青素合成的效应、光诱导花青素合成的部位及一氧化氮（NO）、过氧化氢（H2O2）在光诱导花青素合成中的作用。结果显示,光诱导了花青素合成,花青素含量随光照时间延长而增加;花青素的合成部位为表皮下薄壁细胞;≥10 mmol/LNO合酶抑制剂L-NAME、≥300μmol/L硝酸还原酶抑制剂Na2WO4、≥300μmol/LNO清除剂血红蛋白（Hb）、≥3μmol/LH2O2产生酶NADPH氧化酶抑制剂DPI、≥10 mmol/LH2O2清除剂抗坏血酸（Vc）、≥200 units/mLH2O2清除酶过氧化氢酶（CAT）均显著抑制光诱导花青素合成,表明NO和H2O2作为中间信号分子参与光诱导的花青素合成。     

甜菜各叶片对块根增长、根内糖分积累作用的研究

本文揭示了甜菜各叶片对块根增长、根内糖分积累的贡献。甜菜子叶和第1-10片叶的同化产物主要供给幼苗根系和叶片的生长,为甜菜的生长奠定了基础。甜菜的第11-35片叶的功能盛期处在块根增长期和糖分积累期,对块根增长和根内糖分积累起主要作用,各叶片对块根增长的贡献顺序：第11-15片叶＞第16-20片叶＞第21-25片叶＞第26-3     

甜菜胞质雄性不育系与保持系某些生理特性的差异

采用比较生理学的方法，对甜菜细胞质雄性不育系及其保持系生殖生长阶段的某些生理特性进行了研究。结果表明，甜菜细胞质雄性不育系的细胞色素氧化酶及ATP酶活性均表现为不育系低于其保持系；过氧化物酶和过氧化氢酶活性则表现为不育系高于其保持系，这反映线粒体内外末端氧化酶活性的高低可能与胞质雄性不育有一定关系；赤霉素含量表现为胞质雄性不育系低于其保持系。     

甜菜胞质雄性不育系与其保持系某些酶活性的差异

以甜菜3个细胞质雄性不育系及其相应保持系为材料,对营养生长阶段叶片中的过氧化物酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酯酶活性进行了研究,结果表明：在营养生长阶段的4个时期,保持系中的过氧化物酶和酸性磷酸酯酶活性均高于其相应不育系;过氧化氢酶活性表现为在块根分化形成期,不育系中的活性高于其相应保持系,而在糖分积累期则为保持系高于不育系。     

甜菜细胞质雄性不育系与其保持系线粒体DNA的RAPD分析

本文对甜菜线粒体DNA的提取方法进行了改进,在不需密度梯度离心条件下即可获得高纯度的DNA。优化了甜菜线粒体的RAPD的反应条件,对细胞质雄性不育甜菜的不育系及其保持系的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD(随机扩增多态DNA,randomly amplified polymorphic DNA)分析,结果表明：甜菜细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA之间存在丰富的多态性。