为研究钢渣混合基质对大花绣球扦插生根的影响,创制可部分替代常规扦插基质、实现固体废弃物高效利用的新型基质,本试验以常规扦插基质(泥炭+珍珠岩)为对照(CK),研究在其中添加体积分数为10％(T1)、20％(T2)、30％(T3)和40％(T4)钢渣的条件下,混合基质的理化性质及其对大花绣球'红粉佳人'生根的影响.结果表明:钢渣混合基质的pH值、电导率和容重均显著高于CK,T2处理通气孔隙度高于其他处理,但总孔隙度和持水孔隙度无显著差异;扦插苗地上部分生长表现为:各处理鲜重和干重均大于CK,茎粗除T4处理外均大于CK,株高除T4处理外与CK相比无显著差异,叶片叶绿素含量均显著低于CK;扦插苗根系生长表现为:根长为T2＞CK＞T1＞T3＞T4,根表面积和根体积均为T2＞T1＞CK＞T4＞T3,根尖数为T2＞CK＞T1＞T4＞T3,各处理平均根直径和根系活力均显著高于CK,且以T2处理最高;扦插苗叶片可溶性糖含量为T2＞T4＞T3＞CK＞T1.根系生长发育指标权重排序为:根系活力＞平均根直径＞根体积＞根表面积＞根尖数＞根长;冗余分析发现,基质pH值、电导率、通气孔隙度和持水孔隙度是影响插穗根系生长发育的关键因子.综上,添加体积分数为10％～40％钢渣的混合基质均能够用于大花绣球扦插育苗,其中以20％(T2)的效果最好,可显著改善插穗成活率、生长状况和根系发育.本研究证实了钢渣作为花卉新型育苗基质部分替代泥炭、珍珠岩等常规不可再生基质的可行性,既可降低农业生产成本,又能实现工业固废的高值化利用.

[目的]探究谷子CPP基因家族成员特征及在外源硒处理下的响应模式,为谷子富硒高叶酸新品种选育提供遗传材料.[方法]借助生物信息学工具鉴定谷子CPP家族成员,用qRT-PCR技术对CPP基因在不同组织及外源硒处理下的表达水平进行检测.[结果](1)谷子基因组中包含9个CPP基因,定位于6条染色体上,分别命名为SiCPP1-SiCPP9,所有成员均定位在细胞核,蛋白质二级结构中无规则卷曲占比最重.(2)谷子CPP蛋白可分为4个亚家族,相同亚家族之间保守基序和结构域的数目及分布相似.(3)启动子分析发现谷子CPP家族中存在大量光、生长发育、激素及胁迫响应元件.(4)谷子CPP家族成员在根、茎、叶和穗中差异表达,SiCPP5、SiCPP6、SiCPP7和SiCPP8对外源硒响应最强烈.[结论]谷子CPP家族成员具有组织表达特异性,且对外源硒存在不同程度响应.

[目的]为了解黑果腺肋花楸扦插不定根起源及发育过程,揭示其扦插生根机理.[方法]以'福康源1号'当年生半木质化插穗为研究材料,利用水培扦插技术和石蜡切片法对不定根形成过程中插穗内部组织结构及外部形态的变化规律进行观察.[结果]在水培条件下,IBA处理扦插生根期为30～40 d,扦插过程中皮孔处在10～15 d出现不定根,插穗切口处在15～20 d出现不定根,生根速度、不定根数量及根长均优于对照,外源诱导可显著提高生根率和生根质量.扦插前的插穗内无潜伏根原基存在,不定根原基在插后形成;不定根形成为愈伤组织生根型和内部分生组织生根型.皮部产生的不定根起源于维管形成层、韧皮薄壁细胞或皮层;愈伤组织产生的不定根是由愈伤组织内的薄壁细胞团特化而成;叶隙或枝隙是形成不定根原基和产生愈伤组织的主要区域.[结论]扦插生根属于多位点发生模式,属于诱导生根型.

稳定遗传的雌性不育系是薏苡实现杂种优势利用的关键,雌性不育基因的利用也是实现轻简化杂交种制种的重要途径.本研究团队在资源鉴定过程中首次发现了在自然条件下产生的薏苡雌性不育遗传材料FS2106.以FS2106为试验材料,对其表型、花粉活力和染色体数目进行鉴定,以其为父本与2个可育薏苡材料配制杂交组合,观测雌性不育性、柱头颜色、叶鞘颜色和总苞质地4个性状在F1、F2群体中的性状分离情况,并通过x2检验揭示其遗传方式和遗传规律.结果表明,FS2106植株的株高、茎粗、分蘖数、叶长和叶宽的平均值分别为86.9 cm、4.9 mm、33.4个/株、34.3 cm和2.2 cm;开花期雌穗不发育、雄穗发育正常,产生正常活力花粉,雌性不育性状稳定;染色体数目为2n=20,倍性正常.x2检验显示,FS2106植株的雌性不育性属于单基因控制的隐性核遗传,其紫色叶鞘、紫色柱头颜色、总苞质地性状均为单基因显性遗传,而且总苞质地性状位点表现为杂合子.FS2106的发现及其雌性不育基因的挖掘为薏苡杂种优势利用和杂交制种提供了基础材料,叶鞘颜色、柱头颜色和总苞质地性状也可做为育种应用的重要标记性状.

目的 了解华支睾吸虫体内神经递质5-羟色胺(5-HT)的分布规律.方法 从感染麦穗鱼中消化分离华支睾吸虫囊蚴,以灌胃方式感染90只昆明小鼠(40～50个囊蚴/鼠),分别于感染后第10、20、30天安乐死处死小鼠,从肝门静脉收集虫体.醋酸洋红染色后光学显微镜下观察不同发育阶段虫体内各器官发育情况;同时进行5-HT免疫荧光染色,在激光扫描共聚焦荧光显微镜下观察虫体内5-HT的分布情况.结果 醋酸洋红染色后光学显微镜下观察可见,感染后华支睾吸虫d1.幼虫中,消化、排泄器官基本发育成熟,生殖器官未完全发育成熟,子宫内可见散在分布的虫卵;d20幼虫中,生殖器官发育成熟,子宫中虫卵数量增多,睾丸分支增多;d30成虫中,消化、排泄、生殖系统均发育成熟,子宫内虫卵较d20幼虫排列更紧密,睾丸增大且分支明显.5-HT免疫荧光染色后激光扫描共聚焦荧光显微镜下可见,d1.幼虫的中枢经系统节、神经联合、口吸盘处荧光染色较强,在虫体内部器官中呈点状分布;d20幼虫的口吸盘附近神经联合处观察到少量神经细胞,除中枢神经系统外,虫体的排泄囊及排泄孔、生殖器官中出现5-HT荧光染色;d30虫体的消化、排泄、生殖器官中均出现5-HT荧光染色,睾丸的荧光染色较肠支、口腹吸盘等部位更强,虫体中存在较多神经细胞.结论 5-HT广泛存在于华支睾吸虫虫体内,主要分布于肌肉组织丰富的器官及内脏.5-HT在同一发育阶段虫体内不同器官中的分布存在差异,在相同器官的不同发育阶段也存在差异.

为优化北方晚熟冬麦区冬小麦节水灌溉方式,于2018-2020年连续2年进行田间试验,第一年设置全生育期不灌水(CK)、越冬期1水(W)、拔节期1水(J)、孕穗期1水(B)、越冬期+拔节期2水(WJ)、越冬期+孕穗期2水(WB)、拔节期+孕穗期2水(JB)以及生产上采用的越冬期+拔节期+孕穗期3水(WJB)共8个处理;在第一年试验结果基础上,第二年设置CK、W、B和WB共4个处理,调查了不同灌水处理对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响.结果表明:灌越冬水W更有利于提高冬小麦群体总茎数;与CK相比,灌水处理(B除外)显著提高花前及花后干物质积累量;早期灌水(如W)有利提高花前贮藏同化物向籽粒转运量,而后期灌水(如B)有利提高花后积累同化物向籽粒分配量;花前贮藏同化物与花后积累同化物对籽粒贡献率因夏闲期降水而异;随灌水次数及灌水总量增加,花后同化物对籽粒贡献率增大.成熟期不同器官干物质含量和比例表现为籽粒(约50％)＞茎鞘+叶片(约33％)＞颖壳+穗轴(约17％);灌水提高了籽粒淀粉及其组分含量,而降低了直链淀粉与支链淀粉比值.灌越冬水W或孕穗水B处理的籽粒总淀粉及其组分含量较高,而直/支比值较低.增加灌水次数及灌水总量,籽粒总淀粉及其组分含量均先增加后降低,而直/支比值降低.籽粒总淀粉和支链淀粉含量表现为JB＞WJB＞WB＞WJ＞W＞B＞J＞CK,灌2水和灌3水处理间差异不显著.综合考虑冬小麦群体发育、花后干物质和籽粒淀粉积累以及节水等因素,本试验条件下以WB处理更好.本研究结果可为该区冬小麦节水稳产提供科学依据.

芒是麦类作物穗部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和防御虫害等方面具有重要作用.大麦具有丰富的芒型突变体,加之其二倍体的特性,成为麦类作物芒器官形态建成研究的理想作物.本研究报道了一个大麦芒型突变体材料calcaroides,表现为外稃顶端或是稃芒基部异形凸起,形成呈钩状不完全花器结构,属基部钩芒类型.突变体芒较短并伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型.遗传分析表明,突变体的芒型突变性状受单隐性基因cal-d控制.前期利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体.进一步利用来自F2的杂合单株,包括13000株单株的F2∶3群体进行精细定位,最终将cal-d基因定位于3H染色体153～329Mb区间的近着丝粒区域.通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了 9个候选基因.本研究结果为大麦芒型突变基因cal-d的克隆与功能验证奠定了基础,对于解析麦类作物芒的遗传发育机制具有重要的意义.

目的:分析比较三种药用栽培甘草采种田的种子产量、质量及适宜采收期.方法:测定甘肃酒泉 3 种药用栽培甘草种子的株产果穗数、荚果数、出种量、发芽率、发芽势、含水量等产量与质量指标,结合方差分析及灰色关联度分析综合评价影响其种子产种特性的主要因素,并确定各自的适宜采收期.结果:3 种药用甘草中,甘草种子株产量最高,达 35.24 g;其次为光果甘草,种子株产量为33.69 g;胀果甘草种子株产量最低.三种药用甘草种子发育进程中的质量指标存在显著差异(P<0.05).灰色关联度分析表明果穗数、荚果数、发芽率、发芽势为影响三种药用甘草种子产量质量的主要因素.综合分析建议甘草种子于 7 月底至 8 月中旬采收、光果甘草种子于 8 月上旬至 8 月底采收、胀果甘草种子于 8 月下旬至 9 月初采收.结论:3 种药用甘草产种特性及适宜采种期有所不同,应依据其产种特性及适宜采种期采收高产优质、整齐均一、成熟度良好的甘草种子.

天冬氨酸蛋白酶(AP)是一类重要的水解酶,在植物生长发育及抵御生物和非生物胁迫方面发挥着重要作用.谷子(Setaria italica)作为禾本科C4 植物抗逆研究的模式作物,目前关于天冬氨酸蛋白酶家族基因功能的研究较少.为深入探究AP基因家族在谷子中的功能作用,本研究基于AP保守Pfam序列全基因组筛选鉴定谷子AP基因家族的成员,并通过生物信息学方法对其理化性质、亚细胞定位、基因结构、保守结构域、系统进化发育、启动子顺式作用元件及共线性等分析,同时利用荧光定量PCR技术对其在非生物胁迫下的表达模式进行了研究.结果表明,谷子基因组中共有AP基因家族成员 58 个;系统进化树显示该基因家族可分为 5 个亚家族,其中Group B编码非典型天冬氨酸蛋白酶,其他亚家族编码类nucellin天冬氨酸蛋白酶;基因结构和保守基序分析表明,谷子AP家族同一亚家族成员具有较高的保守性;共线性分析结果显示,谷子AP基因家族与水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)AP基因家族成员之间存在大量的同源基因对;启动子顺式作用元件分析表明,SiAPs基因家族中大部分成员含有与非生物胁迫和生物激素响应相关的顺式元件,如响应干旱和低温胁迫的顺式作用元件、水杨酸有关的应答元件等.进一步RT-qPCR结果发现,SiAPs基因家族成员在谷子根、茎、叶、穗中差异表达;在低温胁迫下,SiAP3、SiAP9、SiAP48 基因表达量显著升高;在干旱胁迫和水杨酸处理下,部分基因表达的变化趋势基本一致.SiAPs对谷子响应非生物胁迫起重要的调控作用,本研究结果可为SiAPs的抗逆功能分析提供参考.

为了解长梗柳(Salix dunnii)带叶插穗在红光条件培养后的内源激素和不定根发育的响应,采用连续组织切片技术观察不定根发生过程,并利用酶联免疫法(ELISA)检测4种内源激素的含量.结果表明:长梗柳不定根起源于皮层,属于诱生根原基.在不定根形成过程中,随着皮层出现膨大圆点,皮部IAA含量显著上升;随着不定根的形成,插穗皮部IAA含量显著下降;插穗皮部ABA含量最高,BR含量较低,GA含量最低;而低浓度BR能诱导侧根的形成,少量GA有利于插穗基部的不定根诱导分化.通过对长梗柳bHLH基因表达量进行分析,进一步了解内源激素BR对长梗柳扦插生根的作用机理.因此,长梗柳带叶插穗的生根是由不同内源激素调控的复杂发育过程.