目的:研究氚水长期暴露对斑马鱼子代生长发育的影响。方法:将野生型AB品系斑马鱼所产胚胎暴露在0、1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水中长期饲养作为亲代（F0代），待其性成熟后进行繁殖，所得子代作为F1代。F1代斑马鱼继续饲养在与F0代对应浓度的氚水中。观察F1代斑马鱼的生长发育情况，检测胚胎期的自主运动、心率，幼苗期的孵化率、体长、活性氧（ROS）荧光强度，幼鱼期的总超氧化物歧化酶（T-SOD）、丙二醛（MDA）、总氚含量，成鱼期的产卵量。各检测指标的组间比较采用 t检验（方差齐）。 结果:F1代0、1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组斑马鱼的孵化率分别为（90.66±0.05）%、（85.63±0.10）%、（78.06±0.15）%，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼孵化率的差异均无统计学意义（ t= 0.785、1.370， P=0.462、0.220）。F1代3组斑马鱼受精后24 h的自主运动次数分别为（12.93± 2.70）、（11.30±0.78）、（10.50±0.80）次/min，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后24 h自主运动次数的差异均无统计学意义（ t=1.008、1.499， P=0.370、0.208）。3组斑马鱼受精后36 h的自主运动次数分别为（3.63±1.43）、（4.50±1.15）、（5.40±3.55）次/min，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后36 h自主运动次数的差异均无统计学意义（ t=0.817、0.799， P=0.460、0.469）。3组斑马鱼受精后48 h的心率分别为（59.43±6.93）、（65.00±3.30）、（61.23±4.55）次/20 s，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后48 h心率的差异均无统计学意义（ t=1.256、0.376， P=0.278、0.726）。3组斑马鱼受精后60 h的心率分别为（69.87±2.71）、（66.17± 6.97）、（69.77±9.08）次/20 s，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后60 h心率的差异均无统计学意义（ t=0.857、0.018， P=0.440、0.986）。3组斑马鱼受精后72 h的体长分别为（3.20±0.22）、（3.32±0.08）、（3.29±0.06）mm，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后72 h体长的差异均无统计学意义（ t= 0.614、0.178， P=0.525、0.868）。3组斑马鱼受精后84 h的体长分别为（3.42±0.07）、（3.46± 0.11）、（3.40±0.04）mm，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼受精后84 h体长的差异均无统计学意义（ t=0.527、0.496， P=0.626、0.646）。F1代3组斑马鱼ROS荧光强度分别为（21.07±4.74）、（23.71±7.73）、（23.19±5.32），与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼幼苗ROS荧光强度的差异均无统计学意义（ t=0.582、0.593， P=0.582、0.575）。F1代3组斑马鱼在45 d时的T-SOD含量分别为（41.84± 4.91）、（42.30±5.04）、（36.97±5.26）U/mgprot，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼45 d T-SOD含量的差异均无统计学意义（ t=0.112、1.171， P=0.916、0.307）。3组斑马鱼60 d的T-SOD含量分别为（36.93±1.91）、（34.07±3.02）、（33.54±1.87）U/mgprot，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼45 d T-SOD含量的差异均无统计学意义（ t=1.397、2.195， P=0.240、0.093）。3组斑马鱼45 d的MDA含量分别为（3.60± 1.56）、（3.59±0.44）、（2.95±0.58）nmol/mgprot，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼MDA含量的差异均无统计学意义（ t=0.007、0.677， P=0.995、0.536）。3组斑马鱼60 d的MDA含量分别为（4.00±0.52）、（4.19±1.37）、（3.01±0.32）nmol/mgprot，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼60 d MDA含量的差异无统计学意义（ t=0.229， P=0.830），1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼60 d MDA含量的差异有统计学意义（ t=2.831， P=0.047）。F1代3组斑马鱼产卵量分别为（188±88）、（204±22）、（220±40）枚，与0 Bq/L氚水暴露组相比，1×10 2、1×10 5 Bq/L氚水暴露组F1代斑马鱼产卵量的差异均无统计学意义（ t=0.400、0.757， P=0.700、0.477）。1×10 5 Bq/L氚水长期暴露可导致F1代斑马鱼体内总氚含量的累积，鱼龄60 d时其体内总氚含量为（32.23±1.97）Bq/g。 结论:1×10 5 Bq/L氚水长期暴露可导致F1代斑马鱼体内的氚含量积累。

目的:研究丹参作为寄主植物对檀香幼苗生长的影响.方法:设置檀香空白对照组(TXCK)、檀香+假蒿寄生组(TXJH)、檀香+丹参寄生组(TXDS)3个不同处理组,测定檀香幼苗的生物量、叶绿素含量、生化组分和土壤营养成分等指标.结果:TXDS组的株高、根长、吸器直径均显著高于TXJH组(P＜0.05),是TXJH组的1.32～1.82倍.TXDS组的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均显著高于TXJH组(P＜0.05),为TXJH组的1.41～1.49倍.TX-DS组地上部分SOD和可溶性糖含量最高,但与TXJH组无显著差异;TXDS组地下部分SOD、可溶性糖含量显著高于TXCK、TXJH组(P＜0.05);TXCK组地下部分蛋白含量显著高于TXDS组(P＜0.05).TXCK组全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于TXDS组(P＜0.05),是TXDS组的1.44～1.73倍,但与TXJH组无显著差异,TXCK组全钾含量为1.94％,显著高于TXJH组(P＜0.05),是TXJH组的1.60倍,但与TXDS组无显著差异.结论:寄主植物丹参能更好地促进檀香的生长,提高其光合作用,增加营养物质含量,促进对土壤营养成分的吸收,是檀香幼苗期的优良寄主植物,为栽培檀香寄主植物的选择提供了参考.

本实验室前期以东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,本研究将其与日本晴和强耐盐种质Pokkati比较,结果显示CSSL91耐盐性与Pokkali相当.以CSSL91与日本晴构建的F2∶3群体为试验材料,日本晴和CSSL91为对照,以耐盐等级和幼苗存活率为指标.结果表明2个指标均成正态分布,QTL连锁定位分析共检测到5个耐盐相关QTL,分别分布于第4、9、10号染色体上,LOD值介于2.95～3.97,表型贡献率为9.83％～18.48％;其中耐盐等级QTL-qST4的表型贡献率最高,其定位在第4号染色体DX-C4-1～DX-S4-16标记间.分离群体分组分析法(BSA,bulked segregation analysis)分析检测到第4号染色体0～5.0 Mb区间有一个超过阈值的QTL,该区间与QTL-qST4重合,QTL连锁分析方法和BSA方法均在第4号染色体的0～5.0 Mb区间定位到耐盐等级QTL,说明QTL-qST4是可靠的耐盐位点;耐盐等级QTL-qST4-1和幼苗存活率QTL-qSSR4均定位在第4号染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值分别为3.36和3.92,表型贡献率分别为13.97％和9.49％;在第9号、10号染色体还定位到两个耐盐等级QTL-qST9和QTL-qST10;其中QTL-qST4-1、QTL-qSSR4和QTL-qST10是本研究新定位的耐盐性QTL.本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础.

为筛选离子型稀土矿废弃地耐性强的剑豆种质材料,20个剑豆(Canavalia ensiformis)种质资源进行盆栽试验,并观测生长性状指标,采用方差分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对剑豆种质的生长性状进行综合评价.结果表明,在苗期和始花期,不同剑豆种质的株高、地径、主茎粗、主茎节数和地上生物量均存在显著差异(P<0.05).20个种质隶属函数综合评价值为:PI 279593>PI 362193>NT 576>BN-13474-63>PI 470242>PI 358592>B2>PI 181048>PI 364355>CHN3>PI 470931>PI 337078>CHN4>PI 164695>PI 276655>CPI 50103>B1>PI 338584>PI 404610>PI 308540.聚类分析结果表明,20个种质可分为5 大类,其中第Ⅳ类的生长性状最好,第Ⅴ类次之,这与隶属函数结果一致.经复筛,在离子型稀土采矿土壤上生长性状好的前5个种质的综合评价值为:PI 362193>NT 576>PI 279593>BN-13474-63>PI 470242.PI 362193是耐性最强的种质,可作为离子型稀土采矿迹地生态修复最优选的剑豆种质,NT 576、PI 27959可作为备选种质.

有效微生物(EM)复合菌剂可缓解新疆连年重茬种植与偏施化肥导致的辣椒土壤环境质量恶化、产量下降等问题.本研究以不施EM复合菌剂为对照(CK),研究施用EM复合菌剂对辣椒植株生长、产量、土壤养分含量、土壤酶活性和根际真核生物群落结构的影响.结果表明:与CK相比,施用EM复合菌剂的辣椒株高、茎粗、叶长、叶宽和根长分别增加22.6％、35.3％、33.3％、29.7％和15.1％,果宽、单个果重和产量分别提升5.3％、42.9％和74.7％.施用EM复合菌剂的土壤碱解氮在花期和成熟期分别提高10.2％和5.8％,速效磷分别提高10.4％和13.4％.施用EM复合菌剂的土壤蔗糖酶活性在苗期、花期和成熟期分别提高40.7％、14.6％和9.3％,脲酶活性分别提高7.9％、10.2％和11.5％,过氧化物酶活性在花期和成熟期分别提高16.8％和44.6％.施用EM复合菌剂还显著改变了辣椒根际真核生物群落的β多样性,其中,具有改良土壤、促进土壤养分循环功能的线蚓属和Sminthurides属种群的相对丰度较高,而致病微生物油壶菌属和不动壶菌属种群的相对丰度分别较CK降低了 98.0％和89.3％,轮枝孢属种群的相对丰度降为0.表明EM复合菌剂能够提高新疆地区辣椒土壤养分含量和酶活性,减少土壤致病真菌,从而达到促进辣椒生长、提高果实产量的效果.

山桐子(ldesiapolycarpa)是我国特有且极具开发潜力的油料树种,果实含油率高且油品好.在苗期通过分子生物学手段对山桐子进行性别鉴定,可有效降低种苗培养成本.在前期组装的染色体级别高质量山桐子基因组基础上,进一步对山桐子雌雄群体进行全基因组重测序,根据雌雄株系的特异性片段,确定山桐子属于ZW/ZZ性别决定类型;并根据3.365x107个SNPs,结合性别表型进行全基因组关联分析,找到控制性别的19号染色体,并将性别决定区段定位到35 Mb附近;针对显著性位点,开发了性别共显性CAPS分子标记.该方法可在幼苗期快速、高效鉴定山桐子的性别,极大地降低了山桐子育苗环节的生产成本,也可在山桐子种质鉴定及分子标记辅助育种等方面为产业提供技术支撑.

盐碱地是边际土壤的主要类型之一,利用边际土地耕作是减缓耕地紧缺的有效途径.为筛选耐盐性较强的大豆种质资源,提高盐碱土地大豆产量,本研究对392份来自国内外不同地域的大豆种质资源,采用150mmol/LNaCl进行苗期盐胁迫处理,采用单株分类记载法进行苗期耐盐性鉴定,并利用10个与耐盐基因连锁的SSR标记对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行分子辅助鉴定及遗传多样性分析,应用相似性系数分析、聚类分析等方法对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行综合评价.结果表明:筛选出58份高耐及耐盐大豆种质资源,包括赤豆1号、东农69等高耐大豆种质资源14份,黑农51、黑河35等耐盐大豆种质资源44份;58份耐盐大豆种质资源分子辅助鉴定表明,绥农1号、合丰50和东大2号携带耐盐等位变异最多,均为6个,标记平均鉴定效率为43.45％,平均准确率为68.46％,其中分子标记Satt201的鉴定效率和鉴定准确率最高,分别为60.34％和96.55％;聚类分析表明,58份大豆种质资源间的相似性系数在0.5385～0.9231之间,平均值为0.6974,相关系数为0.6240,说明58份大豆种质资源大部分遗传关系较近,遗传多样性较低,58份耐盐大豆种质资源并未按地域进行聚类,但一个类群或亚群中大部分种质资源来源地在地理位置上相同或较为接近,可从中筛选亲缘关系较远的大豆种质资源作为亲本,用于培育耐盐大豆新品种奠定遗传基础.

[目的]探索大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1 育性转变在RNA水平上的分子机制,以期从育性转变的角度为大豆细胞质雄性不育的分子机理提供有价值的信息.[方法]以弱恢复型杂种F1(H3A×SXTH3)为研究对象,设置苗期短光照(植株育性不育)和正常光照(植株育性可育)处理,在盛花期分别采集不同大小的混合花芽进行转录组测序和RT-qPCR分析.[结果]筛选出 3 917 个差异表达基因,苗期短光照处理后,2 134 个基因下调表达,1 783 个基因上调表达.对差异表达基因进行生物信息学分析,GO显著富集分析表明,碳水化合物代谢过程、跨膜转运活性和细胞外围等功能在育性转变中行使着主要生物学功能;KEGG通路显著富集分析表明,戊糖葡萄糖醛酸的相互转化、淀粉蔗糖代谢和植物昼夜节律等通路为育性转变的主要代谢通路.11 个基因的RT-qPCR分析发现,大豆细胞质雄性不育相关基因和PPR基因参与了大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1 育性转变过程.[结论]推测大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1 育性转变与植物昼夜节律、PPR和大豆细胞质雄性不育相关的线粒体、花粉壁发育、碳水化合物代谢、糖转运和活性氧代谢等基因的异常表达相关,当昼夜节律通路的关键基因变化,引起PPR基因和大豆细胞质雄性不育相关基因的表达水平变化,将会发生育性转变.

目的:探索旱作区调节蒙古黄芪土壤水热、促进蒙古黄芪冠层发育和抗旱增收的栽培模式.方法:采用裂区设计,设置立旋耕和普旋耕2种旋耕方式,黑膜、玉米秸秆和露地栽培3种覆盖方式,研究立旋耕和地表覆盖对蒙古黄芪土壤水热、冠层发育及产量的影响.结果:因种子成熟期蒙古黄芪耗水量较大,其0～100 cm 土壤贮水量低于苗期和花期,但立旋耕覆黑膜和普旋耕覆黑膜两个覆膜处理在苗期至种子成熟期0～100 cm 土壤贮水量均显著高于普旋耕+露地栽培(CK);不同处理苗期至种子成熟期8:00、14:00和18:00不同深度土层温度均呈先增加后降低的趋势,其中立旋耕覆黑膜处理与CK的土壤温差在花期最高(5.5℃);不同处理苗期至种子成熟期蒙古黄芪冠层温度均表现为CK最高,立旋耕覆黑膜处理最低;蒙古黄芪各生育期叶片叶绿素含量相对值(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、单根鲜重、产量和经济收益均以立旋耕覆黑膜处理最高,立旋耕露地栽培、立旋耕覆黑膜和立旋耕覆秸秆处理各指标均显著高于CK.结论:立旋耕结合地表覆盖可使蒙古黄芪处于相对稳定的土壤水热环境中,尤其立旋耕覆黑膜是促进旱作区蒙古黄芪冠层发育、提高土壤水热和产量的重要栽培模式.考虑到覆黑膜会对环境造成污染,立旋耕露地和覆秸秆栽培模式可代替覆黑膜应用于蒙古黄芪的栽培生产中.

氯仿(CHCl3)和溴仿(CHBr3)是两种重要的挥发性卤代烃(Volatile halohydrocarbon,VHCs),可通过光化学作用,引起臭氧层破坏和温室效应,影响全球气候变化.以黄河三角洲湿地的优势物种—盐地碱蓬(Suaeda glauca)为研究对象,采用室内盆栽培养来探究不同浓度氮输入水平(CK,对照,6.0 g N m-2 a-1;1.5N0,低氮处理,9.0 g N m-2 a-1;3.0N0,高氮处理,18.0 g N m-2 a-1)对盐地碱蓬以及盆栽微生态系统CHCl3、CHBr3通量特征的影响.结果表明,不同氮梯度下盐地碱蓬CHCl3和CHBr3排放通量均呈现出先降后升的趋势,低浓度1.5N0下可以促进盐地碱蓬CHCl3的释放,高浓度3.0N0则抑制;盐地碱蓬CHCl3、CHBr3气体通量的峰值分别出现在枯萎期与苗期,其主要原因是不同氮梯度刺激了气体消耗与产生之间的平衡以及植物各生长期生长因子的改变.由相关性分析可知,盐地碱蓬CHCl3排放通量受多种因子相互作用,植物根长与CHBr3排放之间存在显著相关性,根部越长,CHBr3的排放通量越低.不同氮梯度下盆栽微生态系统内CHCl3、CHBr3排放通量的变化趋势不同,CHCl3通量为先升后降,CHBr3为先降后升,气体通量的最高值与最低值出现在植物不同生长时期,盆栽微生态系统气体排放通量主要受土壤NH4+-N、NO3--N、以及植物凋落物等交互作用的影响.