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[硕士论文] 程良
农业水土工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:本文针对宁夏中部干旱带枸杞灌溉定额较高、水分利用效率较低以及宁夏水资源短缺等问题,通过设置覆膜和不覆膜两种种植模式,采用单因素随机区组试验方法,对枸杞耗水规律、适宜的种植模式及覆膜滴灌枸杞灌溉制度等进行了较为系统的研究。为宁夏中部干旱带枸杞的高效灌溉提供了理论支撑。本文主要研究结果如下:
  (1)枸杞生长性状变化规律:当灌溉定额为3840m3/hm2时,覆膜枸杞地径、南北冠幅、枝条数和枝长均最大,不覆膜枸杞地径、东西冠幅、枝条数和枝长均最大。覆膜枸杞各处理地径平均值、东西冠幅平均值、南北冠幅平均值和枝条数平均值均大于不覆膜枸杞;覆膜枸杞各处理枝长平均值略小于不覆膜枸杞,两者基本等。
  (2)枸杞光合指标变化规律:覆膜与不覆膜枸杞日蒸腾速率、日气孔导度与日光合速率变化规律一致,均呈双峰型变化规律,日胞间CO2浓度与日光合速率变化规律相反;当灌溉定额为3840m3/hm2时,覆膜与不覆膜枸杞叶绿素含量、日光合速率平均值、日蒸腾速率平均值和日气孔导度平均值均最大,覆膜大于不覆膜。随生育期的延长,生育期日均光合速率、生育期日均气孔导度与生育期日均蒸腾速率均呈先增大后减小的规律,胞间CO2浓度呈先减小后增大的规律;当灌溉定额为3840m3/hm2时,覆膜与不覆膜枸杞生育期日均光合速率、生育期日均气孔导度和生育期日均蒸腾速率均最大,覆膜大于不覆膜。
  (3)枸杞品质指标变化规律:覆膜与不覆膜枸杞总糖含量随采收月份分别呈先上升后下降及逐渐上升的变化规律,甜菜碱含量随采收月份分别呈先下降后上升及不断下降的变化规律。覆膜与不覆膜枸杞胡萝卜素含量随采收月份均呈不断上升的变化规律;当灌溉定额为3840m3/hm2时,覆膜与不覆膜枸杞总糖含量和胡萝卜素含量均最高,且覆膜大于不覆膜。甜菜碱含量虽也最高,但覆膜小于不覆膜。
  (4)枸杞耗水量和耗水模系数变化规律:不覆膜枸杞各处理整个生育期耗水量均大于覆膜枸杞各处理整个生育期耗水量。除落叶期,不覆膜枸杞春梢生长期各处理平均耗水量、开花初期各处理平均耗水量和果熟期各处理平均耗水量均大于覆膜枸杞。覆膜和不覆膜枸杞各生育期耗水量及耗水模系数果熟期均最大。
  (5)水分利用效率和产量变化规律:除F6、B6和F7、B7处理,覆膜枸杞各处理WUE均高于不覆膜枸杞各处理WUE;随灌溉定额增大,覆膜和不覆膜枸杞鲜果及干果产量均呈先增大后减小的变化趋势。当灌溉定额为3840m3/hm2时,覆膜和不覆膜枸杞鲜果及干果产量均达最大,覆膜枸杞最大分别为10400.7kg/hm2和2629.9kg/hm2,不覆膜枸杞最大分别为9923.4kg/hm2和2380.1kg/hm2,覆膜大于不覆膜;覆膜F6和F7处理鲜果及干果产量均小于B6和B7处理,过高的灌溉定额不利于覆膜枸杞产量的提高。
  (6)枸杞适宜的种植方式和滴灌灌溉制度:综合考虑得出,适合枸杞的种植方式为覆膜种植。在试验条件下,覆膜枸杞较为适宜的滴灌灌溉制度为:灌水8次/年。第1次和第8次灌水定额均为300m3/hm2,其余各次灌水定额均为540m3/hm2。
[硕士论文] 郑艳军
农业水土工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:针对宁夏中部干旱区水资源短缺、灌溉方式粗放、灌溉关键参数不明确等问题,以基于土壤水分上下限的不同生育期水分控制,在宁夏中部干旱区开展枸杞精量灌溉关键参数试验,采用随机区组排列设计,研究了宁夏中部干旱区滴灌条件下,枸杞需水特点、土壤水分的变化特征及不同水分对枸杞生长指标,品质指标,光合生理特性和产量指标的影响,确定不同生育期水分控制指标,得出枸杞精量灌溉关键参数,提出宁夏中部干旱区适宜的枸杞精量灌溉制度。研究结论可为本地区枸杞精量灌溉决策提出综合性分析和判断,为宁夏中部地区科学种植枸杞提供技术和理论支持,对宁夏中部干旱区枸杞产业发展、农民增收具有重要意义。本文主要研究结论如下:
  (1)土层在20~60cm之间土壤含水量最大,是枸杞生长所需水分来源的主要土层,在20~40cm处土壤含水量范围在3.7%~12.7%之间,40~60cm处土壤含水量范围为4.8%~12.9%之间。在试验区进行枸杞样株挖根显示主根系分布于30~40cm,部分根系可深入至60~80cm土层。
  (2)枸杞光合有效辐射呈现“双峰曲线”变化规律,第一次峰值出现在10:00点,12:00点达到极小值,第二次峰值出现在14:00点,到16:00点达到另一个极小值,到18:00点有微小上升趋势;叶片气孔导度呈现“凸抛物线”变化规律,峰值出现在10:00和12:00;蒸腾速率呈现两种变化规律,一种是“单峰凸抛物线型”,另一种是“双峰凸抛物线型”;光合速率整体呈现“双峰凸抛物线”变化规律。
  (3)根据分析计算得出:枸杞全生育期需水量范围在290.85~336.01mm,枸杞水分利用效率和水分生产效益最大的是处理S5,其值为30.93元/m3;枸杞生长指标地径、株高、冠幅、枝条茎粗和枝条长增长量最大值均为处理S5;枸杞品质指标甜菜碱、多糖、蛋白质、氨基酸含量最高值也出现在处理S5;枸杞干果产量最高为处理S5,达到72.46kg/667m2,处理S5的50g粒数最少,仅为249粒。在各类参数指标评价中处理S5表现最优。
  (4)综合全生育期内土壤水分变化特征、生长量、光合特性、品质、产量等指标,处理S5的各项指标参数表现最优,得出枸杞精量灌溉制度为:枸杞全生育期划分为6个灌水时期,其中萌芽期(春水)灌水25m3/667m2,休眠期(冬水)灌水30m3/667m2,其他划分为4个灌水时期:春梢生长期灌水50%θf(θf为田间持水率),营养生长期和盛花期灌水(始花期、果熟前期)65%θf,盛果期灌水(果熟后期、秋果前期)65%θf,秋果期灌水55%θf。当各生育期土壤含水率低于各控水期下限时应及时灌水,灌水上限为95%θf。
[硕士论文] 马燕
观赏园艺 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:油用牡丹具有观赏、药用、油用等价值,推广应用前景广阔。目前对于油用牡丹的研究主要集中在系统分类、新品种选育、繁殖技术、籽油提取方法、牡丹籽和籽油营养成分分析等方面,对于油用牡丹抗旱性的研究目前鲜有报道。本试验为推广油用牡丹在干旱、半干旱地区的种植,促进油用牡丹的可持续发展,以“凤丹”、“冰山雪莲”、“蓝鹤齐鸣”、“琉璃冠珠”、“如花似玉”等油用牡丹品种为试验材料,设计2个与抗旱有关的试验,研究5个油用牡丹抗旱性大小,构建抗旱性评价体系。
  一、不同灌水量处理对5个油用牡丹品种地上部生长指标的影响研究
  研究不同灌水量(自2017年4月30日至2017年9月3日止,每周灌水一次,设1个对照,4个处理,0L/周、1.8L/周、3.6L/周、5.4L/周、7.8L/周,三次灌水为一个周期)处理对5个油用牡丹品种的生长指标、结实指标的影响,揭示油用牡丹在不同生长发育时期对水分需求的规律。研究结果表明:
  1、油用牡丹生长发育指标中,不同灌水量对油用牡丹新梢生长的影响最大,对地径生长的影响最小,其中T3灌水量5.4L/周处理的各项生长指标均达到最大值;
  2、在油用牡丹结实指标中,各油用牡丹品种在T2灌水量3.6L/周处理下果实生长量均达到最大值,表明油用牡丹在果实生长时期的需水量小于新梢生长期;相同灌水量条件下,凤丹品种的百粒重均高于其他品种;不同灌水量处理下,凤丹百粒重表现出差异性,T2灌水量3.6L/周处理下百粒重达到最大值33.75g。
  3、不同油用牡丹品种在相同生长发育时期对灌水量的需求具有一致性;不同油用牡丹品种果实生长时期的需水量均小于新梢生长期,表现出一致性;不同灌水量下,凤丹百粒重均高于其他品种,具有高产优势,为其大面积推广种植提供了理论依据。
  二、5个油用牡丹品种抗旱鉴定指标的筛选及抗旱性综合评价
  该研究筛选出了鉴定油用牡丹抗旱性的指标,比较了5个油用牡丹品种的综合抗旱性大小,并构建了抗旱综合评价体系。在???期对试验材料进行透水处理后研究田间持续自然干旱0天、10天、20天、30天、40天对5个油用牡丹品种水分生理、膜透性、渗透性调节物质以和叶绿素含量的影响,对鉴定指标进行相关性分析筛选出抗旱鉴定指标,利用主成分分析与模糊隶属函数值法构建油用牡丹品种抗旱性综合评价体系。试验结果表明:
  1、油用牡丹的干旱胁迫试验,测定叶片含水量、叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量、游离脯氨酸、可溶性糖含量和叶绿素含量7个与抗旱关联的生理指标,根据这些指标利用主成分分析模型和模糊隶属函数构建油用牡丹抗旱性综合评价体系:
  F1=0.299X1+0.502X+0.029X3+0.384X4+0.434X5+0.388X6-0.414X7
  F2=0.533X+0.212X2+0.594X3-0.156X4+0.135X5-0.463X6+0.247X7
  F3=-0.247X1-0.111X2+0.554X3+0.686X4-0.316X5+0.145X6+0.167X7
  得出叶片含水量、叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量、游离脯氨酸、可溶性糖含量和叶绿素含量与抗旱密切关联的主成分可作为抗旱综合评价指标。
  2、根据隶属函数值大小评价本试验的5个供试品种的抗旱性从强到弱为:冰山雪莲>凤丹>琉璃冠珠>蓝鹤齐鸣>如花似玉,冰山雪莲、凤丹、琉璃冠珠3个品种相对更抗旱,更具有向干旱、半干旱地区推广的价值。
[硕士论文] 叶申怡
化学生物学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:金线莲[Anoectochilus roxburghii(Wall.)Lindl.]是我国珍稀名贵中草药,兼具药用、食补及观赏的功能。随着金线莲在医疗、保健等领域的广泛应用,人们对其产量及品质的要求也越来越高。因此,本研究从光质处理、干燥方法以及储藏条件三个方面对金线莲的产量及品质调控进行研究。研究结果分述如下:
  1.比较4种不同色膜(红膜、黄膜、蓝膜、无色薄膜)的处理结果发现,采用蓝膜覆盖种植技术种植金线莲,其单株鲜重、茎粗、叶面积、气孔频率、叶绿素含量、抗氧化酶活性(过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶),以及活性成分含量均显著提高。与无色薄膜处理的对照组相比,蓝膜处理的金线莲所含活性成分(多糖、黄酮、多酚)含量分别增加22.25%,17.68%,101.01%,总体产量增加7.98%。红膜和黄膜处理的金线莲株高分别显著增加10.45%和8.13%,其中,红膜处理组的多酚含量较对照组增加273.68%。
  2.比较5种不同干燥方法(自然干燥、热风干燥、微波干燥、真空干燥、冷冻干燥)的处理结果发现,采用真空干燥处理,金线莲的外观颜色、香气风味,以及活性成分含量均得到较好的保持。与自然干燥处理相比,热风干燥和真空干燥的金线莲活性成分(多糖、黄酮、多酚)含量均显著增加,其中,热风干燥分别增加23.94%,19.31%,20.94%;真空干燥分别增加13.35%,54.23%,22.54%。感官评价结果表明,人们对于微波处理组的接受度最高,其次是真空干燥组。此外,冷冻干燥法对外观颜色、多酚含量的保持能力最佳;微波干燥法能够增强风味,但多糖损失严重;热风干燥法能够较均衡的保持活性成分,但香气风味相对逊色。
  3.比较3种储藏条件(常温、4℃和-20℃)的处理结果发现,采用-20℃储藏,金线莲的水分损失较少,全株无明显皱缩,颜色与鲜株相近但质地较软呈透明状。相比于另外两种储藏条件,-20℃储藏下的金线莲总蛋白损失较少,最大值为0.89gprot·L-1,其SOD、POD、CAT酶活性和谷胱甘肽含量也维持在较高的水平。4℃储藏组的MDA含量增加缓慢,最大值仅为4.14mol·mL-1。不同储藏条件对金线莲特征香气成分的维持能力为:-20℃>4℃>常温。与室温储藏组相比,-20℃储藏组的多糖含量增加105.50%,而两者的黄酮和多酚含量无显著性差异。
[硕士论文] 姚佳宾
农业工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:水资源短缺是限制河北低平原区农业可持续发展的主要因素。减小大田耗水型作物、增加节水型经济作物种植比例是缓解该地区水资源供需矛盾、促进农民增收的重要措施。油葵作为节水耐旱作物,已逐步成为该区重要经济作物,研究不同品种油葵的区域适应性及其耗水规律,可为该地区选择生长性状稳定、产量高、水分利用效率高的品种和制定油葵节水灌溉制度提供参考依据。本文的主要研究内容和取得成果如下:
  以基于初步选出的新葵10号、新葵20号、DW567、S672等共11个油葵品种开展田间试验,对各品种的生长发育、耗水特性、产量和水分利用效率进行了比较研究。结果表明,各油葵品种的全生育期、株高、茎粗、叶片数、盘径、耗水量、百粒重、产量和水分利用效率均存在显著性差异,其中各品种间的生育期最大相差17.5%、株高最大相差46.8%、耗水量最大相差15.9%、产量最大相差22.2%、水分利用效率最大相差19.9%。
  通过对各油葵品种的生长发育、耗水量、产量和水分利用效率的综合分析,发现新葵20号、新葵22号和DW567生长性状较好,增产、节水潜力大,适宜在研究区进行推广种植,其它品种有待进一步试验研究。
  以新葵20号和DW567两个油葵品种为试材,开展盆栽试验,设置土壤水分下限分别为田间持水量的80%(T1)、70%(T2)、60%(T3)、50%(T4)和40%(T5),研究了不同水分处理对油葵生长发育的影响。结果表明,不同水分处理对油葵的生长发育状况影响显著,T4和T5处理的土壤水分下限控制过低,对油葵的生长形成了土壤水分胁迫,严重影响了油葵的株高、茎粗、叶面积、盘径等指标的生长及地上干物质的积累,同时土壤水分胁迫会加速油葵生育后期叶绿素的分解和转移,而T2和T3处理则可以满足油葵的正常生长水分需求,T1处理的土壤含水率过高,不利于油葵的干物质积累。
  盆栽试验条件下,新葵20号和DW567的全生育期耗水量均随着土壤水分下限的降低而显著减小。现蕾期和开花期的耗水量占油葵的全生育期耗水量比重较大,且平均日耗水强度较高,此阶段是油葵生长过程中的需水高峰期。
  不同水分处理对油葵的百粒重、单株产量和水分利用效率影响显著。新葵20号和DW567均以T2和T3处理时的百粒重和单株产量较大,且两个处理间没有明显的差异,但二者的单株产量都明显大于其它处理,当土壤水分下限在T1处理时,油葵产量不再增加且略有下降,呈现“报酬递减”现象。新葵20号在T2处理时的水分利用效率最高,DW567在T3处理时的水分利用效率最高。
[硕士论文] 刘阳杰
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:花生荚果腐烂病(peanut pod rot)是一种由真菌引起的世界性严重病害,直接影响花生的产量及品质。通过制定有效的抗性评价标准,筛选、发掘和创新种质资源是抗病育种的重要基础。利用抗病种质资源获得与抗性相关的分子标记,可以通过分子标记辅助选择加快抗病育种进程。因此,本文在对77份美国花生种质资源和39份国内资源进行花生果腐病的抗性鉴定和评价基础上,通过受害指数的聚类分析,形成花生果腐病抗性鉴定的评价标准,发掘优良花生种质进行遗传改良;根据本实验室前期研究结果,花生青枯病抗性与果腐病抗性存在一定的相关性。本研究参考了多篇花生青枯病抗性的文献,选取了12对与其相关的SSR标记以及本实验室针对花生抗逆性开发设计的48对InDel标记,利用相关分析和多元线性逐步回归筛选与花生果腐病抗性相关的SSR和InDel标记。主要研究结果如下:
  1.通过田间自然发病对116份资源进行连续2年的鉴定,根据年均受害指数(Injury Index,INI)的聚类分析将供试花生材料的果腐病抗性分为:高抗(HR)0<INI≤25;抗病(R)25<INI≤45;中抗(MR)45<INI≤60;感病(S)60<INI≤75及高感(HS)INI>75共5组。
  2.综合2年抗性表现较一致的96份种质,筛选到高抗资源2份,Grifl4051和PI502111,平均受害指数分别为16.67和21.91;抗病资源6份,PI196622、PI270907、PI390428、G11-5等,平均受害指数分布在26.33~42.41之间;中抗性资源包括PI648250,PI152146和G11-6等共32份,平均受害指数在45.19~60之间;感病资源包括PI576636,PI196635和G11-21等34份,平均受害指数在60.87~74.39之间;高感资源22份,G5059,PI356004,G11-15,PI270786和PI162857等,平均受害指数在75.27~83.34之间。
  3.利用12对SSR引物对77份美国种质资源进行扩增,共获得103条多态性条带,多态性条带比率在20%~100%,平均79.23%。从烂果率、烂仁率、受害指数三个方面分别进行相关和多元线性回归分析,获得了4个与花生果腐病抗性显著相关的SSR标记,分别为3A8、GM1760、PM163、14H6。
  4.利用48对InDel标记对美国种质资源进行了扫描,共获得15对多态性InDel标记。利用Pearson's相关分析和逐步多元线性回归分析了受害指数与标记的相关性,共有2个InDel标记与花生果腐病抗性显著相关,分别是004-InDel和020-InDel。
  本研究不仅明确了不同来源花生种质资源对果腐病的抗性,为合理利用种质资源进行花生抗病遗传改良提供了优异材料,而且还为花生果腐病抗性评价提供了标准。花生果腐病抗性相关分子标记的获得为分子辅助选择育种及抗病相关基因的挖掘提供了重要参考。
[硕士论文] 梁欢欢
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:棉花是世界上最重要的经济作物之一,是第一大天然纤维作物,也是世界第六大油料作物。它可以提供天然的纺织纤维,棉籽也是重要的油料来源。随着我国纺织工业技术的不断发展和日益增长的国民需求,对棉花的产量和纤维品质的需求越来越高,产量高、纤维长、强度适中、细度好的棉花品种才能满足人类日益增长的生产生活需求。
  本研究以来自中国、巴基斯坦、美国、巴西、乌干达等国家的200份棉花种质资源为材料,通过两年3个试点(河北、江苏、新疆)的田间调查以及统计分析棉花单铃重、衣分、衣指、纤维长度、断裂比强度和马克隆值6项指标,并对数据进行分析研究,筛选到产量、品质性状优良的棉花种质材料,为育种提供产量高、纤维品质优良、稳定性强、一致性好、特异性突出的种质资源。主要结果如下:
  1.产量性状分析和品质性状分析表明,不同性状在不同品种间存在较大差异。铃重的变幅为3.34g~7.48g,衣分的变幅为22.83%~46.97%,衣指的变幅为3.65g~8.74g,产量性状中衣指的改良潜力最大,纤维长度变幅为23.81mm~33.08mm,不同品种的比强度变幅为24.47cN/tex~32.11cN/tex,相差7.63cN/tex;马克隆值变幅为2.99~5.27,变异系数最大。
  2.方差分析表明,全部6个产量、品质性状在环境和品种间的变异都达到极显著水平;相关分析表明,衣指与铃重、衣分、纤维长度、马克隆值呈现正相关关系,纤维长度与铃重、断裂比强度呈现极显著正相关,衣分和马克隆值呈现极显著的正相关关系,而马克隆值和纤维长度与断裂比强度的相关性,在沧州和均数环境下呈现极显著水平负相关。主成分分析表明,陆地棉种质的前3个主成分的累积贡献率达85.48%,可反映大部分遗传差异信息。
  3.采用离差平方和聚类法构建聚类图,根据6个产量、品质性状将200个品种分别划分为具有不同特点的6个类群,阐明了这些种质的遗传基础,类群Ⅰ为产量性状突出的类群,代表品种有苏优6108等,类群Ⅳ为品质性状突出的类群,代表品种有鲁棉研28号等,类群Ⅴ为综合性状最好的类群,代表品种有新陆早36等。
  4.根据铃重、衣分、衣指主要产量性状和3项主要纤维品质性状,筛选出铃重大于6.2g的品种13个、衣分高于40%的品种84个、衣指大于7.5g的品种49个、纤维长度大于30mm的品种60个、断裂比强度大于30cN/tex的品种5个、马克隆值属于A级范围的品种23个和综合性状较好的品种12个,这些优异的特异性种质资源遗传背景丰富、遗传多样性强,为现代育种打下良好的物质基础。
  综上可知,这些来自于不同大洲、不同国家和不同流域的种质资源,遗传背景宽、遗传多样性较为丰富,本研究对于深入开展棉花育种基础理论研究和品质育种具有十分重要意义,丰富了棉花种质资源的多样性,为现代育种做好资源上的准备,并为鉴定各具特性优良种质和现代育种奠定物质基础。
[硕士论文] 李甜
蔬菜学 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:灰树花是著名的食药兼用菌,其味道鲜美、口味独特,具有防癌、抗癌、提高人体免疫力等功效,市场需求日益增大。灰树花人工栽培技术虽已取得成功,但生产中仍存在很多问题,导致经济效益低甚至栽培失败,如品种单一、生物学效率低、生产周期较长等,严重制约了灰树花产业的健康发展。近年来,有关灰树花的研究报道很多,以子实体营养成分提取及药用保健功效方面为主,但有关栽培方面的研究却少有报道。
  本试验对灰树花精准化栽培展开了研究,试验内容主要包括对灰树花优良品种及高效栽培配方的筛选,同时对灰树花适宜光照条件进行了研究,以期为灰树花生产和科学研究提供理论基础与技术支持,促进灰树花产业健康发展。本试验主要研究结果如下:
  1.通过对4个灰树花品种菌丝生长情况、子实体生长情况及营养品质进行了比较,筛选出栗磨502为灰树花优良品种,其菌丝生长速度快,且长势较好,原基形成较早,前两潮菇生物学效率达47.99%;子实体农艺性状及营养品质均优于对照,粗脂肪、粗纤维、粗灰分含量均较高、粗蛋白含量较低,营养品质较好。
  2.筛选灰树花高效栽培配方为:木屑40%,棉籽壳20%,玉米芯20%,麸皮15%,玉米粉3%,石灰1%,石膏各1%,含水量为60%。该配方菌丝生长速度快,污染率较低;原基形成最早,生物学效率较高,可达48.28%;子实体农艺性状及营养品质优于对照,子实体营养品质较好,粗纤维、粗灰分、粗蛋白含量均较高,粗脂肪含量较低,营养品质较好。
  3.在灰树花母种培养基及栽培料中分别添加不同浓度Mg2+、Fe2+、Zn2+,筛选出Mg2+、Fe2+、Zn2+适宜添加浓度分别为2g/L、0.25g/L、0.15g/L,表现为菌丝长速快,长势较好。筛选出栽培料添加1.5g/L Mg2+效果最好,表现为菌丝生长速度最快,漆酶,纤维素酶和半纤维素酶活性均最强;原基形成较早;生物学效率达51.95%;子实体农艺性状优于对照,子实体的营养品质较好,粗脂肪、粗纤维、粗灰分含量较高,粗蛋白含量较低;筛选出栽培料添加0.30g/L Fe2+效果最好,表现为菌丝生长速度快,漆酶,纤维素酶和半纤维素酶活性均最强;原基形成较早;生物学效率达50.19%;子实体农艺性状优于对照,子实体的营养品质较好,粗脂肪、粗灰分、粗蛋白含量均较高粗,纤维含量低。筛选出栽培料添加0.10g/L Zn2+效果最好,表现为菌丝生长速度快,漆酶,纤维素酶和半纤维素酶活性均最强;原基形成时间段;生物学效率达50.64%;子实体农艺性状优于对照,子实体的营养品质较好,粗纤维、粗灰分、粗蛋白含量均较高,粗脂肪含量低。
  4.通过在不同光质、光通量密度及光周期条件下,对灰树花生育周期、产量、子实体农艺性状及营养品质等指标进行比较,筛选出灰树花适宜光照条件为光通量密度为14μmol/m2·s的蓝光,光周期为8h。蓝光处理灰树花原基形成较早;生物学效率达49.16%,单菇最重,约82.33g;子实体农艺性状及营养品质均较好,粗纤维含量、粗灰分、粗蛋白的含量均较高,粗脂肪含量低。光通量密度为14μmol/m2·s时,原基形成最早,生物学效率达49.69%,单菇最重,平均为86.79g;子实体农艺性状较好。光周期为8h时,原基形成最早,生物学效率为50.13%,且单菇最重,为87.05g。子实体农艺性状最佳。
[硕士论文] 张肖丽
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:棉花是重要经济作物。棉花抗虫性鉴定是棉花抗虫育种过程中必不可少的环节,对棉花优质新品种的筛选及推广起到关键作用。棉花与害虫互作时,棉花的防御与昆虫的反防御是重要的研究内容,在此过程中几种功能酶发挥重要作用,酶活反应的强弱也反映出了棉花的抗虫能力高低。本试验选择不同棉酚含量棉花品种进行室内抗虫性鉴定,测定了不同棉花品种在受到棉铃虫、甜菜夜蛾危害前后过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化,同时对取食不同品种棉花后棉铃虫、甜菜夜蛾的酸性磷酸酶(ACP)、谷胱甘肽-S转移酶(GST)以及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的变化进行测定并进行相关分析。探索开发评估不同品种棉花的抗虫能力的方法,明确抗虫基因的挖掘方向,旨在为棉花抗虫育种及鉴定提供理论依据。本研究获得的主要结果如下:
  1.棉铃虫取食棉花3d后,取食低酚品种的棉铃虫虫重高于高酚品种。可见,棉酚对棉铃虫的生长发育有一定的影响,高酚品种棉花对棉铃虫的抗性较低酚品种强。
  2.甜菜夜蛾取食棉花3d后,取食低酚品种的甜菜夜蛾虫重高于高酚品种。可见,棉酚对甜菜夜蛾的生长发育有一定的影响,高酚品种棉花较低酚品种抗性强。
  3.受棉铃虫取食胁迫后,棉花POD、PPO、SOD酶活性升高,高酚棉POD、PPO酶活性变化幅度较低酚棉花大。甜菜夜蛾取食胁迫后,棉花POD和SOD活性上升,后者差异可达显著水平。棉花防御酶的变化与棉花品种、棉酚含量高低、昆虫危害时间相关,受昆虫取食胁迫后棉酚含量越高的棉花防御能力越强。
  4.取食不同品种棉花的棉铃虫GST、AChE酶活力的变化受棉酚含量影响,高酚品种对棉铃虫抗性能力较低酚品种强。甜菜夜蛾取食棉花后ACP活性变化不仅受取食棉花品种、甜菜夜蛾危害时间影响,且与棉酚含量相关,高酚品种对甜菜夜蛾抗性能力较低酚品种强。
  5.筛选出转基因抗棉铃虫棉花新品种选育优良亲本石远321,筛选出转基因抗甜菜夜蛾棉花新品种选育优良亲本鲁棉12。
  综上所述,棉酚可影响棉铃虫、甜菜夜蛾生长发育且与棉花防御酶、昆虫解毒酶及乙酰胆碱酯酶相关。棉酚含量越高,棉花抗虫性越强。
[硕士论文] 刘凯歌
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:花生是世界上重要的经济和油料作物之一,近年来花生育种的主要目标已由原来的高产优质转为优质高产专用。花生的品质性状主要包括脂肪含量、蛋白质、油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸等,传统育种手段难以对其进行高效筛选。分子标记技术的发展实现了对品质性状的快速选择,为花生品质性状的遗传改良提供了有效途径。本研究以花生农家品种四粒红和冀农黑3号杂交构建的RIL群体和3个F2∶3验证群体为材料,进行了品质性状表型鉴定及相关分析和含油率相关分子标记筛选。主要研究结果如下:
  1.RIL与F2∶3群体中品质性状均呈正态分布,符合典型数量性状遗传特征。2年间RIL群体品质性状变异系数范围为4.26%~36.46%,其中,脂肪含量变异系数最小,硬脂酸变异系数最大;3个F2∶3群体品质性状间在2017年变异系数范围为3.28%~53.47%。脂肪含量变异系数最小,亚油酸变异系数最大。
  2.方差分析结果表明,RIL群体中蛋白质、花生酸在年际间差异不显著,脂肪含量和其他品质性状在年际间均表现出极显著差异,并且群体基因型与环境间存在极显著的互作效应。
  3.通过对RIL群体表型鉴定分析获得了1份高油低棕榈酸家系,22份两年间蛋白质含量均高于高值亲本的家系,11份油酸含量两年间均高于高值亲本,1份花生酸含量两年均高于高值亲本的家系。
  4.RIL群体中花生脂肪含量与蛋白质、油酸、花生酸、山嵛酸呈极显著的负相关,与棕榈酸呈极显著正相关。蛋白质与棕榈酸、硬脂酸呈极显著负相关,与山嵛酸、油酸呈极显著正相关。棕榈酸与亚油酸、硬脂酸呈极显著正相关,与油酸、花生酸、山嵛酸呈极显著负相关。F2∶3群体中脂肪含量与棕榈酸、油酸在3个群体均呈极显著负相关,与硬脂酸呈极显著正相关。
  5.利用22个与含油率相关的SSR分子标记对3个F2∶3群体进行了扫描,结果表明,7对引物在中扩增出多态性条带,5个标记与F2∶3群体含油率表现出显著相关性:PM36、PMc348、AHGS1415、SeQ16F01、TClA08,TClA08对3个F2∶3群体高油株系株符合率分别为89.47%、71.43%、67.35%。PM36、PMc348、AHGS1415、SeQ16F01只在F2∶3-1中表现显著相关,对高油株系检测符合率分别为68.42%、89.74%、81.58%、82.14%。获得表型检测与基因型检测均为高油的株系31份。
  RIL与F2∶3群体主要品质性状的表型鉴定为开展QTL定位奠定了基础;品质性状相关分析,优良品系及含油率相关分子标记的筛选为品质性状分子标记辅助育种提供了材料与参考。
[硕士论文] 靳小莎
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)是豆科甘草属植物,以根茎入药,具有镇痰止咳、补脾益气等作用,是我国传统大宗常用中药材,甘草苷是《中华人民共和国药典》中评价甘草质量的两个指标之一。目前人工栽培甘草中普遍存在甘草苷含量低的问题,不能满足入药标准。揭示甘草苷合成途径关键基因的功能是甘草品质育种的重要前提,通过毛状根培养合成甘草苷也是缓解甘草苷供需矛盾的重要途径。本文将查尔酮异构酶基因通过发根农杆菌介导转入甘草子叶节中诱导毛状根发生,考察了菌株类型、侵染时间、共培养时间等对转化率的影响,测定毛状根鲜重和甘草苷含量,筛选优良单克隆根系;通过基本培养基筛选、pH值处理和YE诱导子处理,以建立高效培养体系。主要研究内容如下:
  1、甘草CHI-OE毛状根的诱导及鉴定:用发根农杆菌K599、Aqua1侵染甘草子叶节,对侵染时间、共培养时间进行考察,结果表明,发根农杆菌K599诱导率和转化率均优于Aqua1,分别为86.5%、76.2%,农杆菌侵染子叶节的适合时间为20min,侵染后共培养时间为3d,诱导效果最好。与Aqua1相比,K599诱导产生毛状根早1-2d,且根系生长速度快,根系粗壮,分支多。
  2、优良单克隆根系的筛选:以鲜重和甘草苷为指标,对阳性毛状根进行筛选,结果表明,继代后大部分根系生长缓慢甚至停滞,在生长稳定的根系中筛选到8个根系甘草苷含量优于对照。其中C11根系生长最快,鲜重最高为4.73g,甘草苷含量为0.054%,是对照的2.3倍,而C44根系甘草苷含量最高,为0.059%,为对照的2.6倍。荧光定量结果表明,根系C44和C11中基因的相对表达量较高,分别是对照的19和17倍。
  3、培养体系的优化:以C44为材料,分析基本培养基、pH值、诱导子浓度及诱导子添加时间对毛状根鲜重和甘草苷产量的影响。结果表明:C44根系在1/2MS液体培养基中生长速率最快,鲜重为4.79g,增殖倍数为15.96倍,甘草苷含量为0.059%;不同pH值下毛状根生长速度和甘草苷积累量不同,pH值为5.8时毛状根中甘草苷含量最高,为0.058%,鲜重为4.91g,增殖倍数为16.37倍;YE浓度和添加时间对毛状根生长速度影响不显著,但在第10d添加0.1mg/mL的YE诱导子,甘草苷含量显著提高,是对照的1.2倍。
  本研究建立了甘草查尔酮异构酶超表达基因的毛状根诱导体系,筛选了生长速度和甘草苷含量均高于对照的优良毛状根株系,并建立了优良的培养体系,为合成甘草苷以及研究甘草苷代谢相关基因的功能奠定了基础。
[硕士论文] 娄亚芳
作物 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:棉花是我国重要的经济作物,在国民经济发展中发挥重要作用。由于近年来环境条件日益恶化、耕地减少、水资源日渐匮乏,利用基因工程手段培育产、优质、抗逆、抗病虫的转基因棉花品种将成为全世界关注的热点问题。发根农杆菌诱导产生的毛状根具有生长迅速、诱导周期短、无需添加激素、次生代谢产物含量高等特点,本试验对发根农杆菌K599诱导棉花毛状根的部分影响因素进行优化,为棉花毛状根的后续抗逆研究及棉花毛状根的大规模培养提供参考。试验主要结果如下:
  1.中24在K599的诱导下,三种不同的外植体中以带子叶节的下胚轴诱导效率最高,可以达到68%以上,更适合作为转化外植体,子叶次之,下胚轴诱导生根能力较差。
  2.在侵染时间的研究中发现,在侵染10min时,K599诱导外植体生根的效率最高。在侵染后共培养时间的优化试验中发现在28℃黑暗培养,共培养2d,带子叶节的下胚轴毛状根诱导率可高达66.8%,成功建立了棉花毛状根诱导体系,优化提高了K599对棉花品种中棉所24毛状根的转化效率。
  3.进一步对中棉所24的发根农杆菌转化进行激素诱导,结果发现中24以带子叶节下胚轴为外植体时,NAA(0.1mg/L)和2,4-D(0.1mg/L)激素组合对中24的愈伤组织诱导率较高,其愈伤组织的形态为白色或绿色的紧致组织,并能继续诱导出大量毛状根。IAA(0.1mg/L)和6BA(1.0mg/L)激素组合条件下棉花愈伤组织长势快,但是不能诱导出毛状根。
  4.PCR检测和GMS染色表明转基因毛状根扩增有目的条带,染色显著变蓝,为阳性毛状根。
  综合以上结果,本试验建立并优化了发根农杆菌K599介导的棉花遗传转化体系,成功获得阳性转基因毛状根,为棉花转基因研究的提升和改进提供方法和奠定基础。
[硕士论文] 王雪娟
作物遗传育种 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:黄萎病是危害棉花的主要病害之一,严重影响棉花产量和纤维品质。陆地棉(Gossypium hirsutum)和海岛棉(G.barbadense)是世界上最大的两个栽培种,其中陆地棉表现产量高、适应性强特性,但对黄萎病缺乏免疫或高抗特性,海岛棉具有对黄萎病免疫、高抗且品质优良的特性。因此,从海岛棉中分离鉴定抗黄萎病相关基因并研究其功能对于棉花抗病分子育种具有重要意义。
  本课题组前期对黄萎病诱导下的海岛棉Pima90-53全长cDNA文库进行了抗黄萎病基因的挖掘,获得了一个未知功能基因,命名为Gb VWR1(VWR=Verticillium wilt resistance),并初步证实该基因参与棉花抗黄萎病反应。为了进一步研究GbVWR1在棉花抗黄萎病中的功能,本研究将该基因转入拟南芥进行超表达,并进行抗病性鉴定,从生理生化、分子生物学等方面对该基因的抗病机制进行解析;本课题组前期构建了黄萎病菌诱导的海岛棉酵母双杂交cDNA文库,通过酵母双杂交系统筛选GbVWR1互作蛋白,并通过对互作蛋白的分析,探讨其介导的抗病机制。本文主要研究结果如下:
  1.构建了GbVWR1的超表达载体并转化拟南芥,获得了转基因拟南芥纯合株系。半定量RT-PCR以及Western Blot结果表明,目的蛋白已经在拟南芥中成功表达。病情指数(DI)分析显示,较野生型相比L1(DI)降低了24%,L2(DI)降低了25%,L3(DI)降低了27%。进一步进行差异性显著分析显示,超表达GbVWR1的拟南芥植株病情指数均显著低于野生型对照,表明超表达GbVWR1能够显著提高拟南芥对黄萎病抗性。
  2.在接种黄萎病菌后12h和24h时,转基因拟南芥H2O2的含量呈上升趋势且显著高于野生型;POD活性显著高于野生型拟南芥,但是接菌后24h时转基因拟南芥与野生型拟南芥POD活性差异不显著,由此推测GbVWR1通过影响H2O2含量和POD活性,从而提高植株抗性。
  3.RT-PCR结果显示,转基因拟南芥SA途径的标志基因EDS1和NDR1基因的表达量始终高于野生型拟南芥并且受黄萎病菌诱导后都上调表达。而NPR1、PR1、PR5的表达量均始终显著低于野生型。且受黄萎病菌诱导后,转基因拟南芥中三个基因均下调表达。这说明GbVWR1可能在调动SA信号途径的调控时,引起SA大量积累,但是过量的SA积累可能又抑制了SA-NPR1-PR分支。转基因拟南芥的JA、ET和芸苔素信号途径中的标志基因的表达量均始终显著高于野生型,并且受黄萎病菌诱导后,转基因拟南芥JA途径的标志基因PR4和ET信号途径的标志基因ERF1均下调表达。JA/ET信号途径基因PDF1.2和芸苔素(brassinosteroid,BR)信号途径的标志基因BAK1均上调表达。综上表明GbVWR1通过调动多条激素信号通路而使植物表现出抗病。
  4.构建了GbVWR1的诱饵载体并转化酵母感受态细胞Y2HGold,经验证无毒性及自激活性后与酵母双杂交cDNA文库杂交,共获得24个与GbVWR1互作的蛋白,包括ABC转运蛋白家族的ABCG36,调节乙烯信号转导途径并参与乙烯合成的ACO3(1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase3),参与水杨酸介导的植物防卫反应的GH3(Indole-3-acetic acid-amido synthetase)等。
  5.酵母体内互作验证结果表明,携带pGBKT7-GbVWR1和pGADT7-ABCG36质粒的酵母杂交后在QDO/X/A不仅能够正常生长而且菌落能够变蓝,表明ABCG36与GbVWR1之间发生了蛋白互作,据此推测GbVWR1可能作为一种分子伴侣,通过激活类似于ABCG36这样大的蛋白质分子参与植物抗病反应。
  综上结果分析表明,GbVWR1参与棉花抗黄萎病反应过程,并且是一个重要的正调控因子,可能通过与多个蛋白之间的互作调动了多条抗病信号通路。
[硕士论文] 张松雨
作物遗传育种 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:棉花纤维细胞的发育主要包括初生壁的合成及次生壁的加厚。其中果胶组分的多少对纤维品质有重要影响,半乳糖基转移酶(GAUT)和葡糖醛酸异构酶(GAE)是果胶代谢途径上的关键酶,研究其在纤维发育过程中的作用具有重要意义。本研究从全基因组水平鉴定GAUT、GAE基因家族成员,结合课题组已有的棉纤维发育转录组数据,明确GAUT、GAE基因家族成员在棉纤维发育过程中的表达模式,主要研究结果如下:
  1.从陆地棉基因组中鉴定出46个GhGAUTs家族成员,命名为GhGAUT01-46,其中GhGAUT45和GhGAUT46位于没有组装到染色体的大片段上。从海岛棉基因组中鉴定出37个GbGAUTs家族成员,命名为GbGAUT01-37,其中GbGAE37位于大片段上。
  (1)从基因在染色体上的分布来看,陆地棉GhGA UT家族成员分布在20条不同的染色体上。其中A亚组的7号染色体和D亚组的7号染色体各有5个基因,分布数量最多。海岛棉GbGAUT家族成员分布在18条染色体上,在Dt07有5个基因分布,其它染色体上只分布着1-3个GbGAUT基因,部分基因的串联可能导致了该基因家族的扩张。根据系统进化,GAUT家族成员分为三个亚组,Ⅰ亚组、Ⅱ亚组和Ⅲ亚组分别含有26、21和36个GAUTs基因。Ⅰ亚组的多数基因包含10个外显子;Ⅱ亚组中的大多数成员包含9个外显子,Ⅲ亚组则以3个外显子居多。
  (2)陆地棉GhGAUT家族成员编码的肽链平均由563个氨基酸组成,分子量大多介于28.36~84.82kDa,平均64.62kDa。理论等电点介于5.44~9.49,平均值为8.49;海岛棉GbGAUT编码的肽链平均为570个氨基酸,分子量介于43.29~107.77kDa,平均为65.48kDa,平均分子量较陆地棉稍大。理论等电点为5.46~9.51,平均值为8.34,平均理论等电点较陆地棉稍小。多数GAUT成员为不稳定蛋白;所有的GhGAUT和GbGAUT均具有较高的脂溶性,为亲水性蛋白。
  (3)GAUT家族结构域有多个保守性的氨基酸残基,部分保守性氨基酸残基组成GA UT家族特有的保守基序。存在四个共同的保守基序,保守性较好;但又存在差异,可能正是由于这些氨基酸分布的差异,导致基因的功能发生了分化。亚细胞定位预测显示,除GhGAUT45和GhGAUT46蛋白定位在高尔基体(Golgi)外,其他所有GhGAUTs和GbGAUTs蛋白均定位在高尔基体膜(Golgi membrane)。蛋白跨膜区分析结果表明,约85%的GhGAUT和68%GbGAUT检测到1个跨膜区。
  (4)GAUT家族上游存在多种与纤维发育、光反应、激素调控、生物胁迫、非生物胁迫相关的顺式作用元件,表明GAUT基因家族功能的多样性。
  (5)根据棉纤维发育转录组数据,将GAUT家族基因表达分为:起始期高表达、纤维伸长期高表达、次生壁增厚期高表达、全时期低表达等4类表达模式。将优质陆地棉与品质一般陆地棉、优质海岛棉与优质陆地棉分别进行比较,分析在纤维发育相同时间点GAUT的表达差异,结果显示GbGAUT34在起始期优势表达;GhGAUT02、GhGAUT12、GhGAUT24、GbGAUT10、GbGAUT32在纤维伸长期优势表达;GhGAUT25、GbGAUT17、GbGAUT19在起始期和伸长期均优势表达;GbGAUT01、GbGAUT05、GbGAUT11等7个基因在次生壁增厚期优势表达;这些基因可能是导致优质陆地棉品种和优质海岛棉品种纤维品质优良的原因之一。
  2.从陆地棉和海岛棉基因组中分别鉴定出21个和22个GAEs家族成员,分别命名为GhGAE01-21、GbGAE01-22。其中GhGAE02、GhGAE14、GbGAE1和GbGAE20位于没有组装到染色体的大片段上。
  (1)从基因在染色体上的分布来看,陆地棉和海岛棉GAE家族成员分布在相同的12条染色体上。其中8号染色体上分布最多。在陆地棉中,At08和Dt08分别有4个GhGAEs基因;在海岛棉中,At08和Dt08分别有4个和6个GbGAEs基因,其他染色体只分布1-2个基因。根据系统进化分析,可以分为三个亚组,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚组分别包含17、8和18个基因。基因结构分析显示,GAEs家族约72%的成员没有内含子,这与拟南芥GAE家族成员均不含内含子的结果相似。
  (2)陆地棉GhGAE家族成员编码的肽链平均由414个氨基酸组成,分子量介于24.87~50.32kDa,平均45.93kDa。理论等电点介于9.02~10.34,平均值为9.79;海岛棉GbGAEs编码的肽链平均为426个氨基酸,分子量介于22.55~62.53kDa,平均为47.29kDa,平均分子量较陆地棉偏大,且分子量分布范围较宽。理论等电点为9.01~9.98,平均值为9.67,与陆地棉相差不大。GAE家族成员多数为不稳定蛋白;所有的GhGAEs和GbGAEs均具有较高的脂溶性,且全部为亲水性蛋白。
  (3)保守结构域分析表明,GAE家族结构域含有多个保守性的氨基酸残基,部分保守性氨基酸残基组成GAE家族特有的保守基序。21个GhGAEs和22个GbGAEs基因有4个相同的保守基序,保守性较强;但基因间又存在一定的差异,这些差异可能是导致基因功能发生分化的主要原因。亚细胞定位预测显示,所有GhGAEs和GbGAEs蛋白均定位在高尔基体膜(Golgi membrane)。蛋白跨膜区分析结果表明,除GhGAE12、GbGAE05、GbGAE06、GbGAE17、GbGAE18、GbGAE22没有检测到跨膜区外,其余家族成员均含有1-2个跨膜区,而GhGAE01、GhGAE11、GbGAE11包含3个跨膜区。
  (4)GAE家族上游存在多种与纤维发育、光反应、激素调控、生物胁迫、非生物胁迫相关的顺式作用元件,表明GAE基因家族功能的多样性。
  (5)根据棉纤维发育转录组数据,可以将GAE家族成员的表达分为:起始期高表达、纤维伸长期高表达、次生壁增厚期高表达、全时期低表达等4类表达模式。将优质陆地棉与品质一般陆地棉、优质海岛棉与优质陆地棉分别进行比较,GhGAE10、GbGAE08、GbGAE10在纤维伸长期优势表达;GhGAE11、GhGAE19在次生壁增厚期优势表达;GhGAE08、GbGAE06在纤维伸长和次生壁增厚期均优势表达;GbGAE07在纤维起始和次生壁增厚阶段优势表达,推测这些基因的优势表达是引起优质陆地棉品种和优质海岛棉品种纤维品质优良的的重要基因。
  综上,本研究明确了陆地棉与海岛棉中GAUT、GAE基因家族成员的基本信息,分析了GAUT、GAE基因在纤维发育不同时间点的表达规律,挖掘出对棉纤维发育有重要影响的候选基因。上述结果为研究GAUT、GAE基因家族在棉纤维发育中的功能奠定了重要基础。
[硕士论文] 颜硕
作物遗传育种 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:大豆需磷较多,然而土壤磷多以有机态形式存在,不能被其直接吸收利用,严重影响大豆生长发育。实践证明,发掘利用植物自身磷高效基因是解决这一问题重要途径。鉴于此,本研究利用课题组前期获得的转录组数据,克隆并分析大豆紫色酸性磷酸酶基因GmPAP17,为植物转基因育种提供功能基因;同时对前期创制的转紫色酸性磷酸酶GmPAP14大豆新材料,评价其在不同磷素处理条件下的产量相关性状,为大豆磷高效分子育种提供重要基础材料。主要结果如下;
  1.克隆了大豆紫色酸性磷酸酶基因GmPAP17。GmPAP17全长1832bp,含7个外显子、6个内含子,具有996bp开放阅读框,编码331个氨基酸残基;实时定量PCR分析显示GmPAP17在不同磷素利用效率大豆品种中的表达存在较大差异,植酸磷处理28~42d,磷高效品种中黄15GmPAP17表达量显著高于磷低效种质牛毛黄,表明GmPAP17与大豆植酸磷分解利用密切相关。
  2.研究了酸性磷酸酶GmPAP17生物学功能。体外酶活分析证实GmPAP17编码蛋白具有较高的酸性磷酸酶与植酸酶活性,同时发现植酸磷处理条件下,与野生型对照相比,转GmPAP17拟南芥的酸性磷酸酶、植酸酶活性显著提高,且植株生物重、磷浓度等磷素利用相关性状显著增加;转GmPAP17大豆毛状根的酸性磷酸酶和植酸酶酶活性均较野生型对照显著增加,证实GmPAP17具有提高转基因植物根际周围植酸酶活性,提高植酸磷利用效率的功能。
  3.评价了转紫色酸性磷酸酶GmPAP14大豆新材料产量相关性状。利用课题组前期创制的转GmPAP14大豆新材料,采用PCR、qPCR等分子生物学方法鉴定其目的基因遗传与表达稳定性,并分析其在适磷、植酸磷不同磷素处理下的产量相关性状,结果发现,GmPAP14在转基因大豆新材料中能够稳定遗传和表达,其单株荚数、单株粒数、百粒重与植株生物重等均较野生型对照显著提高,优异新材料的获得为大豆磷高效利用转基因育种奠定了重要材料基础。
  基于以上结果,得出本研究结论:新克隆的大豆紫色酸性磷酸酶GmPAP17开放阅读框996bp,编码蛋白具有较高的酸性磷酸酶与植酸酶活性;植酸磷处理下,GmPAP17在磷高效大豆中的表达量显著高于磷低效种质,超表达转基因拟南芥与大豆毛状根酸性磷酸酶与植酸酶活性较野生型显著提高,植株生物重、磷浓度等磷素利用相关性状较野生型显著增加,GmPAP17具有提高转基因植物根际周围植酸磷利用效率的功能;课题组前期创制的转Gm PAP14大豆新材料能够稳定遗传表达,单株荚数、粒数、百粒重与生物重等性状较野生型显著提高,为大豆磷高效转基因育种提供了重要材料。
[博士论文] SHAHBAZ ATTA TUNG
作物栽培学与耕作学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:棉花是最重要的世界性纤维作物。中国是棉花主产国之一,其产量居世界第一位达30多年。其中长江流域棉花产量占中国12.3%,其种植制度以油/棉和麦/棉为主,这一种植模式需要较多劳动力。然而,近些年来,由于农村劳动力转移,棉花生产成本上升,导致棉花生产急剧萎缩。在此背景下,我们探索出一种全新种植模式,可以实现减投不减产,其特点是晚播、增密、减肥。我们推测,在这种新模式下,作为常用措施之一的缩节胺应用也是不必要的,以便进一步降低成本。
  于2015-2016年在武汉华中农业大学进行了大田试验,设置5个缩节胺(MC)用量(g ha-1)为MC0,MC30,MC60,MC90,MC120,分别代表0(清水对照),30,60,90,120;分3次施用,从主茎第6叶平展时开始,每间隔5片叶喷施1次。随机区组设计,4次重复。主要结果如下:
  1.与MC0对照相比,喷施MC,2015年延长了棉花生育期(尤其是结铃期),但2年中苗期、蕾期变化不大;但在不同生育时期,降低或减少了棉花株高、茎粗、节位数、节间长、绿叶数、果枝数、叶面积指数(LAI)和叶片持绿期(LAD),分别达9-40%,2-13%,4-27%,3-19%,6-24%,2-11%,8-38%和12-36%。
  2.随着MC用量增加,棉花产量下降6-29%,同时棉株生物质从MC0的10365kg ha-1下降为MC120的8439kg ha-1,尤其是其生殖器官生物量从4923kg ha-1下降为3764kg ha-1。因为在生物质快速累积期间,MC0棉株生物质累积速度更高、生殖器官生物质累积持续时间更长。
  3.MC处理没有影响棉株对养分(N、P、K)的吸收、分配、累积数量,特别是生殖器官中养分累积量2年平均,MC0和MC120分别为57、53kg N ha-1,20、19kg P ha-1,45、44kg K ha-1。
  4.MC处理降低了棉株净光合速率,在不同生育时期达1-28%,也降低了棉株气孔导度、蒸腾强度;但增加了棉株水分利用效率,没有影响胞间CO2浓度;同时Rubisco酶活性随MC用量增加而降低,与CO2交换量正相关。
  5.MC处理提高了棉株叶片SPAD值、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量,在不同生育时期分别达到2-20%,3-56%,2-45%,和3-51%;增加了叶片碳水化合物,如蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉含量,不同时期分别达4-48%,3-48%,2-63%,和2-43%。
  6.棉株体内碳代谢相关酶活性受到MC影响,其中蔗糖磷酸合成酶、α淀粉酶、β淀粉酶和总淀粉酶活性,分别降低了2-25%,2-16%,3-19%和1-17%,但蔗糖合酶、可溶性酸性转化酶和中性转化酶活性,分别提高了2-40%,2-30%,和3-52%。同时,蔗糖含量与蔗糖磷酸合成酶,淀粉含量与α淀粉酶、β淀粉酶和总淀粉酶活性负相关。
  可以看出,施用MC降低了棉株光合速率,降低了蔗糖磷酸合成酶活性,进而可能导致蔗糖向库器官的运输减少,从而降低了棉花产量。因此,我们认为在这种棉花新型种植模式下,可以省去喷施缩节胺(MC)环节,从而进一步降低棉花生产成本、提高效益。
[硕士论文] 宋旭东
作物栽培学与耕作学 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:在我国,盐碱地的分布十分广泛,其中江苏省沿海滩涂盐碱地总面积就达68.7万hm2,居全国首位,是我国农业发展的重要后备土地资源。然而,盐分胁迫是影响盐碱地开发利用、作物生长和产量提高的重要非生物逆境胁迫之一。蓖麻作为一种对盐分胁迫具有一定耐性的能源植物,其耐盐能力远超大田常规作物,可作为盐碱地种植的先锋作物。但是,蓖麻在中度盐碱地种植时,种子萌发和幼苗生长对盐分仍较敏感,面临出苗难、立苗难等亟待解决的现实难题。本文以淄蓖5号和淄蓖9号为试验材料,设置了不同盐分浓度(0、25、50、100和150mM NaCl),通过测定不同盐分浓度对蓖麻种子吸水萌发、幼苗生长发育特性和生理特性,以及根系形态建成的影响,研究蓖麻种子萌发和幼苗生长对盐分胁迫的响应。主要试验结果如下:
  1.盐分胁迫对蓖麻种子萌发的影响
  通过设置不同的NaCl浓度,研究了两个蓖麻品种(淄蓖5号和淄蓖9号)在盐分胁迫下的种子吸水和萌发特点。结果表明,盐分胁迫抑制了蓖麻种子的吸水速率和吸水百分率。随着盐分浓度的升高,种子吸水速率和吸水百分率显著降低。种子吸水过程主要集中在8-16h,此后维持相对稳定状态,48h后吸水速率和吸水百分率再次提高,呈现出“快-慢-快”的增长趋势。盐分胁迫不仅造成种子萌发延迟,萌发率降低,同时还抑制了胚根的生长。低浓度盐分胁迫对种子萌发和胚根生长的影响不同。低浓度盐分(25mM NaCl)条件下,种子萌发率与对照相比无显著差异,甚至高于对照,但胚根长度显著降低。在盐分胁迫下,与淄蓖9号相比,淄蓖5号种子萌发指数和胚根长度较高,而相对盐害率较低。
  2.盐分胁迫对蓖麻幼苗生长发育的影响
  以淄蓖5号和淄蓖9号为试验材料,采用沙培方式培育蓖麻幼苗,设置不同盐分浓度,研究其对幼苗株高、茎直径、叶面积和生物量积累的影响。结果表明,不同浓度盐分胁迫对蓖麻幼苗株高、茎粗、叶面积和生物量积累的影响程度不同。低盐分浓度(25mM NaCl)对蓖麻幼苗影响较小,株高、茎直径和幼苗的鲜重和干重甚至还高于对照处理。随着盐分胁迫的增强,胁迫效应逐渐显现。50mM NaCl略微降低了株高、茎直径、叶面积和地上部鲜重。高浓度盐分处理(100和150mM NaCl)则显著降低了株高、茎直径、叶面积和地上部鲜重和干重。在低浓度盐分胁迫下,淄蓖5号和淄蓖9号长势均较好,但高浓度盐分浓度对淄蓖9号株高、叶面积和地上部鲜重和干重的影响显著大于淄蓖5号。
  3.盐分胁迫对蓖麻幼苗生理特性的影响
  以淄蓖5号和淄蓖9号为试验材料,研究了不同盐分浓度和盐分处理时间对叶绿素含量、光合特性和抗氧化酶系统的影响。结果表明,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)含量及光合特性(净光合速率、蒸腾速率和气孔导度)随着盐分浓度的升高而降低。随着盐分浓度的升高,过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,可溶性蛋白含量升高,叶片丙二醛(MDA)含量升高。随着盐分处理时间的延长,在对照和低盐分浓度条件下,叶绿素含量增加,而在高盐分浓度条件下,叶绿素含量降低。淄蓖5号和淄蓖9号在低盐分处理条件下(25mM NaCl),叶绿素含量和光合特性与对照相比均无显著差异,但随着盐分处理时间延长和盐分浓度升高,盐分胁迫对淄蓖9号的影响更明显。
  4.盐分胁迫对蓖麻根系生长发育的影响
  以淄蓖5号和淄蓖9号为试验材料,设置不同盐分浓度,研究了不同盐分浓度对根系形态建成(根系体积、总长度、表面积)、生物量积累和根系活力的影响。试验结果表明,盐分胁迫抑制了植株根系形态建成和根系生物量的积累。在25mM NaCl处理下,根系生物量的积累与对照相比无显著差异。随着盐分浓度的升高,根系体积、总长度、表面积和根系活力显著降低。盐分浓度为50和100mM NaCl处理下的根系生物量显著降低。比较淄蓖5号和淄蓖9号发现,在低盐分处理条件下(25mM NaCl),两个品种根系形态差异不大,但随着盐分浓度的升高,淄蓖9号的根系受到的影响大于淄蓖5号。
  综上所述,盐分胁迫对蓖麻生长和生理特性的影响因盐分胁迫浓度和品种而异。低浓度盐分条件(25mM NaCl)对种子萌发率和吸水速率、幼苗株高、茎直径和生物量积累、叶绿素含量和光合特性及根系形态建成影响较小,甚至高于对照处理。随着盐分浓度升高,种子萌发特性、幼苗生长和生理特性及根系形态建成等均受到显著影响。随着盐分浓度的增加和盐分处理时间的延长,淄蓖9号萌发特性、幼苗生长和生理特性及根系形态建成等受到的影响大于淄蓖5号,说明淄蓖5号的耐盐能力更强。
[硕士论文] 吴巧
生态学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:接骨草(Sambucus chinensis Lindl.)属忍冬科(Caprifoliaceae)接骨木属(Sambucus Linn.),聚伞状花序散生着大量杯状花外蜜腺。为了了解接骨草的基本生物学特性和个体内繁殖特征的变异模式,本研究以四川省成都市温江区、双流区和雅安市雨城区接骨草为材料,对其传粉昆虫种类、个体内不同部位花期特征(花数、单花寿命、单花直径、单花干重、花外蜜腺数和干重)和果期特征(坐果率、结实率、每果种子数和每果种子重)的变异、花外蜜腺数量和蚂蚁访问数量的关系等进行了研究。研究结果表明:
  (1)接骨草的传粉昆虫主要是蜂类、蝇类和蝶类3大类。传粉昆虫对接骨草的访花频率在同一天的不同时段有明显差异(温江种群P=0.016,双流种群P<0.001)。微生境的差异,传粉昆虫访花习性的不同可能会引起访花频率在同一天内存在差异。
  (2)根据接骨草聚伞状花序的位置花次序可分为初级、次级、三级,代表接骨草个体内的三个不同部位,分别记作部位1、部位2、部位3。2016年研究结果显示,温江种群和双流种群中接骨草个体内不同部位花数和花外蜜腺数均无显著差异(P>0.05),而两个种群中花外蜜腺数/花数均存在极显著差异(P<0.01)且以部位2最高、以部位1最低;雨城种群中不同部位花数、花外蜜腺数均存在极显著差异(P<0.01)且以部位3最高、以部位1最低,而花外蜜腺数/花数随位置变化不明显(P>0.05);2017年研究结果显示,温江种群中接骨草个体内不同部位的单花寿命、单花直径、单花干重、花外蜜腺干重、花外蜜腺数、花数、花外蜜腺数/开花数均存在显著差异(P<0.05);双流种群中接骨草个体内不同部位的单花寿命、单花干重、花外蜜腺干重、花外蜜腺数、花数存在显著差异(P<0.05),而单花直径、花外蜜腺数/开花数无显著变化(P>0.05);两个种群接骨草个体内单花寿命、花外蜜腺数/开花数以部位2最高、以部位1最低,单花直径、单花干重、花外蜜腺干重以部位1最高、部位3最低,花外蜜腺数、花数以部位3最高、以部位1最低;
  (3)接骨草个体内不同部位的花外蜜腺数和蚂蚁数均无显著差异(P>0.05);雅安种群一接骨草个体内每个部位的花外蜜腺数和蚂蚁数均高于雅安种群二个体内对应各部位,即接骨草个体花外蜜腺数和蚂蚁数存在种群间差异且二者的差异性相似;相关性分析结果显示,雅安两个种群中花外蜜腺数与蚂蚁访问数呈显著正相关关系(雅安种群一R=0.910,雅安种群二R=0.901)。
  (4)2016年研究结果显示,温江种群和雨城种群中接骨草个体内不同部位结实率存在极显著差异(P<0.01)且以部位2最高、以部位1最低,双流种群中接骨草个体内不同部位结实率无显著差异(P>0.05);2017年研究结果显示,温江种群和双流种群中接骨草个体内不同部位坐果率、果实转化率、结实率、每果种子干重存在显著差异(P<0.05),每果种子数不存在显著差异(P>0.05),两个种群中接骨草个体内坐果率、果实转化率、结实率均以部位2最高、以部位1最低,每果种子干重以部位1最高、以部位3最低。
  综上所诉,接骨草个体内各繁殖特征存在广泛变异性,不同繁殖特征的变异程度及变异方向不同,同一繁殖特征在不同种群或不同年限间的变异模式不完全一致,极个别繁殖特征不存在个体内变异,此种广泛存在的个体内变异可能是接骨草的一种繁殖适应策略。
[硕士论文] 程浩
作物遗传育种 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:为探究大豆优质高产种子生产技术,本试验以春大豆品种川豆16为试验材料,设置不同播期、密度、施氮量单因素试验及播期、密度和施氮量三因素组合试验,分两年分别在广安、雅安两地进行,研究了播期、密度和施氮量对川豆16种子产量及种子活力的影响,丰要研究结果如下:
  (1)播期显著影响川豆16的种子产量和种子活力,适期播种可显著提高川豆16的种子产量,且种子活力也高。种子产量随播期推迟呈先升后降的趋势,在4月10日播种时,种子产量最高,广安点为2076.15kg/hm2,雅安点为2533.05kg/hm2,其后则随播期推迟而产量下降。播期对川豆16种子活力的影响则表现为适当早播(4月3日~10日),种子的发芽势、发芽指数、活力指数等均最高,且SOD,POD,CAT等保护酶活性高,MDA含量低,种子抗逆性强。
  (2)种植密度也显著影响川豆16的种子产量和种子活力,合理密植可有效提高川豆16的种子产量,并收获高活力种子。随着种植密度增加,川豆16的种子产量呈现先增后减的趋势,在25.01万株/hm2时,广安和雅安两地种子产量均最高,广安点为2194.51kg/hm2,雅安点为2570.71kg/hm2。继续增大种植密度至27.79万株/hm2时,种子产量大幅度下降。在25.01万株/hm2种植密度下,川豆16的种子活力、保护酶活性也高,MDA含量最低。增大或减小密度,都不利于高活力种子的生产。
  (3)施氮量极显著影响川豆16的种子产量和种子活力,适量施用氮肥(尿素)也可有效提高川豆16的种子产量且增强种子活力。在广安点,大豆营养生长期施用氮肥150kg/hm2,种子产量可达2054.85kg/hm2。在雅安点,施用氮肥112.5kg/hm2,种子产量可达2440.05kg/hm2。增大或减少氮肥施用量,种子产量均下降。广安川豆16种子活力最高的施氮量是150kg/hm2,雅安种子活力最高施氮量为112.5kg/hm2。因此,每公顷施用氮肥(尿素)112.5kg~150kg,能够有效提高川豆16种子产量,且有利于生产高活力种子。
  (4)通过播期、密度、施氮量三因素正交组合试验,得到播期、密度、施氮量三因素互作影响川豆16种子产量和种子活力的回归方程。根据回归方程,川豆16种子产量最高的最佳组合是:播期4月6日,密度25.01万株/hm2,施氮量112.5公斤/hm2;在此组合条件下,广安点种子产量可达2942.53kg/hm2;雅安点种子产量可达3168.11kg/hm2。在广安和雅安两个试验点,川豆16种子活力最高的播期、密度、施氮量最佳组合不同,雅安点的最佳组合是:播期4月6日,密度25.01万株/hm2,施氮量112.5公斤/hm2;广安点的最佳组合是:播期4月6日,密度25.01万株/hm2,施氮量135kg/hm2。
[硕士论文] 王岳
作物遗传育种 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:在油菜杂种优势利用实践中,甘蓝型油菜(Brassica napus L.)波里马细胞质雄性不育(polima cytoplasmic male sterility,简称pol CMS)是油菜最重要的雄性不育类型之一。杨光圣等(1995,1998)在两个甘蓝型油菜品种杂交后代中发现了低温可育、高温不育的温敏型波里马细胞质不育(Temperature-sensitive polima cytoplasmic male sterility,简称pol TCMS)现象。借在此基础上,选育出制种产量高、容易繁殖的pol TCMS两用系,并陆续组配“华油杂10号”等几十个通过国审或省审的杂交油菜新品种。这表明pol TCMS具有广阔的应用前景。
  杨光圣等(1997)对pol TCMS进行了较深入的研究,结果显示细胞核中的多个数量基因可能调控其温度敏感性。为了进一步深入研究pol TCMS的育性转换机制,本研究将温度敏感型不育系(Y402)和稳定可育型(Rf48)两种甘蓝型油菜在花芽分化的关键时期,分别置于25℃和10℃条件下培养,在育性转换的关键时期提取0.5mm花蕾RNA。通过转录组分析,对比鉴定出温度特异调控pol TCMS育性转换的相关基因;同时结合pol CMS恢复基因研究进展,初步探讨了pol TCMS受温度调控的分子机制。
  结果总结如下:
  1、通过Illumina HiSeq-150平台测序产出Raw data共155.893G,过滤后获得Clean data共154.736G。通过Hisat2将Clean data与甘蓝型油菜中双11的参考基因组进行比对,比对率在90%左右。通过StringTie进行转录本组装得到199589个unigenes,总长度267Mbp。
  2、研究中通过联合使用Ballgown和DEseq2进行差异表达基因分析,将高温样本与低温样本进行比较,以FDR<0.01,差异表达倍数2倍以上(即|Log2Ratio|>1)为阈值并过滤掉低质量unigenes,共得到Y402差异表达基因910个,其中上调基因439个、下调基因471;Rf48差异表达基因1808个,其中上调基因990个、下调基因818个。
  3、用Blast2GO对Y402的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。GO富集分析发现,高温环境下Y402下调基因功能集中在细胞组成、合成代谢、生殖生长三类,上调基因功能集中在光合作用、氧化还原反应等能量供给相关分类。KEGG富集分析结果与GO富集分析结果一致,并富集到pol CMS育性变化相关基因orf224/atp6所在的氧化磷酸化途径。该途径存在一个重要基因MSTRG.5508.4,其在高温环境下沉默,在低温环境下有较高表达量,认为其可能是本研究中高温环境下造成pol TCMS育性转化的关键基因。
  4、通过双重比对的方法,在Y402差异表达基因中筛选与育性相关基因。结果发现pol CMS育性保持基因rfp在高温下表达量下调;在生殖生长阶段赋予花蕾耐热性的基因SPL1和SPL12在高温下表达量下调;在减数分裂前期调控花药发育相关基因ROXY1、MYB65和ER等在高温下表达量下调。
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